炭素同位体を用いた地殻内マグマシステムにおける二酸化炭素フラクシング機構の解明

利用碳同位素阐明地壳岩浆系统中二氧化碳的流动机制

• 批准号: 11J03863
• 负责人: 吉村 俊平
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J03863/
• 关键词: マグマ; 流体; 火成作用; 二酸化炭素; 輸送

地殻内のマグマ供給系では,メルトから析出・分離した流体が熱と溶質を効率よく運び,移動先でマグマの物理化学的性質を変化させることで,火成作用の起こりかたをコントロールしている.特に,巨大噴火を起こすマグマ溜まりでは,噴火前に高温流体が注入され,マグマ溜まりが活性化していると考えられている.本研究課題では,そのような流体輸送のメカニズムを解明することを目指し,二次イオン質量分析計(SIMS)を用いて火山ガラス(斑晶鉱物中のメルト包有物)の揮発性成分の分析に取り組んでいる.本年度は,第四紀の大規模火砕流堆積物(鬼首カルデラ起源)を対象としたガラス包有物の揮発性成分(H2OとCO2)の分析を行うため,SIMS分析のための検量線を作成し,分析方法を確立した.昨年度,すでに標準物質(炭素濃度が既知のガラス)を合成しており,本年度はこれを用いて検量線を確立する予定であったが,炭素濃度の空間不均質が予想以上に大きく,再現性のよい検量線が得られなかった.そこでこのガラスの使用をやめ,代わりに,かつて別の目的で合成したガラス試料(未発表およびYoshimura and Nakamura(2010)のもの)を用いて検量線の確立に再チャレンジしたところ,直線的で再現性のよい検量線を得ることに成功した.また,炭素のバックグラウンドレベルを低下させるため,試料をマウントするエポキシ樹脂の使用をやめ,代わりに低融点合金を使用することにした.また,この新しい標準試料では,Hr20の濃度も定量してあったため,H2O濃度の検量線も確立できた.以上により,火山ガラスのCO2濃度およびH2O濃度の両方をSIMSで定量分析できる環境が整備された.

Within the earth's crust の マ グ マ supply department で は, メ ル ト か ら, precipitation separation, し が hot と た fluid solute を sharper rate よ く び, mobile first で マ グ マ の physical and chemical properties of を variations change さ せ る こ と で, into effect の fire こ り か た を コ ン ト ロ ー ル し て い る. に, enormous fire-breathing を up こ す マ グ マ sneak ま り で は, fire-breathing が に high temperature fluid injection before さ れ, マ グ マ sneak ま り が activeness し て い る と exam え ら れ て い る. This research topic で は, そ の よ う な fluid conveying の メ カ ニ ズ ム を interpret す る こ と を refers し, secondary イ オ ン quality analyzer (SIMS) を い て volcanic ガ ラ ス (phenocryst 鉱 of の メ ル ト with) analysis of the composition の の wield 発 に group take り ん で い る. は this year, the quaternary の large-scale fire 砕 flow deposits (ghost first カ ル デ ラ origin) を like と seaborne し た ガ ラ ス with の wield 発 sex components (H2O と CO2) の line analysis を う た め, SIMS analysis の た め の 検 quantity line を し consummate, を analysis method to establish し た. Yesterday annual, す で に standard material (carbon concentration が already know の ガ ラ ス) を synthetic し て お り, this year's は こ れ を with い て 検 quantity line を establish す る designated で あ っ た が, carbon concentration の spatial heterogeneity が to think above に big き く, reproducibility の よ い 検 quantity line が must ら れ な か っ た. そ こ で こ の ガ ラ ス の use を や め, generation わ り に, か つ て don't Objective: で synthesize たガラス sample (not listed およびYoshimura and. Nakamura (2010) の も の) を い て 検 quantity line の establish に again チ ャ レ ン ジ し た と こ ろ, linear で reproducibility の よ い 検 quantity line を must る こ と に successful し た. ま た, carbon の バ ッ ク グ ラ ウ ン ド レ ベ ル を low さ せ る た め, sample を マ ウ ン ト す る エ ポ キ の シ resin using を や め, generation わ り に low melting point Alloy を use す る こ と に し た. ま た, こ の new し い standard sample で は, Hr20 の concentration も quantitative し て あ っ た た め, H2O concentration の 検 quantity line も establish で き た. Above に よ り, volcanic ガ ラ ス の CO2 concentration お よ び H2O concentration の struck party を SIMS quantitative analysis で で き る environment gearing up が さ れ た.

项目成果

Mechanism of persistent volcanic degassing inferred from melt Inclusions and reactive transport modelling

从熔体包裹体和反应输运模型推断出持续火山脱气的机制

• 发表时间: 2012
• 作者: S.Yoshimura;M.Nakamura
• 通讯作者: M.Nakamura

Carbon isotopic variation during CO2 fluxing in crustal magmatic systems

地壳岩浆系统中二氧化碳流动过程中碳同位素的变化

• 发表时间: 2011
• 作者: S.Yoshimura;M.Nakamura
• 通讯作者: M.Nakamura

ばね加圧装置を用いた流紋岩質ガラスの破断面ヒーリング機構の実験的解明

使用弹簧加压装置实验阐明流纹石玻璃断裂表面愈合机制

• 发表时间: 2012
• 作者: 吉村俊平;中村美千彦;圦本尚義;吉村俊平
• 通讯作者: 吉村俊平

Transport of deep-derived carbon dioxide in magma plumbing systems

岩浆管道系统中深层二氧化碳的输送

• DOI: 10.2465/gkk.110207
• 发表时间: 2011
• 期刊: Japanese Magazine of Mineralogical and Petrological Sciences
• 作者: S.Yoshimura;M.Nakamura;吉村俊平
• 通讯作者: 吉村俊平

CO2流体とケイ酸塩メルトの間の炭素同位体分別

CO2 流体和硅酸盐熔体之间的碳同位素分馏

• 发表时间: 2012
• 作者: S. Yoshimura;M. Nakamura;H. Yurimoto;吉村俊平
• 通讯作者: 吉村俊平