An integrated study of the chemical property of mantle wedge fluids: Geological and experimental approach

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本研究は「収束境界プロセス素過程の定量的理解」と「固体地球システム経年変化の総合理解」を目指し、（１）含水マントルウェッジの広範囲の温度圧力条件をカバーする天然のプレート境界岩、とくに蛇紋岩緩衝熱水系（蛇紋岩メランジュ）の地質と構成岩石から、流体包有物と流体活動の痕跡を先端的な地球化学的手法で系統的に記載し、（２）岩石・鉱物－水流体系の高圧実験・その場観察/分光測定を併用することで、含水マントルウェッジの総合理解を試みるものである。初年度に、天然試料の解析に加えて、高圧実験・その場観察/分光測定で論文成果を上げたことから、２年目は天然試料の解析に加えて、相平衡モデリングと２次元動力学モデリングを軸とした研究についても集中的に実施した。天然試料の解析では、マルチスケールで記載事項をカタログ化するため、1/5000の地質図スケール（野外地質調査）からサブミクロンスケール（透過型顕微鏡を用いた解析）まで、空間スケールを意識しながら記載を行った。天然試料の局所同位体比分析についても地理情報システムを積極的に応用することで、例えば、蛇紋岩のホウ素同位体組成などについて、空間的な変化の可視化に成功した。相平衡モデリングについては、海洋底玄武岩・海洋島玄武岩・斑れい岩、含水変質した海洋地殻、沈み込み堆積物などと、マントルウェッジ蛇紋岩の全岩組成について、連続的な含水鉱物の組成共生関係を計算し、沈み込む海洋プレートとその直上の含水マントルウェッジの間に予想されるいわゆる「ハイブリッド帯」の含水鉱物の変化と含水量の変化を求めた。２次元動力学モデリングについては、初年度の大陸衝突帯の模擬に基づき、海洋プレート沈み込みについてのパラメータの最適化を天然試料の解析と並行して実施中である。