Date: 16:00 – 18:00, Friday, July, 8, 2022
発表者：川本竜彦（静岡大学理学部地球科学科）
Speaker : Tatsuhiko Kawamoto (Department of Geoscience, Faculty of Science, Shizuoka University)
タイトル : マントルと二酸化炭素ー水の反応
Title : Reactions between the mantle and CO2-H2O–fluids
マントルと水や二酸化炭素を含む流体の反応に興味があって研究を行っています。
ピナツボ火山のマントル捕獲岩中に塩水にとむ流体包有物を偶然発見したことから始まりました。その後、塩水には塩素を含まない水流体に比べて、より多くの炭酸塩イオンが溶存することを教えてもらって、マントルと二酸化炭素ー水の反応に興味を持ちました。
おもに、マントル岩中に含まれる炭酸塩鉱物中の流体包有物を学生たちと研究しています。これまでに見たものは全て塩水からなる包有物で、塩濃度は純水に近いものから、海水よりも濃いものまで存在します。それらの塩濃度が空間的にどのような分布をしているか興味があります。
同時に、マントル鉱物と二酸化炭素ー水の反応実験を水熱合成装置を用いて行っています。0.2GPa程度の圧力で、300－400℃の温度で反応を見ます。200℃でも実験をしましたが、そもそも出発物質のシュウ酸2水和物(COOH)2・2H2Oが分解せず、うまく反応がおこりませんでした。一度、300℃にしてから、もう一度、実験をし直すとよいかもと考えています。
マントルに水と二酸化炭素が反応すると、主な生成物は、蛇紋石や炭酸塩鉱物と石英または滑石です。今回のセミナーでは、蛇紋石、粘土鉱物、炭酸塩鉱物ほかから構成されるリュウグウの試料中の有機物についてお話しする予定です。
I have been interested in the reaction between the mantle and CO2-H2O–fluids since I happened to find a CO2-rich saline fluid inclusions in mantle xenoliths from the Pinatubo 1991 eruption. I learned that the saline fluids can dissolve more CO32- ions than Cl-free fluids in high-pressure and high temperature experiments. Our findings of CO2-rich saline fluid inclusions support the experimental results. In our laboratory, students and I work on the natural fluid inclusions in carbonate minerals in serpentinites from the Mariana fore-arc region and the Oman ophiolite complex. The fluid inclusions observed in carbonate are inevitably saline fluids. The salinity of the fluid inclusions in the Mariana serpentinite mud volcanoes varies as a function of distance from the trench. Two types of fluid inclusions are found in the Oman serpentinite: formed in oceanic metamorphism and during the exhumation of the oceanic lithosphere. In addition to the fluid inclusion study, we have started hydrothermal experiments between serpentine/olivine and (COOH) 2 2H2O with or without diopside under <0.2GPa and under 200-400 degree C. Experimental products are serpentine minerals and carbonates with talc or quartz. These mineral assemblages are similar to those of samples returned from the asteroid Ryugu. In this seminar, I would like to talk about organic matter in a fragment of the Ryugu.