ホットスポットマグマが語る下部マントルの始原的炭素

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本研究ではホットスポット溶岩類の揮発性成分および微量元素分析を行い,下部マントルの揮発性成分量と,その供給率(mol/年)の解明を目指している.マグマ中の揮発性成分は,地表に噴出した時点で失われてしまうが,鉱物中に含まれるメルト包有物は,結晶が成長する際に取り込まれたマグマの液滴であり,結晶中に閉じ込められているためにマグマの初生的な揮発性成分の情報を保持している可能性がある.従って本研究では,火山噴出物のかんらん石中メルト包有物のSIMS(二次イオン質量分析計)分析によるマグマの初生的情報の抽出を試みる.本年度は,ホットスポット火山であるハワイ島の玄武岩溶岩急冷ガラス試料採取,およびSIMS分析用ガラス標準試料作成を行った.SIMS分析はマトリックス効果が大きい分析法であるため,分析対象と同質の標準試料を準備する必要がある.本研究の場合,鉱物に含まれるメルト包有物(ガラス質)中の揮発性成分が主対象であるため,既知量の揮発性成分を含んだガラス標準試料が必要不可欠である.そこで,高温高圧溶融実験装置を用いた揮発性成分含有ガラスの作成に取り組んだ.白金カプセルに玄武岩標準試料粉末と様々な濃度・量の炭酸ナトリウム溶液を入れ,高温高圧溶融実験(～1300℃,～240MPa)を行った.その結果,H_2O(0.4～3wt.%)とCO_2(120～140ppm)含有玄武岩ガラスの作成に成功した(H_2O,CO_2含有量はFTIR分析による結果).