希ガス同位体比、Ar-Ar年代測定に基づく地殻・マントルでの物質循環・進化の研究
【研究分野】岩石・鉱物・鉱床学
【研究キーワード】
物質循環 / 物質進化 / 希ガス同位体比 / Ar-Ar年代測定 / マントル捕獲岩 / 流体包有物 / ラマン分光測定 / 海洋島 / 希ガス / 同位体比 / 生成深度 / イオンマイクロプローブ / ジルコン / 同位対比 / ハワイ島 / レユニオン島 / モーリシャス島 / 玄武岩 / ホット・スポット / プルーム / 地殻 / シベリア大陸 / 10Be / 海洋堆積物
【研究成果の概要】
本研究は地殻からマントル深部にわたる物質循環の様相を希ガス同位体比、Ar-Ar年代測定、その他の手法を用いて明らかにして、物質進化に関しての新しい知見を得ることを目的として行い、以下のような結果を得た。
シベリア、シホテリアン地域からのマントル捕獲岩から、大気の値より低い3He/4He比を示すものが見いだされた。それらのカンラン石中などに流体包有物として存在するCO2に対するラマン分光測定結果から、流体がトラップされた圧力を推定する方法を開発し、それらは圧力として0.96〜1.04Gpaで地下約30kmに相当する深さでトラップされたことを明らかにした。このことから、この地域の大陸下マントルでは、古い時代に沈み込んだ地殻物質の影響として低い3He/4He比を示し、微量元素などの存在度にも影響を与えていることが予想された。また幌満カンラン岩複合岩体中の金雲母に対して実施した40Ar-39Ar年代測定は約21Maの形成年代と過剰40Arの存在を示し、金雲母が形成された環境は地下深部で地下水などの影響を受け二次的に生成されたことを示唆した。一方、ハワイのロイヒ火山などの海底部から、深海潜行艇を用いて採取されたガラス試料に対して希ガス同位体測定を行ったが、斑晶のカンラン石中の包有物中でも、海洋地殻付近からの影響が示唆されるもののあることを示す結果を得た。さらにレユニオン島、モーリシャス島の火山岩試料の希ガス同位体比測定から、レユニオン島、1Maより古いモーリシャス島の火山岩は12〜14Raの3He/4He比を示すが、1Maより若いモーリシャス島の火山岩は8Raに近い3He/4He比を示した。この傾向は、海洋島の発達段階に対応すると考えられる。
【研究代表者】