Serpentinization and carbonation in the mantle wedge by seawater-originated subduction-zone fluids

源自海水的俯冲带流体对地幔楔的蛇纹石化和碳化作用

• 批准号: 21H01178
• 负责人: 川本 竜彦
• 金额: $ 11.48万
• 依托单位: Shizuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01178/
• 关键词: 蛇紋岩; 炭酸塩; 流体包有物; 塩濃度; 沈み込み帯; 二酸化炭素; マントル; 水熱合成実験; リュウグウ; ハヤブサ2; 塩水; オフィオライト; 蛇紋岩海山; カルサイト; マイクロサーモメトリー; 均質化温度

高温度高圧力条件での二酸化炭素混合流体とマントル岩の炭酸化反応を理解するために下記の実験を行った。1. 温度校正実験　水熱合成装置の圧力容器は長さ175mm外径35mm内径8.8mmで、中央に直径6mmのNi棒をfiller rodとしていれる。Ni棒の先の穴に直径3mmの金パラジウムカプセルを入れる。圧力容器の外側の温度をKタイプ熱電対で計測する。NaNO3の粉末中に直径0.5mmのステンレス球を金パラジウムカプセルに封入し保持し、球の落下を確認することで温度校正を行なった。1時間程度の実験時間では熱電対の表示温度は試料温度より32－43℃低いが、22時間保持した場合、試料と圧力容器の外側の温度差はほぼないと結論する。2. マントル岩の炭酸塩化実験　200－400℃、0.076－0.180GPaの条件でマントル岩（カンラン石またはアンチゴライト）＋シュウ酸2水和物±ディオプサイドを金パラジウムカプセルに封入し反応させた。実験終了時は圧力容器を電気炉から離し、圧縮空気で空冷した。その後、カプセルに穴を開け減った質量を流体中の二酸化炭素量とし、その後オーブンで乾燥させ流体中の水の量とした。研磨した実験生成物をラマン分光分析装置と電界放出型走査電子顕微鏡で観察した。出発物質が反応し残ることがあるほか、出発物質のカンラン石に鉄が含まれるためマグネサイトとタルクが共存する以外は、MgO-SiO2-H2O-CO2系での先行研究と整合的である。カンラン石とディオプサイド、蛇紋石とディオプサイドの系では複数の反応を確認した。3. リュウグウ試料の観察　リュウグウ試料の初期分析において観察を行った。リュウグウの岩石試料は蛇紋石と粘土鉱物と炭素質物質からなるマトリックスに炭酸塩鉱物が囲まれている。これは私たちが研究する蛇紋岩中の炭酸塩鉱物と同じであった。流体包有物、炭素質物質の探査を行った。

进行了以下实验，以了解在高温和压力条件下混合二氧化碳流体和地幔岩石的碳酸化反应。 1。温度校准实验水热合成器件的压力容器长175mm，直径为35mm，内部直径8.8毫米，中心的直径为6mm。将直径3mm的金钯胶囊放入Ni杆尖端的孔中。使用K型热电偶测量压力容器外的温度。将直径为0.5毫米的不锈钢球封装并固定在金钯胶囊中，并通过检查球的跌落来校准温度。在大约1小时的实验时间内，热电偶的显示温度比样品温度低32-43°C，但是在保持22小时时，得出的结论是，样品和压力容器之间的温度几乎没有差异。 2。地幔岩石的碳酸化实验：地幔岩（橄榄石或抗辉石） +草酸二氢酸盐±Diopside封装在金钯胶囊中，并在200-400°C和0.076-0.180 GPA的条件下反应。在实验结束时，将压力容器与电炉分离，并用压缩空气冷却。之后，将胶囊的质量切成一个孔中，并减少是流体中二氧化碳的量，然后在烤箱中干燥以使液体中的水量。使用拉曼光谱仪和场发射扫描电子显微镜观察到抛光的实验产物。起始材料可能会反应并可能存在，并且起始材料橄榄石含有铁，因此它与先前对MGO-SIO2-H2O-CO2系统的研究是一致的，除了Magnesite和Talc并存。在橄榄石和Diopside系统以及蛇纹石和Diopside系统中证实了多种反应。 3。在对Ryugu样品的初始分析期间对Ryugu样品进行观察。 Ryugu岩石样品被碳酸盐矿物质包围，由蛇纹石，粘土矿物和碳质材料组成。这与我们研究的蛇纹石中的碳酸盐矿物质相同。研究了液体夹杂物和碳质材料。

项目成果

Experimental and Observational Constraints on Halogen Behavior at Depth

• DOI: 10.2138/gselements.18.1.35
• 发表时间: 2022-02
• 期刊: Elements
• 影响因子: 4.5
• 作者: Bastian Joachim-Mrosko;T. Kawamoto;H. Bureau

震源の空間分布から見る南海トラフ深部微動の存在条件

从震源空间分布看南海海槽深部震动存在的条件

• 发表时间: 2022
• 作者: 生田領野;小林ゆい;川本竜彦
• 通讯作者: 川本竜彦

オマーンオフィオライト・ワジディマ蛇紋岩の炭酸塩中の流体包有物：海洋底と大陸での変成作用

阿曼蛇绿岩 Wajdima 蛇纹岩碳酸盐中的流体包裹体：海底和大陆的变质作用。

• 发表时间: 2021
• 作者: 犬飼 知宏;川本 竜彦;Godard Marguerite
• 通讯作者: Godard Marguerite

マリアナ前弧域の蛇紋岩泥海山岩石中のカルサイト中の流体包有物

马里亚纳弧前地区蛇纹岩泥海山岩石中方解石中的流体包裹体

• 发表时间: 2021
• 作者: 山本 千早;釘宮 健人;石戸 慎也;川本 竜彦;市山 祐司
• 通讯作者: 市山 祐司

400℃以下で使用するHPテクノス社製水熱合成装置の温度校正とマントル岩と水・二酸化炭素混合流体の反応

400℃以下使用的HP Technos水热合成设备的温度校准及地幔岩石与水/二氧化碳混合流体的反应

• 发表时间: 2022
• 作者: Noriyuki Narukage;Mitsuo Oka;Yasushi Fukazawa;Keiichi Matsuzaki;Shin Watanabe;Taro Sakao;Kouichi Hagino;Ikuyuki Mitsuishi;Tsunefumi Mizuno;Iku Shinohara;Masumi Shimojo;Shinsuke Takasao;Tomoko Kawate;Takafumi Kaneko;Hiroshi Tanabe;Munetaka U;福島奈桜，川本竜彦，鈴木陽己，岩田拓真
• 通讯作者: 福島奈桜，川本竜彦，鈴木陽己，岩田拓真