大陸衝突帯地下深部における地殻流体の起源と活動時間スケールの解明

大陆碰撞带地下深处地壳流体的起源和活动时间尺度的阐明

基本信息

批准号：
16J01136
负责人：
東野文子
金额：
$ 2.83万
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：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

黒雲母の組成が塩素に富む場合の流体組成条件を制約するために岩石―水相互作用の実験を行うことに焦点を当て、花崗岩粉末と塩水を入れた金チューブと、コールドシールタイプの水熱反応装置を用いた実験を行った。基本的な実験条件は、700℃、0.2GPa、実験時間は1週間とし、流体/岩石比と塩水の組成を変化させて反応物の比較を行った。塩水は、NaCl、KCl、CaCl2、HClを混合して作成した。いずれの組成の塩水も先行研究で提唱された相図に基づいてXH2Oを調整し、花崗岩粉末が溶けない塩水組成で実験を行うことで、黒雲母のOH基がClに置換する反応が起きると期待した。しかし、塩水の組成によっては、黒雲母が溶解している微細組織が観察された。複数回の実験の結果、黒雲母の安定領域が流体中のカチオン濃度に影響されること、黒雲母が塩素に富む組成を有するには流体のpHが大きく関係していることが分かった。この成果については公表に向けてまとめている状態である。1年目から取り組んでいた、塩水流入によって形成されたザクロ石―角閃石反応縁の形成メカニズムと、壁岩への物質移動を議論した論文が、Journal of Petrology誌に受理・掲載された(Higashino et al., 2019)。1～2年目のスイス滞在中に得た成果は、本年度に再度渡航して追加の解析と議論を重ねた後、国際誌に投稿し、Major revisionの査読結果を受けて改訂中である。本論文は、ザクロ石のコア・リム境界で塩水が流入したと考えられる試料に対して、ザクロ石の局所酸素同位体分析を行うことで、塩水の起源と塩水が流入した変成条件の高温継続時間を議論したものである。この塩水の起源は、露頭で確認できていない岩相由来である可能性も捨てきれないが、既存の研究と比較すると、苦鉄質岩・超苦鉄質岩由来である可能性が高い。

我们专注于进行岩水相互作用实验，以限制Biotite富含氯的液体组成条件，并使用含有花岗岩粉末和盐水的金管进行实验，以及冷密封型水热反应器。基本的实验条件为700°C，0.2GPA，实验时间为1周，将反应与液体/岩石比和盐水组成进行了比较。通过混合NaCl，KCl，CaCl2和HCl来制备盐水。我们希望根据先前对两种组合物的盐水研究提出的相图对XH2O进行调整，并使用盐水组成的实验，其中花岗岩粉末不溶性不溶，从而导致一个反应，其中OH oh Biotite群被Cl替换。但是，根据盐水的组成，观察到了溶解生物片的微观结构。多个实验表明，生物片的稳定区域受流体中阳离子浓度的影响，并且流体的pH值与生物岩具有富含氯的组成的事实密切相关。该结果已汇编供出版。一篇论文讨论了由盐水涌入和大质量转移到壁岩中形成的波洛克 - 杏仁反应缘的形成机理，该岩石自第一年以来一直在研究，并在《岩石学杂志》上被接受并发表（Higashino等，2019）。今年我在瑞士的第一年和第二年住院期间获得的结果进行了修订，此后我今年再次旅行进行了其他分析和讨论，然后发布到了国际杂志上，并在Major Revision的同行评审结果之后进行了修订。本文讨论了盐水的起源和变质条件的高温持续时间，其中通过对被认为已流入石榴核心边界的样品对石榴的局部氧同位素分析来流入盐水。尽管这种盐水的起源并不完全是源于露头上无法看到的岩性模式，但与现有研究相比，它可能源自镁铁质岩石和超镁铁质岩石。