エクロジャイト化に伴うスラブ内流体の周期活動:先端的鉱物ナノ分析による解読

与榴辉岩化相关的板内流体的周期性活动：使用先进的矿物纳米分析进行解释

基本信息

批准号：
22KJ0304
负责人：
福島諒
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究は、沈み込み帯火山フロント直下付近で変成した海洋地殻（エクロジャイト）を構成するざくろ石・オンファス輝石が保存する微細組織に着目し、玄武岩質の海洋地殻が脱水しながらエクロジャイトとなる過程における流体活動の周期性及びその原因の解明を目指すものである。研究初年度である2022年度は主に、(1) 西アルプスなどにおける青色片岩・エクロジャイト試料の採取、(2) 熱力学計算を用いた、ざくろ石中に記録される元素濃度周期構造（オシラトリー累帯）の再現・予測、そして (3) オンファス輝石中逆位相領域成長の数値モデリングを行った。さらに、オンファス輝石の化学組成差および熱イベントが微細組織に与える影響を評価するための予察的研究として、 (4) ピストンシリンダー型圧力発生装置・単結晶X線回折装置・集束イオンビーム装置・透過電子顕微鏡を用いた天然オンファス輝石試料の加熱実験に取り組んだ。(2) では変成岩の熱力学解析に広く用いられている計算ソフトウェアを活用し、流体圧変動・深度がざくろ石の平衡組成に与える影響を整理した。(3) では、地球科学分野への応用が未だほとんどなされていないフェーズフィールド法の適用に取り組み、オンファス輝石中のカチオン秩序化にかかる時間が大規模流体活動の周期と比較可能であることを明らかにした。(4) については、透過電子顕微鏡を用いて糸魚川（青海）産オンファス輝石の微細組織の特徴づけを行ったほか、同産地の試料を900℃以上の2条件で加熱処理し、カチオン秩序度の変化を確認した。

这项研究的重点是石榴石和Omphasus pyroxene保留的微观结构，该微观结构构成了俯冲带正面下方的变质海洋壳（Eclogite），旨在阐明流体活性的周期性及其在脱水的质甲壳中的脱水过程中的周期性。在2022年的研究第一年中，该研究主要进行（1）（1）在西部阿尔卑斯山和其他地方收集蓝色片岩和叶绿石样品，（2）使用热力学计算和（3）数值模型的元素浓度（osilatorium Zone）重现和预测Garnet在石榴石中记录的周期性结构（Osilatorium Zone）。此外，作为一项初步研究，旨在评估Omphal Pyroxene的化学成分差异和热事件对微结构的影响，我们使用（4）使用活塞缸类型产生器，单晶X射线射线射击设备，焦点射击设备和传输量，对天然的Omphal Pyroxene样品进行了加热实验。（2）利用广泛用于变质岩石热力学分析的计算软件来组织流体压力波动的影响和深度对石榴酸盐平衡组成的影响。（3）已经解决了相位场方法的应用，该方法尚未应用于地球科学领域，并揭示了可以将Omphas Pyroxene中阳离子排序所需的时间与大规模流体活性的周期进行比较。关于（4），除了表征使用透射电子显微镜从Itoigawa（AOUMI）的Omphas pyroxene的精细结构外，在900°C或更高条件下加热了来自同一生产区域的样品，以确认阳离子顺序的变化。