岩手大学 教育学部

東北日本の地下深部には一億年前に形成された古く冷たい太平洋プレートが沈み込んでいます。
この太平洋プレート上面には海水が「含水鉱物」として 固定化されています。
太平洋プレートが沈み込んでいくと、プレート表面温度が上昇し、或る深度で含水鉱物が分解して無水鉱物もしくは水に乏しい含水鉱物が新たに形成されます。
その際に、結晶水の一部が岩石から放出され、上部マントルへと放出されます。

この沈み込みプレートが放出した水は、島弧マントルの融点を引き下げ　部分融解を引き起こします。
さらにその一部は、マントルウェッジを素通りし、温泉水として湧出しています。
岩手県内では、新安比温泉がこのような「プレート由来の処女水」であると指摘されています。

現在沈み込んでいるプレートと対比可能な、かつての沈み込みプレート岩は現在世界各地の造山帯に高圧変成岩として分布しています。
なかでも当研究室では、
・ 北海道カムイコタン変成帯
・ 南部北上母体変成岩ー根田茂体
・ モンゴルアルタイ山脈の高圧変成岩
・ チェコ共和国ボヘミア山塊の超高圧変成岩
の研究を行っています。

右写真下写真 はモンゴルエクロジャイト中の石英脈であり、かつてのプレート深部流体の通り道だったと考えられます。
石英内部に保持された流体の化石を使って、深部流体の化学組成を調べる予定です。
この研究はJAMSTECや秋田大学、京都大学の研究者と連帯して行っています。

大陸地域では、30−50kmの大陸地殻下には上部マントルが存在します。
上部マントルを構成する主要な岩石は「かんらん岩」です。
なかでも50km以深には、ザクロ石を含むかんらん岩（以下、ザクロ石かんらん岩）が存在します。

ザクロ石かんらん岩の産出は日本のような沈み込み帯では極めて稀ですが、ヒマラヤーアルプス造山帯のような大陸衝突帯に普遍的に産出します。
造山型ザクロ石かんらん岩は地下深部のリソスフェアやアセノスフェアを起源とし、それらの中にはマントルウェッジのコーナー対流運動を経験したものが存在します。

これとは異なるタイプに、大陸地域に噴出する火成岩（アルカリ玄武岩など）が大陸下マントルから上昇した際に、火道のザクロ石かんらん岩を取り込んで上昇してきたものもあります。
これはザクロ石かんらん岩の捕獲岩と呼ばれます。

サクロ石かんらん岩の世界的産地はチェコ共和国で、ボヘミアンパイロープという宝石を使った宝飾品でも有名です。
ザクロ石かんらん岩は地殻の岩石に比べて密度が非常に重たい岩石です。それにも関わらず地下100km付近から地表にまで上昇したメカニズムの解明を目指して研究を行っています。

岩手県には早池峰山や花巻市に蛇紋岩が大規模に露出しており（ 右写真下写真 ）、岩手県の「県の石」にも指定されています。
蛇紋岩はかんらん岩が水と反応した結果できたもので、最大で10重量パーセントを超える水を含んでいます。
蛇紋岩がプレート運動により深部に埋没したり、マグマにより加熱されると、蛇紋石が分解してかんらん石や斜方輝石が形成されます。
この反応が起きると、岩石中に結晶水として保持された水が外部に放出されます。

写真に示した花びらのような菊寿石は、蛇紋岩が脱水分解し形成されたエンスタタイトの集合体です。
蛇紋岩は高圧変成帯に普遍的に産し、母体変成岩やカムイコタン変成岩とも密接に伴って産します。
これらの蛇紋岩はかつて海底を構成していたものと、島弧マントル（くさび型マントル）から落ち込んだものの2種類が存在するはずです。 蛇紋岩化する以前の上部マントルにおける状態を復元することで、蛇紋岩が上部マントルから沈み込みプレート内に輸送されるメカニズムの解明を目指しています。

調査地域は、以下の3カ所に由来するサンプルを取り扱います。
・ カムイコタン変成帯の蛇紋岩
・ 岩手県内の蛇紋岩
・ 中国青海省の高圧蛇紋岩
などのコレクションを用いて研究指導を行います。