Serpentinization and carbonation in the mantle wedge by seawater-originated subduction-zone fluids

源自海水的俯冲带流体对地幔楔的蛇纹石化和碳化作用

• 批准号: 21H01178
• 负责人: 川本 竜彦
• 金额: $ 11.48万
• 依托单位: Shizuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01178/
• 关键词: 蛇紋岩; 炭酸塩; 流体包有物; 塩濃度; 沈み込み帯; 二酸化炭素; マントル; 水熱合成実験; リュウグウ; ハヤブサ2; 塩水; オフィオライト; 蛇紋岩海山; カルサイト; マイクロサーモメトリー; 均質化温度

高温度高圧力条件での二酸化炭素混合流体とマントル岩の炭酸化反応を理解するために下記の実験を行った。1. 温度校正実験　水熱合成装置の圧力容器は長さ175mm外径35mm内径8.8mmで、中央に直径6mmのNi棒をfiller rodとしていれる。Ni棒の先の穴に直径3mmの金パラジウムカプセルを入れる。圧力容器の外側の温度をKタイプ熱電対で計測する。NaNO3の粉末中に直径0.5mmのステンレス球を金パラジウムカプセルに封入し保持し、球の落下を確認することで温度校正を行なった。1時間程度の実験時間では熱電対の表示温度は試料温度より32－43℃低いが、22時間保持した場合、試料と圧力容器の外側の温度差はほぼないと結論する。2. マントル岩の炭酸塩化実験　200－400℃、0.076－0.180GPaの条件でマントル岩（カンラン石またはアンチゴライト）＋シュウ酸2水和物±ディオプサイドを金パラジウムカプセルに封入し反応させた。実験終了時は圧力容器を電気炉から離し、圧縮空気で空冷した。その後、カプセルに穴を開け減った質量を流体中の二酸化炭素量とし、その後オーブンで乾燥させ流体中の水の量とした。研磨した実験生成物をラマン分光分析装置と電界放出型走査電子顕微鏡で観察した。出発物質が反応し残ることがあるほか、出発物質のカンラン石に鉄が含まれるためマグネサイトとタルクが共存する以外は、MgO-SiO2-H2O-CO2系での先行研究と整合的である。カンラン石とディオプサイド、蛇紋石とディオプサイドの系では複数の反応を確認した。3. リュウグウ試料の観察　リュウグウ試料の初期分析において観察を行った。リュウグウの岩石試料は蛇紋石と粘土鉱物と炭素質物質からなるマトリックスに炭酸塩鉱物が囲まれている。これは私たちが研究する蛇紋岩中の炭酸塩鉱物と同じであった。流体包有物、炭素質物質の探査を行った。

The following is a description of the process of carbon acidification reaction under high temperature and high pressure conditions. 1. Pressure vessel of hydrothermal synthesis device with temperature correction: length: 175mm, outer diameter: 35mm, inner diameter: 8.8 mm, center diameter: 6mm, filler rod: 175 mm. Ni rod precursor holes 3mm in diameter and gold plate Temperature measurement outside pressure vessel The temperature correction of 0.5 mm diameter spherical particles in NaNO3 powder is performed by the method of sealing and retaining the particles and confirming the falling of the particles. The temperature difference between the sample temperature and the pressure vessel is 32-43℃, 22-hour holding time, and the temperature difference between the sample and the pressure vessel. 2. The temperature range of carbon dioxide is 200-400℃, 0.076-0.180GPa. The temperature range of carbon dioxide is 200 - 400 ℃, 0.076-0.180GPa. At the end of the day, the pressure vessel is electrically isolated, compressed and cooled. The amount of carbon dioxide in the fluid is reduced by the amount of water in the fluid. The product of grinding is detected by spectroscopic analysis device and electron microscope. In addition to the coexistence of iron, MgO-SiO2-H2O-CO2 system, the integration of MgO-SiO2-H2O-CO2 system was studied in advance. The system of serpentine, serpentine, and serpentine has been identified as a plurality of anti-seismic elements. 3. The initial analysis of the sample was carried out in the middle of the test. The rock samples were serpentine clay and carbon quality substances. A study of the carbon dioxide in serpentine rocks Investigation of fluid inclusions and carbon quality substances.

项目成果

Experimental and Observational Constraints on Halogen Behavior at Depth

• DOI: 10.2138/gselements.18.1.35
• 发表时间: 2022-02
• 期刊: Elements
• 影响因子: 4.5
• 作者: Bastian Joachim-Mrosko;T. Kawamoto;H. Bureau

震源の空間分布から見る南海トラフ深部微動の存在条件

从震源空间分布看南海海槽深部震动存在的条件

• 发表时间: 2022
• 作者: 生田領野;小林ゆい;川本竜彦
• 通讯作者: 川本竜彦

オマーンオフィオライト・ワジディマ蛇紋岩の炭酸塩中の流体包有物：海洋底と大陸での変成作用

阿曼蛇绿岩 Wajdima 蛇纹岩碳酸盐中的流体包裹体：海底和大陆的变质作用。

• 发表时间: 2021
• 作者: 犬飼 知宏;川本 竜彦;Godard Marguerite
• 通讯作者: Godard Marguerite

400℃以下で使用するHPテクノス社製水熱合成装置の温度校正とマントル岩と水・二酸化炭素混合流体の反応

400℃以下使用的HP Technos水热合成设备的温度校准及地幔岩石与水/二氧化碳混合流体的反应

• 发表时间: 2022
• 作者: Noriyuki Narukage;Mitsuo Oka;Yasushi Fukazawa;Keiichi Matsuzaki;Shin Watanabe;Taro Sakao;Kouichi Hagino;Ikuyuki Mitsuishi;Tsunefumi Mizuno;Iku Shinohara;Masumi Shimojo;Shinsuke Takasao;Tomoko Kawate;Takafumi Kaneko;Hiroshi Tanabe;Munetaka U;福島奈桜，川本竜彦，鈴木陽己，岩田拓真
• 通讯作者: 福島奈桜，川本竜彦，鈴木陽己，岩田拓真

マリアナ前弧域の蛇紋岩泥海山岩石中のカルサイト中の流体包有物

马里亚纳弧前地区蛇纹岩泥海山岩石中方解石中的流体包裹体

• 发表时间: 2021
• 作者: 山本 千早;釘宮 健人;石戸 慎也;川本 竜彦;市山 祐司
• 通讯作者: 市山 祐司