チベット高原の火山熱水活動の地球化学的研究

青藏高原火山热液活动地球化学研究

• 批准号: 21F20025
• 负责人: 白井 厚太朗
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21F20025/
• 关键词: ヘリウム同位体; 火山; 地震; チベット高原; ヘリウム同位体比; 安定同位体; 火山ガス

チベット高原はインド亜大陸とユーラシア大陸の衝突が起こる場所にあり、第四紀の火山や地熱活動が認められる。またチベット高原の東縁は南西方面に拡大しつつある。本研究の目的は火山ガス、温泉水や地下水を採取して、それらに含まれるヘリウム、アルゴン、炭素、窒素などの揮発性元素の同位体組成に基づき、チベット高原の南西方向への拡大メカニズムを地球化学的に明らかにすることである。特にヘリウムの同位体はマントルに由来する深部起源の物質を検出するのに有効であり、マントルにまで到達する大規模断層の存在や火山活動の有無を知ることができる。チベット高原の広い範囲で火山ガスや地下水を採取し、ヘリウムや炭素などの同位体を分析した。その結果をもとにチベット高原の拡大メカニズムや地下深部物質のフラックスについて考察し共著論文として発表した。ヘリウム同位体が異常を示す分布を調べると、大規模断層や第四紀の火山を通してマントル起源物質が上がってきていることが明らかになった。そのヘリウムが異常を示す場所は地殻歪みを生じている場所とよく一致し、チベット高原の地下にあるマントルの動きによってチベット高原が拡大していることが推定された。また，日本における大規模地震や大規模火山活動の調査を行なった。火山については日本を代表するカルデラ火山である阿蘇山をはじめ、雲仙や御嶽山、立山などで火山ガスや温泉水を採取し、そのヘリウムや炭素などの同位体を分析した．大規模地震を起こすとされる南海トラフと日本海溝を対象とし、過去に採取された海底コアを入手して、そのヘリウム同位体を分析した。

青藏高原位于印度次大陆与欧亚大陆的交汇处，是第四纪火山和地热活动的场所。青藏高原东缘也在向西南方向扩展。本研究的目的是收集火山气体、温泉水和地下水，根据氦、氩、碳、氮等挥发性元素的同位素组成，研究青藏高原向西南方向扩张的机制。目标是从地球化学角度对其进行澄清。氦同位素在探测源自地幔深处的物质方面特别有效，使我们能够确定是否存在到达地幔的大规模断层以及是否存在火山活动。他们在青藏高原大片地区收集了火山气体和地下水，并分析了氦和碳等同位素。基于这些结果，我们讨论了青藏高原的扩张机制和地下深层物质的通量，并发表了一篇合作论文。对氦同位素异常分布的检查表明，源自地幔的物质正在通过大规模断层和第四纪火山上升。观测到氦气异常的位置与发生地壳扭曲的位置非常吻合，推测青藏高原由于青藏高原下方地幔的运动而正在膨胀。我们还调查了日本的大规模地震和大规模火山活动。关于火山，我们采集了日本第一破火山口阿苏山以及云仙、御岳山和立山的火山气体和温泉水，并对氦和碳等同位素进行了分析。我们以被认为发生大规模地震的南海海槽和日本海沟为对象，获取了过去收集的海底岩心，并分析了其氦同位素。

项目成果

Fluid geochemistry and geothermal anomaly along the Yushu-Ganzi-Xianshuihe fault system, eastern Tibetan Plateau: implications for regional seismic activity

• DOI: 10.1016/j.jhydrol.2022.127554
• 发表时间: 2022-02
• 期刊: Journal of Hydrology
• 影响因子: 6.4
• 作者: Wei Liu;L. Guan;Yi Liu;Xian-gang Xie;Maoliang Zhang;Biying Chen;Sheng Xu;Y. Sano

Deciphering a mantle degassing transect related with India-Asia continental convergence from the perspective of volatile origin and outgassing

• DOI: 10.1016/j.gca.2021.07.010
• 发表时间: 2021-06
• 期刊: Geochimica et Cosmochimica Acta
• 影响因子: 5
• 作者: Maoliang Zhang;Sheng Xu;Xiaocheng Zhou;A. Caracausi;Y. Sano;Zhengfu Guo;G. Zheng;Yunchao Lang

Older magma at Aso caldera than at Unzen stratovolcano in south west Japan as recorded through helium isotopes

通过氦同位素记录，阿苏火山口的岩浆比日本西南部云仙成层火山的岩浆更古老

• DOI: 10.1038/s43247-022-00649-6
• 发表时间: 2023
• 期刊: Communications Earth & Environment
• 影响因子: 7.9
• 作者: Y. Sano;T. Kagoshima;M. Zhang;N. Takahata;T. Onoue;T. Shibata;Y. Nishio;A.-T. Chen;H. Lee;T.P. Fischer;D. Zhao
• 通讯作者: D. Zhao

First Estimates of Hydrothermal Helium Fluxes in Continental Collision Settings: Insights From the Southeast Tibetan Plateau Margin

• DOI: 10.1029/2022gl098228
• 发表时间: 2022-05
• 期刊: Geophysical Research Letters
• 影响因子: 5.2
• 作者: Maoliang Zhang;Wei Liu;L. Guan;N. Takahata;Y. Sano;Ying Li;Xiaocheng Zhou;Zhi Chen;Chunhui Cao;Lihong Zhang;Yunchao Lang;Cong Liu;Sheng Xu

Metamorphic CO2 emissions from the southern Yadong-Gulu rift, Tibetan Plateau: Insights into deep carbon cycle in the India-Asia continental collision zone

青藏高原亚东-古鲁裂谷南部变质二氧化碳排放：印度-亚洲大陆碰撞带深层碳循环的见解

• DOI: 10.1016/j.chemgeo.2021.120534
• 发表时间: 2021-12
• 期刊: Chemical Geology
• 影响因子: 3.9
• 作者: Zhang Maoliang;Zhang Lihong;Zhao Wenbin;Guo Zhengfu;Xu Sheng;Sano Yuji;Lang Yunchao;Liu Congqiang;Li Ying
• 通讯作者: Li Ying