炭素同位体を用いた地殻内マグマシステムにおける二酸化炭素フラクシング機構の解明

利用碳同位素阐明地壳岩浆系统中二氧化碳的流动机制

基本信息

批准号：
11J03863
负责人：
吉村俊平
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J03863/
关键词：
マグマ流体火成作用二酸化炭素輸送

项目摘要

地殻内のマグマ供給系では,メルトから析出・分離した流体が熱と溶質を効率よく運び,移動先でマグマの物理化学的性質を変化させることで,火成作用の起こりかたをコントロールしている.特に,巨大噴火を起こすマグマ溜まりでは,噴火前に高温流体が注入され,マグマ溜まりが活性化していると考えられている.本研究課題では,そのような流体輸送のメカニズムを解明することを目指し,二次イオン質量分析計(SIMS)を用いて火山ガラス(斑晶鉱物中のメルト包有物)の揮発性成分の分析に取り組んでいる.本年度は,第四紀の大規模火砕流堆積物(鬼首カルデラ起源)を対象としたガラス包有物の揮発性成分(H2OとCO2)の分析を行うため,SIMS分析のための検量線を作成し,分析方法を確立した.昨年度,すでに標準物質(炭素濃度が既知のガラス)を合成しており,本年度はこれを用いて検量線を確立する予定であったが,炭素濃度の空間不均質が予想以上に大きく,再現性のよい検量線が得られなかった.そこでこのガラスの使用をやめ,代わりに,かつて別の目的で合成したガラス試料(未発表およびYoshimura and Nakamura(2010)のもの)を用いて検量線の確立に再チャレンジしたところ,直線的で再現性のよい検量線を得ることに成功した.また,炭素のバックグラウンドレベルを低下させるため,試料をマウントするエポキシ樹脂の使用をやめ,代わりに低融点合金を使用することにした.また,この新しい標準試料では,Hr20の濃度も定量してあったため,H2O濃度の検量線も確立できた.以上により,火山ガラスのCO2濃度およびH2O濃度の両方をSIMSで定量分析できる環境が整備された.

在地壳内的岩浆供应系统中，从熔体中沉淀和分离的流体有效地输送热量和溶质，并改变目的地的岩浆的物理化学性质，从而控制岩浆作用发生的方式，特别是在岩浆室中。引起巨大的喷发，喷发前会注入高温流体。在这个研究项目中，我们旨在阐明这种流体传输的机制，并使用二次离子质谱仪（SIMS）来分析火山玻璃（火山玻璃），我们正在研究结晶矿物中熔融包裹体的挥发性成分。。为了分析大规模第四纪火山碎屑流沉积物（源自 Onikobe 破火山口）中玻璃包裹体的挥发性成分（H2O 和 CO2），我们创建了 SIMS 分析的校准曲线。去年，我们建立了分析方法。已经合成了标准材料（具有已知碳浓度的玻璃）。我们原计划今年使用该玻璃建立校准曲线，但碳浓度的空间异质性大于预期，无法获得重现性良好的校准曲线。因此，我们决定停止使用该玻璃。，相反，之前为其他目的合成的玻璃样品（未发表和吉村和Nakamura (2010)），我们再次尝试建立校准曲线，并成功获得了具有良好重现性的线性校准曲线。并且，为了降低碳的背景水平，我们停止使用环氧树脂安装，而是使用我们决定对火山玻璃使用低熔点合金。此外，由于在这个新标准样品中还量化了 Hr20 的浓度，因此我们能够建立 H2O 浓度的校准曲线。因此，CO2 和 H2O已经创建了一个可以使用 SIMS 对两者进行定量分析的环境。