スラブ内揮発成分挙動の解明：変成帯横断試料マルチ元素・同位体解析と高圧実験の統合

阐明板片中挥发性成分的行为：跨变质带样品的多元素和同位素分析以及高压实验的集成

基本信息

批准号：
22KJ0298
负责人：
原田浩伸
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究課題は、世界で最も多くかつ詳細に研究がなされてきた四国中央部三波川帯の温度構造に直交するよう採取された試料(トラバース試料)を用いた複数元素・同位体組成の解析に基づいて、沈み込みスラブ内における揮発成分の振る舞いについて新たな情報の獲得に取り組むものである。研究初年度である2022年度はまず、トラバース試料(84試料)について、保管されていた岡山県赤磐市から仙台市までの輸送を行った。年度前半には移送した岩石試料に対して、FE-SEM-EDS、EPMA、顕微ラマン分光装置による鉱物組織観察・組成分析、流体包有物解析を行った。また、前年度に採取した三波川帯の変成炭酸塩岩試料について新たに岩石学的な記載及び炭素・酸素同位体組成分析を行い、変成炭酸塩岩の起源が海洋性炭酸塩であることを明らかにした。さらに、予察的に得ていたトラバース試料中白雲母の酸素・水素同位体組成についての検討を進め、上述した変成炭酸塩岩の炭素・酸素同位体組成とを併せた考察から、白雲母は高圧変成岩が上昇する際に関与した流体の化学組成を記録している可能性が明らかとなった。11月から12月にかけては米ペンシルベニア州立大学に滞在し、Sr同位体組成分析を行い、トラバース試料の一部についてSr同位体比を得た。年度終盤からは、沈み込む堆積物における炭素の挙動の理解のために、泥質変成岩から分離された炭質物の解析を開始し、顕微ラマン分光装置による変成温度推定と並行して、現在炭素同位体組成分析の準備中である。

这项研究的目的是利用垂直于四国中部三波川带温度结构采集的样品（横向样品）来分析多种元素和同位素的组成，这是世界上研究最广泛和最详细的基础。为此，我们的目标是获得有关俯冲板片中挥发性成分行为的新信息。 2022年，即研究的第一年，我们首先将导线样本（84个样本）从存放地冈山县赤岩市运至仙台市。上半年，利用FE-SEM-EDS、EPMA、显微拉曼光谱对运输的岩石样品进行了矿物结构观察、成分分析和流体包裹体分析。此外，对去年采集的三八川带变质碳酸盐岩样品进行了新的岩石学描述和碳氧同位素组成分析，证实了变质碳酸盐岩的来源是海相碳酸盐岩。此外，我们对预先获得的导线样品中白云母的氧、氢同位素组成进行了考察，结合上述变质碳酸盐岩的碳、氧同位素组成，我们发现白云母很明显，变质岩可能记录了其上升过程中涉及的流体的化学成分。 11月至12月，他留在美国宾夕法尼亚州立大学，对部分导线样品进行了Sr同位素组成分析并获得了Sr同位素比值。从本财年末开始，为了了解碳在俯冲沉积物中的行为，我们开始分析从泥质变质岩中分离出来的碳质材料，在使用微型拉曼光谱仪估算变质温度的同时，我们目前正在分析碳准备身体成分分析。