Hidenori Kumagai

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<p>From 16th November to 15th December 2016, hydrothermal field was drilled at Izena Hole in Okinawa Trough using D/V Chikyu. Five sites were drilled along the transect line from the top of the northern mound of the HAKUREI site to the east side, and 1 site about 500 m northwest of the mound as the reference site. From the collected cores, samples for headspace gas measurement and interstitial water extraction were taken on the ship. Regarding the interstitial water extracted from the sample, pH, alkalinity, nutrients and hydrogen sulfide concentration on ship, and main elements concentration and boron isotopic ratio were measured on land. For samples for gas measurement, hydrocarbon and hydrogen concentrations were measured on ship and carbon isotopic ratios of methane on land.</p>

<p>Zao volcano is one of representative active stratovolcanoes in NE Japan, and has ca. 1 m.y. eruption history. From 2013, many precursory phenomena, such as volcanic tremors and slight uplift of summit area, have been detected. Noble gas data are very important to evaluate the volcanic activity, thus we performed noble gas analysis on the lake water and hot spring waters of Zao volcano. As a result, the helium isotope ratio is similar to the atmospheric, but slightly higher than the atmospheric ratio. Thus, a contribution from the mantle component is suggested by our mixing analysis, which may derive from the magmatic gas, possibly altered by some crustal processes. Further, we tried to find the contribution from magmatic composition using He isotopic ratio. Here we discuss such a contribution for magmatic noble gas and the magma plumbing system in the newest volcanism of Zao volcano.</p>

2014年7月9～26日の18日間、戦略的イノベーション創造プログラム「次世代海洋資源調査技術」における「海洋資源の成因に関する科学的研究」の一環として、沖縄トラフ伊平屋北海丘における科学掘削調査 (CK14-04航海) が実施された。同海域のC9015B、C9015C及びC9016Bの各サイトにおいて採取されたコア試料から反射顕微鏡での観察とEPMAを用いて分析を行った。<BR> コア試料から硫化鉱物として、閃亜鉛鉱、黄鉄鉱、黄銅鉱、方鉛鉱が確認された。10 mbsf附近では粘土鉱物の同定結果から酸性変質粘土が見られることがわかっている。硫化鉱物（特に黄鉄鉱）はこの変質帯の12 mbsf附近で非常によく見られるため、酸性変質粘土帯に近接している硫化鉱物は酸性変質とかかわりがあることが示唆された。また40 mbsf付近で珪化が見られるとともに、それより下部で閃亜鉛鉱、黄銅鉱などの硫化鉱物の量が増えているため、珪化が硫化鉱物の生成にかかわっていると考えられる。

近年，海底熱水噴出孔の周辺に溜まった硫化鉱物が，Cu, Pb, Znなどのベースメタルや，In, Ga, Geなどのレアメタル，さらにはAu, Agなどの貴金属の資源としても注目されるようになっている (Schrope, 2007)．このような地球化学的，生物学的，さらには鉱床学的な興味から，海底熱水噴出孔の研究はますますその重要性を増している．一方で，水深1km以上の深海底に存在する熱水噴出孔という名の小さなスポットを探し出すことは，現在の最先端技術をもってしても容易ではなく，海底熱水系の研究を進展されるためにより効率的な熱水探査手法が常に求められている (Nakamura et al., 2013)．本研究では，近年その利用が拡大しているマルチビーム音響測深機によるウォーターカラムの観測 (Colbo et al., 2014) を用いて，中部沖縄トラフにおいて海底熱水噴出孔のマッピングを行った．

地球最古の岩石として知られるカナダ・アカスタ地域（～40.3 億年)およびラブラドル地域(～39.6億年）に産する花崗岩質片麻岩からジルコンを分離し、段階加熱による40Ar/39Ar年代分析およびジルコン中に含まれる包有物の相同定を行った。中性子未照射ジルコンの段階加熱では、40Arは1000-1100?Cを越えた領域で多量に放出され、中性子照射後の40Ar/39Ar測定の結果、ラブラドルのジルコンから43.9 ± 3.4億年、アカスタのジルコンから21.4 ± 1.7億年という値が得られた。一般に、ジルコン結晶中にKは含まれないため、これら放射起源Arの放出はジルコン中の含カリウム包有物の寄与が考えられる。ジルコン50粒子（非段階加熱）を顕微ラマンおよびSEM-EDSを用いて包有物分析をおこなった結果、カリ長石・白雲母などの他に、顕微鏡観察からは流体やメルト包有物とみられる相も確認された。本発表では、これらジルコンから得られた年代学的・鉱物学的・地質学的な意義について議論する。

Submarine hydrothermal activities have attracted great interests across broad disciplines since their discovery in 1970s. In recent, they are regarded to be potential resources of base, rare and even precious metals. Under such circumstances, at least three types of studies, investigations and explorations are conducted in Okinawa Trough: 1) exploration of ore minerals, 2) continental shelf survey and 3) academic studies. Here the authors briefly summarize recent discovery and achievements of above described projects.

Hydrothermal activity is an essential phenomenon to drive geochemical differentiation on the Earth's surface, which should form polymetallic massive sulfide ores. Noble gas isotopes are regarded to be a powerful tracer even for the geochemical study on hydrothermal activity; however, there are abundant interference volatiles, e.g. halogens and hydrogen sulfide. Here, we reported trial data of Kaminoyama hot spring water using a new preparation system compared to the noble gas standards of Kaminoyama gas and HESJ.

In the eastern margin part of Asia, there are two old subduction zones striking ranged north to south are recognized. They were also accompanied with accretionary prisms that are dated the Jurassic - Early Cretaceous and the Early Cretaceous - Late Cretaceous. These accretionary prisms were composed of ophiolite and greenstone, which were intruded ultra-mafic volcanic dyke and alkali basalt and picritic basalt. Within these volcanic rocks, mafic volcanics are containing of high MgO (> 18.0 percent) is named as meimechite. Although their MgO content is higher than those of the picritic basalts, meimechite contains less total alkalic component than those of typical alkaline rocks. In the major element compositions, meimechites are similar to komatiites. To resolve the magma source of meimechite is important on geochemical evolution of deep Earth interior, because the secular source variation of komatiite magma is inferred to date, which is implied their deep origin. In this study, we obtained the some preliminary data of Cretaceous - Neogene ultramafic rock sampled from the Mineoka, Setogawa and Sikhote Alin area.

地球表層に存在する揮発性元素は火山活動などによる固体地球内部からの長期間に及ぶ脱ガスによって蓄積したことが分かっている。地球史を通じた脱ガスの様式については主として希ガスの同位体をトレーサーとして研究がなされてきており、地球初期にカタストロフィックな脱ガスがあったものと考えられている。本研究では、いまだに観測データが十分でない硫黄などの代表的な揮発性元素のマントルからのフラックスを見積もるために、海嶺玄武岩を砕いてトラップされている揮発性元素を測定する実験を行った。測定の結果から、硫黄、フッ素、臭素のフラックスはそれぞれ1×10<sup>8</sup>mol/a, 5×10<sup>8</sup>mol/a, 3×10<sup>9</sup>mol/a と見積もられた。これらのフラックスで地球表層の存在度を満たすのに必要な時間は、硫黄、フッ素、臭素についてそれぞれ3×10<sup>11</sup>年, 2×10<sup>8</sup>年, 4×10<sup>8</sup>年である。フッ素と臭素の結果はこれらの元素の固体地球内部への大きなリサイクル過程の存在を示唆している。

Radioactive noble gases may be emitted by the accident of Fukushima Daiichi nuclear power station after the 3.11 earthquake. We purposed to detect any increase of radioactive noble gases by using Quadru-pole mass spectrometer. We preliminary found that the Ar-41, Ar-39, Kr-85 and Xe-133 increased ten times or much higher than those pre-earthquake atmospheric abundances. This increase of radioactive and/or radiogenic (stable) noble gases may be attributed to the explosion of reactor.

極東南部地域に位置するシホテアリン山脈は、ジュラ紀から白亜紀前期にかけて、白亜紀前期から白亜紀後期にかけての付加体が東西に帯状に分布しており、付加体を形成するオフィオライトの中には、付加体の形成後にそれらを貫くように噴出し、コマチアイトに似た組成を持つメイメチャイトという火山岩が分布している。また、日本の瀬戸川帯、嶺岡帯にも同様に白亜紀から新生代の付加帯が分布し、日本海拡大以前、両地域は隣接していたと考えられる。このメイメチャイトと呼ばれる火山岩は、ピクライト玄武岩のなかでさらに高いMgOを主要元素に含みアルカリ元素は少ないが、太古代のコマチアイトによく似た元素組成を持っている。このメイメチャイトと沈み込み帯との関連を考える上で、同位体測定が重要であり、マグマ活動期を知る上でその年代も重要であるため、そのパイロットデータについて報告する。

中央海嶺での拡大様式や海嶺の構造は、拡大速度とメルト供給のバランスで決まっており、メルト供給量はマントルソースの温度や組成を反映していると考えられる。従って、拡大速度がほぼ等しい中央海嶺での拡大様式・海嶺の構造は、マントルソースの温度・組成条件の違いの結果であると推測される。このことを検証する目的で南西インド洋海嶺の東経34°から40°の海域で岩石採取を行った。採取された玄武岩の微量元素組成に基づくと、近接するセグメントの間や同一セグメント内でも異なる岩石組成が得られた。このことは、マントルソースの組成や温度について非常に小さいスケールでの不均質さを予想させる。このような変化が拡大方向にも拡張されると、オフリッジに異なる組成の岩石が分布し、熱水の通過する流域では中央海嶺とは異なる岩石との反応が生じている可能性も考慮する必要がある。