【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】16K00531 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

深部流体 / 地殻流体 / スラブ起源流体 / 温泉水 / 構造線 / スラブ / プレート / 流体 / 深部 / 非火山 / 起源 / 非火山域 / 重元素 / 希土類 / REE / 熱水 / 物質循環 / 火山

【研究成果の概要】

本研究の目的は，深部流体の分布と上昇過程を把握し，日本列島における変動現象と流体の関係の理解を進めることである．深部流体の指標と考えられる化学的特徴に基づき，調査対象を選定・調査・試料採取を行い，希土類元素の測定と解析を行うことで，その起源と上昇過程の推定を試みた．
その結果，構造線沿いに，スラブ起源流体が低温で脱水する時の特徴を持つ流体が上昇していることが分かった．一部の流体は，上昇途中に帯水層で沈殿物を生成した後，湧出していることも明らかになった．火山域，非火山域，プレート境界域における深部流体の振る舞いを統合的に捉えることで，日本列島全域の深部流体について把握する準備が整ったといえる．

【研究の社会的意義】

日本列島は，水を含む海洋プレートの動的・物質的影響を常に受けており，深部流体が関与すると考えられる変動現象が絶えない．深部流体は，現在沈み込んでいる太平洋プレートとフィリピン海プレートに由来する証拠が蓄積されてきた．一方，これらの深部流体がどのように上昇し変動現象と関わるのか，具体的証拠に乏しい．本研究により，沈み込んでいるプレートから比較的低温（～500度）で脱水する特徴を持つ流体が，構造線沿いに上昇していることが分かり，一部は，上昇中に帯水層で沈殿物を生成した後，湧出することも明らかになった．非火山域の深部流体の挙動を捉えることで，日本列島全域における全貌を把握していくことが重要である．

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)

【研究分野】地球宇宙化学

【研究領域課題番号】15H02630 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

島弧火成作用 / プレート境界沈み込み / マグマ生成過程 / 鞍部チリ弧 / 南部チリ弧 / 線状変質帯（破砕帯） / 第四紀火山 / 親水性元素 / 流体の付加 / マグマ成因 / チリ弧 / 南部火山地帯 / 沈み込み帯 / 線状変質帯 / アンチモン / 地殻・マントル物質 / 地球化学 / 火山 / 地質学 / テクトニクス / 脱水融解作用 / マグマ成因論 / 断裂帯 / 地殻・マントル化学 / マグマ・火成岩 / 同位体・放射年代 / 物質循環 / 脱水作用 / トランスフォーム断層

【研究成果の概要】

比較的若い形成年代を持つナスカプレートが沈み込んでいる南部チリ弧では海洋地形から破砕帯（線状変質帯）が沈み込んでいる地域を明瞭に把握できる．本研究により，この破砕帯が沈み込む直上に位置する第四紀島弧火山を構成する火山岩類はそれ以外の周囲の火山に比べ，非常に高い親水性元素（例えば，Cs, Rb, Ba, K, Pb, Sr, Sbなど）の濃集が認められた．このことから，破砕帯が沈み込んでいる直上に位置する火山においては，通常の島弧火成作用よりも流体の付加が大きくなり，マントルウェッジの部分融解量が増大し火成活動が活発化していることが明らかになった．

【研究の社会的意義】

今回，南部チリ弧に分布する島弧火山帯において，沈み込む海洋プレートに発達する断裂帯直上の第四紀火山の島弧火成活動は通常の地域の火山に比べ流体の付加が増大し，活発化していることが明らかになった．南部チリ弧では比較的若い海洋プレートが沈み込んでいるため，海底地形から破砕帯の位置は明瞭に把握できるが，古い海洋プレートが沈み込んでいる東北日本弧や伊豆―小笠原弧ではその上に厚い堆積物が覆っているためその位置は明確でない．しかし，今回得られた地球化学的解析法を駆使すれば，環太平洋火山地帯全域の第四紀火山において，どの火山が今後活発化するか推定できうる重要な基礎データになる可能性がある．

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【配分額】38,610千円 (直接経費: 29,700千円、間接経費: 8,910千円)