高圧変成岩中の流体包有物を用いた天然の深部流体の解読

利用高压变质岩中的流体包裹体破译天然深层流体

• 批准号: 13J00057
• 负责人: 吉田 健太
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J00057/
• 关键词: 流体包有物; 高圧変成岩; エクロジャイト; 三波川変成帯; SPring-8; X線トモグラフィ; マイクロサーモメトリー; ラマン分光; 深部流体; B-Li-C1相対組成; 熱力学モデリング; X線CT; 岩体上昇史; 負結晶

2014年度は2カ年の研究のまとめとして，三波川変成帯に産する高圧変成岩と石英脈を用いての，流体包有物から得られた深部流体の化学組成の情報を論文としてまとめ，Lithos誌にて公表した(Yoshida et al., 2015)．具体的には，流体包有物の母相である石英の組織や，包有物の産状様式，包有物組成について，総合的に考察を行った．その結果，沈み込み帯深部の流体（水）のLi-B-Cl相対組成は，15km程度の浅部ではLiには乏しくBに富み（B/Cl比が高い）主成分としてNa-HCO3に富む，また，30-60kmの深部ではLiとBに富み（Li/Cl比，B/Cl比がともに高い）主成分としてNa-Clに富むという特徴を持つと提唱した．この組成特性は沈み込むスラブの脱水流体に由来すると言われている有馬型温泉水の特徴(大沢ほか，2010；風早ほか，2014など)と類似しており，沈み込むスラブから地表まで流体が上昇してくる移動経路の出発点での情報を物質学的に初めて制約した成果であると言える．また，昨年度に引き続き，変成岩中の流体包有物の形態観察を放射光施設SPring-8を用いたX線トモグラフィにより行った．X線トモグラフィによる流体包有物の組成復元は，従来の加熱冷却実験とラマン分光に基づく手法（例えばBecker et al., 2010）で復元した組成と驚くべき一致を見せることを明らかにし(相対誤差にして1%未満)，本手法が微少包有物に対して有効な観察手法であることを提示した．近年高分解能のX線トモグラフィを利用する機会は増えてきており，本研究で提案した新しい観察手法は微小流体包有物の研究に対して今後新たな切り口をもたらすことは間違いない．この新しい観察手法は，現在論文としてまとめ，Eur. Jour. Mineral.誌に投稿・改訂中である．

作为两年研究的摘要，我们在2014年汇编了一篇有关使用高压变质岩石和从Sanbagawa metamorphic Belt的高压变质岩和石英静脉获得的深水液体的化学成分的论文，并将其发表在Journallithos Lithos（Yoshida等人，2015年）中。具体而言，我们全面考虑了石英组织，石英的组织是流体夹杂物，包含样式和包含组成的父阶段。结果，有人提出，深俯冲带中液体（水）的相对组成在Li中很差，在约15 km的浅层部分中富含B（高B/Cl比），并且在Na-Hco3中富含Na-HCO3作为主要成分，并且在30-60 KM中富含LI和B（高LI/Cl和B/Cl的比例），并在30-60 KM的深处（高度/Cl/Cl/cl）。这种组成特性类似于Arima风格的温泉水的特征，据说它是从俯冲板中脱水的流体衍生而来的（Osawa等，2010； Kazehaya等，2014等），可以说是物质上构成在层面上的开始层的信息的结果。此外，在去年，使用同步加速器辐射设施弹簧-8通过X射线断层扫描进行了变质岩石中流体夹杂物的形态观察。我们已经揭示了X射线断层扫描对流体夹杂物的组成恢复显示出令人惊讶的一致性，与传统的加热和冷却实验恢复的组成以及基于拉曼光谱的方法（例如，Becker等，2010）（相对误差小于1％），并且该方法是微构素的有效观察技术。近年来，高分辨率X射线断层扫描的使用增加了，毫无疑问，本研究中提出的新观察方法将为未来的微流体夹杂物研究提供新的方法。这种新的观察方法目前正在作为论文中编译，并正在提交并修改为欧元。期间。矿物。