冷たい沈み込み帯の炭素循環：かんらん岩捕獲岩の包有物から探る沈み込んだ炭素の行方

冷俯冲带的碳循环：探索橄榄岩捕虏体包裹体中俯冲碳的命运

• 批准号: 22KJ3195
• 负责人: 萩原 雄貴
• 金额: $ 3.33万
• 依托单位: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ3195/
• 关键词: ラマン分光法; 流体包有物; 第一原理計算; 鉱物包有物; 状態方程式; 地質圧力計

本年度はかんらん岩が経験したPT条件を制約するためにelastic geothermobarometryの改良開発を主に行った．本年度の前半は，MgAl2O4-spinelをホスト若しくは包有物として含むホスト-包有物系においてelastic geothermobarometryを適用可能にするため，標準状態から高温高圧まで有効なMgAl2O4-spinelの状態方程式を制約した．そして，かんらん石，単斜輝石，直方輝石，MgAl2O4-spinel中のCO2流体包有物へelastic geothermobarometry理論を適用し，弾性変形が最終的な流体包有物の密度へ与える影響の補正手順を確立した．本年度の後半は研究計画通り，かんらん石中のMgAl2O4-spinel包有物を利用したelastic geothermobarometryのマントル捕獲岩への適用可能性を検証するため，パヴィア大学，トリノ大学，パウルシェラー研究所に合計3カ月間滞在し，シンクロトロンXRDとラマン分光法を用いたかんらん石中のスピネル包有物の残留圧力の測定や，密度汎関数法を利用したMgAl2O4-spinelのラマンスペクトルのピーク位置の圧力依存性の計算を行った．その結果，マントル捕獲岩中のかんらん石中のMgAl2O4-spinelの残留圧力は地表付近の圧力条件で再平衡していることが示唆され，かんらん石中のMgAl2O4-spinelの残留圧力は地質圧力計というより地表付近でのマグマ温度の指標として有効であることが明らかになった．また，3年目に行う予定であったマントル捕獲岩中の流体包有物の窒素同位体比の測定を本年度に完了できた．得られたδ15NやN2/40Ar値は沈み込んだ堆積物の寄与を示唆するものであった．今後，希ガスや炭素の同位体比や元素比を利用して，流体の起源に更なる制約を与える予定である．

This year, んらん んらん rock が experience たPT conditions を constraints するためにelastic geothermobarometry <s:1> improvement development を main に business った. の this year first half は, MgAl2O4 spinel を ホ ス ト if し く は with content と し て containing む ホ ス ト - with system に お い て elastic geothermobarometry を may apply に す る た め, Standard state: ら high temperature and high pressure: まで effective: なMgAl2O4-spinel: <s:1> state equation: を constraint: た. そ し て, か ん ら ん, 単 clinopyroxene, straight Fang Huishi, MgAl2O4 - spinel の CO2 fluid have a content へ elastic geothermobarometry theory, the applicable し を 弾 sex - shaped が eventually な fluid with content へ の density and え る influence の corrected hand shun を establish し た. の later this year and a half は research project り, か ん ら ん stone の MgAl2O4 - spinel with を use し た elastic geothermobarometry の マ ン ト ル capture rock へ の applicable possibility を 検 card す る た め, パ ヴ ィ ア university, ト リ ノ university, パ ウ ル シ ェ ラ ー institute に combined カ 3 months delay in し シ ン ク ロ ト ロ ン XRD と ラ マ ン spectrometry を with い た か ん ら ん stone の ス ピ ネ ル with content の residual pressure の や, number density masato を using し た MgAl2O4 - spinel の ラ マ ン ス ペ ク ト ル の ピ ー ク position の line pressure dependence の calculation を っ た. そ の results, マ ン ト ル capture in the rock の か ん ら ん stone の MgAl2O4 - spinel の residual pressure pay nearly の は surface pressure conditions で rebalancing し て い る こ と が in stopping さ れ, か ん ら ん stone の MgAl2O4 - spinel の residual pressure は geological pressure gauge と い う よ り surface paying nearly で の マ グ マ temperature の と し て have sharper で あ る こ と が Ming ら か に な っ た. And 3 years ま た に line う designated で あ っ た マ ン ト ル capture rock の fluid have a content の smothering is determined with a body than の を finished the year に で き た. The られたδ15Nや n4/40ar value られた shen み込んだ the deposit <s:1> is sent to を indicating する であった であった であった であった. In the future, when ガ ス や carbon の elements with a body than や than を using し て, fluid の origin に more な る restrict を and え る designated で あ る.

项目成果

Lithological structure of western Pacific lithosphere reconstructed from mantle xenoliths in a petit-spot volcano

• DOI: 10.1186/s40645-022-00518-y
• 发表时间: 2022-11
• 期刊: Progress in Earth and Planetary Science
• 影响因子: 3.9
• 作者: K. Mikuni;N. Hirano;N. Akizawa;J. Yamamoto;S. Machida;Akihiro Tamura;Yuuki Hagiwara;T. Morishita

Raman spectroscopic evaluation of precision of oxygen isotope ratio of carbon dioxide

二氧化碳氧同位素比值精度的拉曼光谱评价

• DOI: 10.2343/geochemj.gj23007
• 发表时间: 2023
• 期刊: GEOCHEMICAL JOURNAL
• 影响因子: 0.8
• 作者: Inoue Yuki;Okiyama Reo;Hagiwara Yuuki;Yamamoto Junji
• 通讯作者: Yamamoto Junji

Equation of state of spinel (MgAl2O4): constraints on self-consistent thermodynamic parameters and implications for elastic geobarometry of peridotites and chromitites

• DOI: 10.1007/s00410-022-01975-w
• 发表时间: 2022-11
• 期刊: Contributions to Mineralogy and Petrology
• 影响因子: 3.5
• 作者: Yuuki Hagiwara;R. Angel;Junji Yamamoto;M. Alvaro

CO2 inclusion geobarometry for peridotite revisited: Issues with the isochoric assumption

重新审视橄榄岩的 CO2 包裹体地压测量：等容假设的问题

• 发表时间: 2022
• 作者: Hagiwara;Y.;Angel;R.;Yamamoto;J.;and Alvaro;M.
• 通讯作者: M.

スピネル(MgAl2O4)の状態方程式：self-consistentな熱力学パラメータの制約と鉱物・流体包有物地質圧力計への応用

尖晶石（MgAl2O4）的状态方程：自洽热力学参数的约束及其在矿物和流体包裹体地质压力计中的应用

• 发表时间: 2022
• 作者: 萩原雄貴;Ross Angel;山本順司;Matteo Alvaro
• 通讯作者: Matteo Alvaro