Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

沈み込み帯 / 水流体 / マグマ / 海水 / 塩水 / 二酸化炭素 / 元素分配 / 高温高圧実験 / スラブ / マントルウェッジ / 流体包有物 / 放射光蛍光X線 / 塩濃度 / 水 / 分配係数 / 火山 / 温泉 / 蛇紋石 / マントル捕獲岩 / マントル交代作用 / 超臨界流体 / 堆積岩

1) 東北日本弧一ノ目潟火山のレルゾライト捕獲岩には、炭酸塩鉱物と塩水からなる流体包有物が存在し、塩水は3.7±0.8%の塩濃度を持つ。2) マグマと水流体の間の微量成分元素分配のその場観察実験を行った。火山弧の下で海洋プレートからマントルウェッジに加わる超臨界流体は塩素を含み、上昇過程で塩水とメルトに分離することで島弧玄武岩の化学的特徴を説明する仮説を提案した。3) マントルウェッジに塩水をどう運ぶかに制約条件を与えるために、スラブを構成する高圧変成岩中の流体包有物を研究対象とした。特に、蛇紋岩メランジュに含まれるヒスイ輝石岩に注目し、複数の変成帯の岩石中に塩水を含む流体包有物を発見した。

高温高圧 / レーザー分光 / 超臨界流体 / マグマ / フルイド / ダイヤモンドアンビルセル / 水 / 玄武岩 / プラズマ / ダイヤモンドアンビル / 沈み込み帯

地球内部での物質循環やマグマの生成を理解するため,高温高圧下でマグマやフルイドの化学組成を直接決定するための新しい方法の開発を試みた.化学組成の決定には,レーザー誘起ブレークダウン分光装置を用いた.分析装置の改良を繰り返し,ガラス容器内の水溶液中の元素からのプラズマ信号を得ることに成功した.引き続き,ダイヤモンドアンビルセル内の高温高圧状態のサンプルからの信号を得るための研究が進行中である.

フルイド / マグマ / 超臨界流体 / 高温高圧 / 沈み込み帯 / ラマン分光 / ダイヤモンドアンビル / 火山現象 / 第2臨界端点 / コランダム / ルビー / サファイア / マントル / 水

沈み込み帯におけるマグマの生成や物質循環を明らかにするため、外熱式ダイヤモンドアンビル高温高圧発生装置内部の試料を顕微鏡下で直接観察することにより沈み込み帯のフルイドの相関係の決定し、また、顕微レーザーラマン分光装置を併用して高温高圧下のマグマやフルイドの構造に関する分光学的研究を行った。

沈み込み帯 / 火成作用 / 変成作用 / 数値モデル / 溶解 / 変成帯 / 地震波構造 / 変形 / 水 / マグマ / コンピュータシミュレーション / 溶融 / 地震波速度構造 / 高圧変成帯

沈み込み帯の火成作用については、数値モデルから予想される沈み込み帯の温度構造・流帯分布をこれまでの実験的研究を通して地震波速度構造に読みかえる試みがなされ、実際の速度構造との対比がなされた。その結果、日本列島(特に東北日本、中部日本、九州北部)における地震波速度構造とその特徴がモデルにより説明され、沈み込みむプレートから放出される流体の量や位置が、主に沈み込むプレートの年齢(言い替えるなら沈み込む直前の熱構造)に依存していることが分かった。東北日本では従来考えられているよりもH20が深く、150-200kmまで沈み込み、その後上昇してマグマを精製しているらしいことが明らかになってきた。東北日本が地球上で最も冷たいプレートの沈み込む場所であることを考えると、ほとんどの沈み込み帯では、沈み込んだH20、深さ200:km以浅で再び地表に還元され、火成活動を引き起こしていると考えられる。
沈み込み帯の変成作用については、変成岩及び変成帯の鉱物化学組成と流動組織に記録されている岩石塊の温度-圧力-変形-時間経路を再現する数値モデルの開発が行なわれた。変成作用の温度・圧力条.件については、火成作用のモデルの延長として、海嶺の沈み込みにより、高圧型と高温型の変成帯がほぼ同じ場で短時間(数から数十万年)で形成され得ることをはじめて見出だした。また、様々な流れ・変形モデルをたて、放散虫化石に記録されている有限歪みをモデルと照合した結果、日本列島は、斜め沈み込みに伴う前弧付加ウェッジ内でおこる3次元コーナーながれに伴っで流動/変形/上昇が起こることが明らかにされた。沈み込み帯の熱モデリングと合わせた結果は、そのような流動は、海嶺が沈み込む時に、一時的に熱とH20が前弧領域に供給されて岩石の粘性が低下するときに起こると考えられる。

【研究分担者】
三部賢治	東京大学	地震研究所	助教	(Kakenデータベース)
山本順司	北海道大学	総合博物館	准教授	(Kakenデータベース)
石丸聡子	熊本大学	大学院自然科学研究科	助教	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
鳥海光弘	東京大学	大学院・新領域創成化学研究科	教授	(Kakenデータベース)