超高圧変成帯に産するジルコン中の包有物から読む地球ダイナミクス

从超高压变质带中发现的锆石包裹体了解地球动力学

• 批准号: 00J10280
• 负责人: 片山 郁夫
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-00J10280/
• 关键词: 超高圧変成岩; ジルコン; エクロジャイト; 顕微赤外分光法; 同位体年代

水は岩石の融点や物性を著しく変化させ看効果を持つため、沈み込み帯の火山活動や地震発生に多大な影響を及ぼしていると考えられている。沈み込むプレートによる水輸送の担い手はこれまで含水鉱物が主流であったため、含水鉱物がすべて不安定になる150km以深へは水は輸送されないと考えられていた。ところが、近年、含水鉱物以外の無水鉱物中にも少量の水が結晶の格子欠陥に溶け込むことが実験(Kohlstedt et al. 1996)、天然の鉱物(Bell and Rossman 1992)両者から報告されており、地球内部にはこれまでに想像していた以上に水が存在する可能性が示唆されていた。申請者は、200km深部まで沈み込んだ超高圧変成岩を用い、その構成鉱物の含水量を赤外分光法と二次イオン質量分析法を用いて定量的に見積もり含水鉱物が存在しなくとも800ppm程度の水が地球深部へ輸送されていることを明らかにした。また、高圧実験では、20GPa(深さ600kmに相当)において玄武岩組成からメージャライト(ザクロ石の高圧相)を合成し、その含水量を調べた。その結果、約1000ppmの水がメージャライト中に含まれることを明らかにし、少量の水が上部マントルの全域において循環し存在している可能性を示した。

人们认为水对俯冲带的火山活性和地震发生有重大影响，因为它显着改变了岩石的熔点和物理特性。由于水合矿物质以前是俯冲板的水传输的主流，因此人们认为水不会被运输到150公里的深处，在那里所有浇水的矿物质都变得不稳定。然而，近年来，实验报告说，除水合矿物质以外（Kohlstedt等，1996）和天然矿物质（Bell and Rossman 1992）以外的无水矿物质中溶解成晶格缺陷，这表明地球内的水可能比我们想象中更多。该申请人使用了浸入200公里深度的超高压力变质岩石，并使用红外光谱和二级离子质谱法估计了其组成矿物的水含量，这表明在没有水合矿物质的存在的情况下，大约800 ppm的水被深入地球被深入地球。此外，在高压实验中，Magalite（大蒜石的高压相）是从20GPA的玄武岩成分（对应于600公里的深度）中合成的，并检查了其水含量。结果表明，马马莱特岩中包含大约1000 ppm的水，表明可能在整个地幔中循环并存在少量水。

项目成果

Katayama, I., Nakashima: "Hydroxyl in clinopyroxene from the deep subducted crust : Evidences for H2O transport into the mantle"American Mineralogist. 88. 229-234 (2003)

Katayama, I.，中岛：“来自深俯冲地壳的单斜辉石中的羟基：H2O 输送到地幔的证据”美国矿物学家。

Katayama, I., Maruyama, S., Parkinson, C.D., Terada, K., Sano, Y.: "Ion micro-probe U-Pb zircon geochronology of peak and retrograde stages of ultrahigh pressure metamorphic rocks from the Kokchetav massif, northern"Earth and Planetary Sciences Letter. 18

Katayama, I.、Maruyama, S.、Parkinson, C.D.、Terada, K.、Sano, Y.：“北部 Kokchetav 地块超高压变质岩峰值和逆行阶段的离子微探针 U-Pb 锆石地质年代学”

Parkinson, C.D., Katayama, I., Liou J.G., Maruyama, S.(eds): "The diamond-bearing Kokchetav massifm Kazakhstan"Unversal Academic Press. 527 (2003)

Parkinson, C.D.、Katayama, I.、Liou J.G.、Maruyama, S.（编辑）：“哈萨克斯坦含钻石的 Kokchetav 地块”环球学术出版社。

Katayama, I., Ohta, M., Ogasawara, Y.: "Mineral inclusions in zircon from diamond-bearing marble in the Kokchetav massif, northern Kazakhstan"European Journal of Mineralogy. 14. 1103-1108

Katayama, I.、Ohta, M.、Ogasawara, Y.：“哈萨克斯坦北部 Kokchetav 地块含金刚石大理石中的锆石中的矿物包裹体”《欧洲矿物学杂志》。

Katayama, I., Zayachkovsky, A.A., Maruyarna, S.: "Progressive P-T records from zircon in Kokchetav UHP-HP rocks, northern Kazakhstan"The Island Arc. 9. 417-428 (2000)

Katayama, I.、Zayachkovsky, A.A.、Maruyarna, S.：“哈萨克斯坦北部 Kokchetav UHP-HP 岩石中锆石的渐进 P-T 记录”岛弧。