ラマン分光法の岩石学への応用:地殻物質の沈み込み－上昇機構の解明

拉曼光谱在岩石学中的应用：阐明地壳物质的俯冲-隆升机制

基本信息

批准号：
10J07116
负责人：
纐纈佑衣
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

ザクロ石中の石英包有物が保持している残留圧力から変成状態を定量的に推定できるようにするため,数値計算モデルを用いたアプローチを行った.得られた計算結果は,天然の高圧及び低圧試料の測定結果と調和的であった.一方,中圧試料の測定結果と計算結果はあまり一致しなかったが,従来の地質圧力計では見積もる事の出来なかった累進変成作用時の記録が,石英ラマン圧力計によって得られている可能性が示唆された.低温領域に適用可能な炭質物ラマン温度計の開発に取り組み,従来の地質温度計では見積りが困難であった150℃から400℃までの温度領域をカバーした手法を提案した.これは,地質構造や変成履歴を検討する上で非常に重要なツールになり得ると考えられる.また,炭質物の温度上昇に伴う構造変化に関して経験的な考察を与えており,地質学のみならず,化学や生物学,工学の分野においても参考になる成果であると考えられる.四国三波川帯別子地域の変泥質岩中に含まれるザクロ石中の石英が保持している残留圧力をラマン分光法で測定した結果,多くの試料はエクロジャイトと同程度の高い圧力を保持している事が明らかになった.また別子地域の変泥質岩中に含まれる多くのザクロ石は,三波川帯で一般的とされているMnベル型累帯構造ではなく,複合累帯構造を示す事が明らかになった.これらの結果は,堆積物が海洋プレートと共に,エクロジャイト相程度の深部まで沈み込んでいた可能性を示唆している.この成果は,沈み込み帯の物質循環を考える上で新たな見解を与えており,地震発生や火山活動,沈み込み帯の上昇機構を考察する上で,重要な成果であると言える.上記の成果は,国内学会において,口頭,及びポスター発表を行った.そしてこれらの結果をまとめて学位論文とした.

为了能够根据石榴石中石英包裹体所保持的残余压力来定量估计变质状态，我们采用了数值计算模型的方法。另一方面，中压样品的测量结果和计算结果确实如此。不太吻合，表明使用石英拉曼压力计获得了传统地质压力计无法估计的渐进变质作用记录。我们致力于开发一种可应用于低温地区的碳质材料拉曼温度计，并提出了一种覆盖150℃至400℃温度范围的方法，这是用常规地质温度计难以估计的地面。人们认为它可以成为检查质量结构和变质历史的非常重要的工具。它还提供了与碳质材料温度升高相关的结构变化的经验考虑，并且不仅在地质学中而且在化学中都很有用。生物学、工程学等领域该结果被认为对四国三波川带别子地区有用。利用拉曼光谱测量四国三波川带别子地区变泥岩中石榴石中石英所保持的残余压力，结果许多样品与榴辉岩相当。此外，别子地区变泥质岩中含有的许多石榴石具有三波川带中常见的锰钟形带状结构，现已表明该带状结构并不是复杂的带状结构。这些结果表明，沉积物可能与海洋板块一起俯冲到与榴辉岩相相当的深度。这一结果为考虑俯冲带物质循环提供了新的视角，这可以说是考虑地震的重要结果。上述成果在国内学术会议上以口头和海报形式发表，并被编成博士论文。