酸化還元状態を考慮した冷たい沈み込み帯での吸水・脱水過程と流体移動経路の解明

考虑氧化还原条件，阐明冷俯冲带的吸水/脱水过程和流体运动路径

基本信息

批准号：
19H01999
负责人：
平島崇男
金额：
$ 11.07万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、流体活動組織解析班と流体組成分析班を組織し、冷たい沈み込み帯での深部流体活動の実態や移動経路の推定を試みている。流体活動組織解析班：北海道神居古潭変成帯幌加内地域の青色片岩分布地域の鉱物組み合わせの安定条件を説明できる岩石成因論グリッドを作成し、当該地域の青色片岩はローソン石・パンペリー石・緑簾石が安定な非常に限られたPT条件下で形成されたこと、ローソン石青色片岩は吸水反応で形成されるが、緑簾石青色片岩の形成は脱水反応によることを明らかにした(平島ほか）。また、当該地域の青色片岩の形成温度をラマン炭質物温度計で検討した結果、280－300℃であることが分かった（苗村ほか）。九州黒瀬川帯箱石ユニットで、青色片岩と変成Mn/Fe-richチャート中のアルカリ輝石とアルカリ角閃石の組成は、流体中から核形成・成長した場合と、残留鉱物を置き換えてトポタキチック成長した場合でヒスイ成分が異なること、すなわち反応のカイネティクスが寄与することを見出した(薮田・平島）。以上の成果3件については、日本鉱物科学会2022年会で口頭発表した。幌加内地域の青色片岩の形成時期を確定するため、青色片岩中の白雲母のK-Ar法を実施した結果、予想に反して、106/109Maと123/127Maの2クラスターに分かれた。その原因解明の研究を開始した。流体包有物研究班：幌加内地域の青色片岩地域で採取した石英脈中の流体包有物の抽出作業を実施し、抽出液の主要成分と微量成分を分析した。その結果、沈み込み帯特有のLi-B系列の流体は1試料から得られたが、他の試料はCl-B系列で、かつ、1試料はSO4-イオンを相当料含んでいた（苗村ほか）。現在の東北日本弧の地表温泉水組成の文献調査を行ったところ、有馬型熱水と類似する温泉を見出した。当該温泉と交渉し、分析用試料の採取交渉を始めた（網田・苗村）。

本研究组建了流体活动组织分析团队和流体成分分析团队，试图估算冷俯冲带深部流体活动和运移路径的实际状态。流体活动结构分析团队：创建了能够解释北海道神威古丹变质带幌加内地区蓝片岩分布区矿物组合稳定条件的岩石成因网格，该区域的蓝片岩由硬硅石和Pumpelly组成。 -很明显，绿帘石和绿帘石是在非常有限的 PT 条件下稳定形成的，硬钠石蓝片岩是通过吸水反应形成的，而绿帘石蓝片岩是通过脱水反应形成的（Hirashima 等人）。此外，使用拉曼碳质材料温度计检测该地区蓝片岩的形成温度，结果发现为280-300℃（Naemura等人）。九州黑濑川带箱石单元中的蓝片岩和变质富锰/铁燧石中的碱性辉石和角闪石的组成是通过两种情况确定的：从流体中成核和生长，以及取代残余矿物的闪钙石生长。玉的成分因情况而异，即反应动力学的贡献（Yabuta 和 Hirashima）。上述三项成果是在日本矿物学会2022年年会上口头发表的。为了确定Horokanai地区蓝片岩的形成时间，我们对蓝片岩中的白云母进行了K-Ar方法，结果与预期相反，将其分为两个簇：106/109 Ma和123/ 127马。我们已开始研究以找出原因。流体包裹体研究组：从幌加内地区蓝片岩地区采集的石英脉中提取流体包裹体，并对提取物的主量和微量成分进行分析。结果，从一个样品中获得了俯冲带典型的Li-B系列流体，而其他样品则为Cl-B系列流体，并且一个样品中含有大量的SO4-离子（Naemura等，2015）。）。我们对现今东北岛弧地表温泉水的成分进行文献检索时，发现了与有马型热液类似的温泉。我们与有关温泉协商，开始协商采集样本进行分析（Amita和Naemura）。