東北大学研究者紹介

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オカモト　アツシ

岡本　敦

Atsushi Okamoto

所属

大学院環境科学研究科　先進社会環境学専攻　資源戦略学講座（地球物質・エネルギー学分野）

職名

教授

学位

博士（理学）（東京大学）
修士（理学）（東京大学）

researchmap

https://researchmap.jp/winchite

J-GLOBAL ID

201801005284009363

経歴 5

2020年4月～継続中

東北大学　大学院環境科学研究科　教授
2011年10月～ 2020年3月

東北大学　大学院環境科学研究科　准教授
2007年4月～ 2011年9月

東北大学　大学院環境科学研究科　助教
2005年10月～ 2007年4月

東北大学　大学院環境科学研究科　助手
2003年4月～ 2005年9月

静岡大学　日本学術振興会特別研究員（PD)

学歴 3

東京大学　大学院環境科学研究科（博士課程、日本学術振興会特別研究員DC1）

2000年4月～ 2003年3月
東京大学　大学院理学系研究科（博士前期課程）

1998年4月～ 2000年3月
東京大学

1994年4月～ 1998年3月

委員歴 5

日本地球惑星科学連合　広報普及委員会

2024年5月～継続中
日本鉱物科学会　応用鉱物科学賞選考委員会

2024年4月～継続中
日本地球惑星科学連合　日本地球惑星科学連合代議員

2022年4月～継続中
日本鉱物科学会行事委員

2019年～ 2022年9月
日本地質学会　日本地質学雑誌編集委員

2017年～ 2022年9月

所属学協会 7

アメリカ地球物理連合

2020年7月～継続中
Geochemical Society
European Geoscience Union
日本地球惑星科学連合
日本地熱学会
日本鉱物科学会
日本地質学会

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研究キーワード 12

海底硫化物チムニーの電気特性
炭酸塩化作用
シリカ
オマーンオフィオライト
三波川変成帯
蛇紋岩化作用
パターン形成
水熱実験
岩石組織
地熱システム
変成作用
岩石ー水相互作用

研究分野 2

エネルギー / 地球資源工学、エネルギー学 /
自然科学一般 / 固体地球科学 /

受賞 5

小藤文次郎賞

2024年9月　日本地質学会　Rupture of wet mantle wedge by self-promoting carbonation
H.E. ナウマン賞

2024年9月　日本地質学会　岩石組織に基づく地殻・マントルにおける岩石－水相互作用のダイナミクスの解読
地球惑星振興西田賞

2021年4月　日本地球惑星科学連合　地球内部の岩石―水相互作用と岩石組織形成に関する研究
日本地質学会柵山雅則賞

2013年9月　日本地質学会　沈み込み帯における流体移動と水—岩石相互作用に関する岩石学的実験的研究
日本鉱物科学会研究奨励賞

2013年9月　日本鉱物科学会　天然試料解析，および水熱実験による岩石-水相互作用に関する研究

論文 188

Extreme maldistribution of high field strength elements along subduction zones revealed by baddeleyite aggregates in serpentinite

Hikaru Sawada, Ryosuke Oyanagi, Sota Niki, Takafumi Hirata, Kazuki Yoshida, Mitsuhiro Nagata, Atsushi Okamoto

Scientific Reports　2025年7月4日

DOI： 10.1038/s41598-025-07698-9 　
Oscillations in fluid pressure caused by silica precipitation in a fracture

Atsushi Okamoto, Edward Vinis

Nature Communications　2025年2月20日

DOI： 10.1038/s41467-025-57199-6 　
Data-driven depth direction super-resolution framework for X-ray CT images of rock samples by deep learning

Ryogo Kagawa, Atsushi Okamoto, Toshiaki Omori

Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE　2025年

DOI： 10.1587/nolta.16.390 　
Visualization of four-dimensional X-ray absorption fine structure data using a virtual reality system

Haruo Igarashi, Daiki Kido, Yutaka Ishii, Yasuhiro Niwa, Atsushi Okamoto, Masao Kimura

Journal of Synchrotron Radiation　32　(1)　162-170　2025年1月1日
出版者・発行元： International Union of Crystallography (IUCr)
DOI： 10.1107/s1600577524011226 　

eISSN：1600-5775

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X-ray spectromicroscopy is extensively utilized for nondestructive mapping of chemical states in materials. However, understanding and analyzing the geometric and topological aspects of such data pose challenges due to their representation in 4D space, encompassing (x, y, z) coordinates along with the energy (E) axis and often extending to 5D space with the inclusion of time (t) or reaction degree. In this study, we addressed this challenge by developing a new approach and introducing a device named `4D-XASView', specifically designed for visualizing X-ray absorption fine structures (XAFS) data in 4D (comprising 3D space and energy), through a multi-projection system, within the virtual reality (VR) environment. As a test case for the new system, X-ray spectromicroscopy measurements were conducted on a specimen prepared from serpentinized harzburgite sourced from the upper mantle section of the Oman ophiolite. Our 4D-XASView facilitates the visualization and analysis of the geometric and topological aspects of the data using VR goggles, enabling detailed exploration of microstructures via rotation and zooming functionalities. This capability allows us to extract XAFS spectral data by selecting specific positions and regions, thereby aiding in the identification of `trigger sites' (magnetite in serpentine), which are characteristic locations within materials that substantially influence the macroscopic propagation of reactions. Our methodology establishes a new platform for analyzing 4D or 5D XAFS data that has applicability potential in various other multidimensional datasets, including microstructures coupled with spectroscopy and diffraction data.
Estimating the iron oxidation state of serpentinite using X-ray absorption fine structure spectroscopy

Kazuki Yoshida, Atsushi Okamoto, Ryosuke Oyanagi, Yasuhiro Niwa, Masao Kimura

American Mineralogist　2025年1月1日
出版者・発行元： Mineralogical Society of America
DOI： 10.2138/am-2024-9571 　

ISSN：0003-004X

eISSN：1945-3027

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Abstract Iron can exist in serpentinite in various oxidation states. Changes in the oxidation state of Fe play a crucial role in geological processes, including supporting diverse biological systems on the ocean floor and the redox states of aqueous fluids released in subduction zones. Synchrotron X-ray absorption near-edge structure (XANES) spectroscopy has been used to measure the oxidation state of Fe in serpentine minerals; however, a general scheme for estimating the oxidation state of Fe in serpentinite composed of several Fe-bearing minerals has not been established. We have evaluated the accuracy of using XANES spectra to estimate the Fe3+/ΣFe ratio (molar ratio of Fe3+ to total Fe) of physical olivine–magnetite mixtures and serpentinites. Two approaches were tested: (1) linear combination fitting (LCF) and (2) pre-edge peak analysis of XANES spectra. Estimating Fe3+/ΣFe using analysis of the pre-edge peaks was not always suitable when magnetite was included. Using LCF, XANES spectra are well fitted by the optimal combination of Fe-bearing minerals, even for mixtures of magnetite and Fe-bearing silicate minerals (i.e., serpentine and olivine). The Fe3+/ΣFe ratios of the serpentinites were estimated with a root mean squared error (RMSE) of 0.14 with LCF. These results demonstrate that LCF of XANES spectra is useful for estimating the oxidation state of Fe in serpentinites.
Tracking HFSE associated with high salinity fluid during HP metamorphism in the Zavkhan Terrane, Western Mongolia

Manzshir Bayarbold, Atsushi Okamoto, Masaoki Uno, Otgonbayar Dandar, Mayuko Fukuyama, Geri Agroli, Noriyoshi Tsuchiya

Lithos　490-491　2024年12月15日

DOI： 10.1016/j.lithos.2024.107853 　

ISSN：0024-4937

eISSN：1872-6143
黒鉱鉱床に特有な鉱石組織と鉱床胚胎場との関連査読有り

山田亮一, 杉岡純平, 岡本敦

資源地質　74　(2)　79-94　2024年12月
Multiscale off-fault brecciation records coseismic energy budget of principal fault zone

Geri Agroli, Atsushi Okamoto, Masaoki Uno, Noriyoshi Tsuchiya

Scientific Reports　14　(1)　2024年12月

DOI： 10.1038/s41598-024-62838-x 　

eISSN：2045-2322
Experimental constraints on serpentinite carbonation in the presence of a H<inf>2</inf>O–CO<inf>2</inf>–NaCl fluid

Yongsheng Huang, Satoshi Okumura, Kazuhisa Matsumoto, Naoko Takahashi, Hong Tang, Guoji Wu, Tatsuki Tsujimori, Michihiko Nakamura, Atsushi Okamoto, Yuan Li

Contributions to Mineralogy and Petrology　179　(11)　2024年11月

DOI： 10.1007/s00410-024-02175-4 　

ISSN：0010-7999

eISSN：1432-0967
Subducted carbon weakens the forearc mantle wedge in a warm subduction zone 国際誌査読有り

Ryosuke Oyanagi, Atsushi Okamoto

Nature Communications　15　(7159)　2024年8月26日
出版者・発行元： Springer Nature
DOI： 10.1038/s41467-024-51476-6 　

eISSN：2041-1723
Ultramafic Rocks from the Sanbagawa Belt: Records of Mantle Wedge Processes

Atsushi Okamoto, Takayoshi Nagaya, Shunsuke Endo, Tomoyuki Mizukami

Elements　20　(2)　83-88　2024年4月

DOI： 10.2138/gselements.20.2.83 　

ISSN：1811-5209

eISSN：1811-5217
Reaction-induced fracturing during serpentinite carbonation promoted by selective dissolution of brucite 国際誌査読有り

Masaoki Uno, Taiki Igarashi, Atsushi Okamoto

EGU General Assembly 2024　2024年3月8日

DOI： 10.5194/egusphere-egu24-4303 　
Characterization of serpentinization in olivine‐orthopyroxene‐H2O system revealed by thermogravimetric and multivariate statistical analyses

Atsushi Okamoto, Shuhei Tanaka, Masaoki Uno, Otgonbayar Dandar, Kazuki Yoshida

Island Arc　33　(1)　2024年1月

DOI： 10.1111/iar.12519 　

ISSN：1038-4871

eISSN：1440-1738
Porosity generation via spatially uncoupled dissolution precipitation during plagioclase replacement in quartz undersaturated fluids

Astin Nurdiana, Atsushi Okamoto, Masaoki Uno, Noriyoshi Tsuchiya

Contributions to Mineralogy and Petrology　179　(1)　2024年1月

DOI： 10.1007/s00410-023-02088-8 　

ISSN：0010-7999

eISSN：1432-0967
Seafloor Alteration Governed by Oceanic Crustal Age and Redox Conditions: Insights from Machine Learning-based Elemental Transfer Analyses

Satoshi Matsuno, Masaoki Uno, Atsushi Okamoto

2023年12月27日

DOI： 10.22541/essoar.170365347.78533593/v1 　
Effects of hydrothermal alteration on shear localization and weakening in the mantle lithosphere

Maki Semba, Ken ichi Hirauchi, Tomohiro Ohuchi, Atsushi Okamoto, Yui Kouketsu

Tectonophysics　868　2023年12月5日

DOI： 10.1016/j.tecto.2023.230081 　

ISSN：0040-1951
Super-resolution of X-ray CT images of rock samples by sparse representation: applications to the complex texture of serpentinite

Toshiaki Omori, Shoi Suzuki, Katsuyoshi Michibayashi, Atsushi Okamoto

Scientific Reports　13　(1)　2023年12月

DOI： 10.1038/s41598-023-33503-6 　

eISSN：2045-2322
Continuous thermal structures of the present-day and contact-metamorphic geothermal systems revealed by drill cuttings in the Kakkonda geothermal field, Japan

Masaoki Uno, Atsushi Okamoto, Takashi Akatsuka, Noriyoshi Tsuchiya

Geothermics　115　102806-102806　2023年12月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.geothermics.2023.102806 　

ISSN：0375-6505
Multiphase-solid fluid inclusions in HP-LT eclogite facies rock (Zavkhan Terrane, Western Mongolia): evidence for the evolution from saline to hypersaline fluids during metamorphism in subduction zone

Manzshir Bayarbold, Atsushi Okamoto, Masaoki Uno, Kenta Yoshida, Alexey Kotov, Geri Agroli, Otgonbayar Dandar, Yasuhiro Niwa, Masao Kimura, Noriyoshi Tsuchiya

Contributions to Mineralogy and Petrology　178　(11)　2023年11月4日
出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC
DOI： 10.1007/s00410-023-02055-3 　

ISSN：0010-7999

eISSN：1432-0967

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Abstract Fluid inclusions in high- and ultrahigh-pressure metamorphic rocks provide direct information on the composition of the fluids that evolved during metamorphism and fluid-rock interactions in deep subduction zones. We investigate the fluid inclusions in the Khungui eclogite of the Zavkhan Terrane, Central Asian Orogenic Belt. Fluid inclusions are observed in garnet and quartz in the eclogite samples that underwent metamorphism during subduction. The primary fluid inclusions in quartz are composed of liquid and vapor with high salinities (15.7–16.4 wt.% NaCl eq.), whereas the secondary fluid inclusions in quartz are classified as: relatively high salinity (Type I:12.5–16.3 wt.% NaCl eq.) and low salinity (Type II:6.7–10.6 wt.% NaCl eq.). The garnet shows compositional zoning from Ca-poor cores to Ca-rich rims, and the rims that grew during the eclogite-stage metamorphism (2.1–2.2 GPa at 580–610 °C) preferentially contain numerous primary fluid inclusions. The primary fluid inclusions in garnet are commonly bi-phases (liquid and vapor); however, some are multiphase-solid fluid inclusions composed of fluids (liquid and vapor) and combinations of several minerals (halite, quartz, apatite, calcite, biotite, chlorite, and actinolite). Bi-phase fluid inclusions preferentially occur in the inner parts of the Ca-rich garnet rim, whereas multiphase-solid fluid inclusions occur along the margins of the Ca-rich rim. We hypothesize that the multiphase-solid fluid inclusions are formed via interactions between trapped fluids, trapped minerals, and the host garnet during exhumation. By combination of FIB–SEM and synchrotron X-ray CT analyses, the detailed occurrences, volumes, and compositions of the solid phases in the fluid inclusion was analyzed. We then conduct mass balance analysis to reconstruct accurate fluid compositions using data from the FIB–SEM and synchrotron X-ray CT images of the multiphase-solid fluid inclusion. The results of these analyses reveal that (1) fluid changed from an H₂O-dominated saline fluid (13–16 wt. % NaCl eq.) at the prograde to the earlier eclogite stage to H₂O–CO₂-dominated hypersaline fluid at later eclogite stage (~ 32 wt. % NaCl eq., 7.3 wt. % CO₂ and ~ 19 molal dissolved cations); (2) a variety of mineral assemblages in multiphase-solid fluid inclusions are produced by post-entrapment reactions between the trapped hypersaline fluid, trapped minerals and the fluid host mineral. The evolution of fluids from saline to hypersaline during the eclogite facies stage is probably caused by the formation of hydrous minerals (i.e., barroisite) under a near-closed system.
Mantle hydration initiated by Ca metasomatism in a subduction zone: An example from the Chandman meta-peridotite, western Mongolia

Otgonbayar Dandar, Atsushi Okamoto, Masaoki Uno, Noriyoshi Tsuchiya

Lithos　452-453　107212-107212　2023年9月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.lithos.2023.107212 　

ISSN：0024-4937

eISSN：1872-6143
Si- versus Mg-metasomatism at the crust–mantle interface: insights from experiments, natural observations and geochemical modeling

Atsushi Okamoto, Ryosuke Oyanagi

Progress in Earth and Planetary Science　10　(1)　2023年7月18日
出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC
DOI： 10.1186/s40645-023-00568-w 　

eISSN：2197-4284
Progressive carbonation and Ca-metasomatism of serpentinized ultramafic rocks: insights from natural occurrences and hydrothermal experiments 国際誌査読有り

Nomuulin Amarbayar, Otgonbayar Dandar, Jiajie Wang, Atsushi Okamoto, Masaoki Uno, Undarmaa Batsaikhan, Hideko Takayanagi, Yasufumi Iryu, Noriyoshi Tsuchiya

Contributions to Mineralogy and Petrology　178　2023年7月
出版者・発行元： SpringerNature
DOI： 10.1007/s00410-023-02013-z 　

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Hydration, carbonation, and related metasomatism of mantle peridotite play a significant role in the global geochemical cycle. In this study, we combined an analysis of carbonated serpentinite with hydrothermal experiments on carbonation and Ca-metasomatism for samples from the Manlay ophiolite, southern Mongolia to investigate that carbonation mechanism of the serpentinite body after serpentinization. Samples show that the serpentinite was either transected by calcite and dolomite veins or was completely replaced by carbonates (calcite with minor dolomite) and quartz, in which the original mesh texture of serpentinite was preserved. Carbonation occurred after low-temperature serpentinization (lizardite/chrysotile), suggesting that carbonation occurred at temperatures lower than 300 ˚C. Calcite in the serpentinite showed δ13 CVPDB values ranging from -8.83 to -5.11 ‰ and δ18 OVSMOW from + 20.1 to + 24.4 ‰, suggesting that CO2 in the fluids could be derived from the degradation of organic material or methanotrophic processes rather than the origin of seafloor limestone. Three batch-type experiments, i.e., single step experiments (1) Olivine + NaHCO3,aq + CaCl2,aq and (2) Chrysotile + NaHCO3,aq + wollastonite (Ca source), and two steps experiment (3) Olivine carbonation and Ca-metasomatism, were conducted at 275 °C and 5.7 MPa to constrain the mechanism of calcite replacement of serpentinite. We found that calcite precipitated from the solution directly in the first two experiments, but replacement of serpentinite by calcite was not observed. In contrast, the third experiment caused the initial carbonation to form magnesite and then changed to calcite by later alteration. The natural occurrences and experiments revealed the possibility that the carbonation of olivine followed by Ca-rich fluid infiltration produced calcite in the carbonated serpentinite. Such Ca-metasomatism of Mg carbonates could easily occur in the ultramafic bodies and significantly affect the global carbon cycle.
Oxidation-induced nanolite crystallization triggered the 2021 eruption of Fukutoku-Oka-no-Ba, Japan

Kenta Yoshida, Akira Miyake, Shota H. Okumura, Hidemi Ishibashi, Satoshi Okumura, Atsushi Okamoto, Yasuhiro Niwa, Masao Kimura, Tomoki Sato, Yoshihiko Tamura, Shigeaki Ono

Scientific Reports　13　(1)　2023年5月9日
出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC
DOI： 10.1038/s41598-023-34301-w 　

eISSN：2045-2322

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Abstract Nanometer-sized crystals (nanolites) play an important role in controlling eruptions by affecting the viscosity of magmas and inducing bubble nucleation. We present detailed microscopic and nanoscopic petrographic analyses of nanolite-bearing and nanolite-free pumice from the 2021 eruption of Fukutoku-Oka-no-Ba, Japan. The nanolite mineral assemblage includes biotite, which is absent from the phenocryst mineral assemblage, and magnetite and clinopyroxene, which are observed as phenocrysts. The boundary between the nanolite-bearing brown glass and nanolite-free colorless glass is either sharp or gradational, and the sharp boundaries also appear sharp under the transmitted electron microscope. X-ray absorption fine structure (XAFS) analysis of the volcanic glass revealed that the nanolite-free colorless glass records an oxygen fugacity of QFM + 0.98 (log units), whereas the nanolite-bearing brown glass records a higher apparent oxygen fugacity (~ QFM + 2). Thermodynamic modelling using MELTS indicates that higher oxygen fugacities increase the liquidus temperature and thus induced the crystallization of magnetite nanolites. The hydrous nanolite mineral assemblage and glass oxygen fugacity estimates suggest that an oxidizing fluid supplied by a hot mafic magma induced nanolite crystallization in the magma reservoir, before the magma fragmentation. The oxidation-induced nanolite crystallization then enhanced heterogeneous bubble nucleation, resulting in convection in the magma reservoir and triggering the eruption.
Metasomatism at a metapelite–ultramafic rock contact at the subduction interface: Insights into mass transfer and fluid flow at the mantle wedge corner

Ryosuke Oyanagi, Masaoki Uno, Atsushi Okamoto

Contributions to Mineralogy and Petrology　178　(5)　2023年4月14日
出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC
DOI： 10.1007/s00410-023-02011-1 　

ISSN：0010-7999

eISSN：1432-0967
Geological records of transient fluid drainage into the shallow mantle wedge

Kazuki Yoshida, Ryosuke Oyanagi, Masao Kimura, Oliver Plümper, Mayuko Fukuyama, Atsushi Okamoto

Science Advances　9　(14)　2023年4月5日
出版者・発行元： American Association for the Advancement of Science (AAAS)
DOI： 10.1126/sciadv.ade6674 　

eISSN：2375-2548
Role of mantle carbonation in trench outer‐rise region in the global carbon cycle

Ikuo Katayama, Keishi Okazaki, Atsushi Okamoto

Island Arc　2023年1月

DOI： 10.1111/iar.12499 　
Development of Open Transport of Aqueous Fluid from Pegmatite Revealed by Trace Elements in Garnet

Astin Nurdiana, Atsushi Okamoto, Masaoki Uno, Noriyoshi Tsuchiya

GEOFLUIDS　2022　2022年10月

DOI： 10.1155/2022/8786250 　

ISSN：1468-8115

eISSN：1468-8123
Dehydration of brucite + antigorite under mantle wedge conditions: insights from the direct comparison of microstructures before and after experiments

Takayoshi Nagaya, Atsushi Okamoto, Masanori Kido, Jun Muto, Simon R. Wallis

Contributions to Mineralogy and Petrology　2022年9月

DOI： 10.1007/s00410-022-01956-z 　
Continental arc-derived eclogite in the Zavkhan Terrane, western Mongolia: Implications for the suture zone in the northern part of the Central Asian Orogenic Belt

Bayarbold, M., Okamoto, A., Dandar, O., Uno, M., Tsuchiya, N.

Journal of Asian Earth Sciences　229　105150-105150　2022年5月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.jseaes.2022.105150 　

ISSN：1367-9120
Rupture of serpentinized mantle wedge by self-promoting carbonation: insights from Sanbagawa metamorphic belt

Atsushi Okamoto, Ryosuke Oyanagi, Kazuki Yoshida, Masaoki Uno, Hiroyuki Shimizu, Madhusoodhan Satish-Kumar

2022年3月28日
出版者・発行元： Copernicus {GmbH}
DOI： 10.5194/egusphere-egu22-13148 　
Chemistry breaks rocks and self-accelerate fluid flow in the lithosphere: Experimental insights from MgO–H2O system

Masaoki Uno, Atsushi Okamoto, Noriyoshi Tsuchiya

2022年3月28日
出版者・発行元： Copernicus {GmbH}
DOI： 10.5194/egusphere-egu22-13126 　
Formation of the garnet aggregate of the Khungui eclogite in the Zavkhan Terrane, Western Mongolia

Manzshir Bayarbold, Atsushi Okamoto, Otgonbayar Dandar, Masaoki Uno, Noriyoshi Tsuchiya

2022年3月28日
出版者・発行元： Copernicus {GmbH}
DOI： 10.5194/egusphere-egu22-6935 　
Pulverized rock and episodic hydrothermal brecciation along the Median Tectonic Line, Japan

Geri Agroli, Masaoki Uno, Atsushi Okamoto, Noriyoshi Tsuchiya

2022年3月28日
出版者・発行元： Copernicus {GmbH}
DOI： 10.5194/egusphere-egu22-6926 　
沈み込み帯の流体で形成されたアンチゴライト脈に記録された過渡的な流体移動

吉田一貴, 大柳良介, 木村正雄, Plümper Oliver, 福山繭子, 岡本敦

日本地質学会学術大会講演要旨　2022　30　2022年
出版者・発行元：一般社団法人日本地質学会
DOI： 10.14863/geosocabst.2022.0_30 　

ISSN：1348-3935

eISSN：2187-6665

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沈み込み帯における流体の流れは、地震活動、マグマ生成、元素循環など様々な地質学的プロセスに関連している。しかし、沈み込み帯における流体の移動のタイムスケールや速度に関する理解は限られている。本研究では、ブルーサイトに富む反応帯を持つアンチゴライト鉱脈の組織観察、微量元素分析、熱力学的考察に基づいて、沈み込み超深部における流体移動のタイムスケールと流速の推定を行った。本研究で観察した試料は、オマーンオフィオライトの陸上掘削（Oman Drilling Project, Site CM1）において得られた下部地殻から上部マントルセクションまでの試料である。地殻-マントル遷移帯の完全蛇紋岩化したダナイトには、リザダイト（Lz）とブルーサイト（Brc）からなる母岩を切るようにしてアンチゴライトとクリソタイルからなる脈（Atg-Ctl脈）が発達していた。Atg-Ctl脈の一部には、脈の両側にブルーサイトに富む反応帯が発達していた。アンチゴライト脈が形成されたステージを考えるために、LA-ICP-MSによる微量元素分析を行った。その結果、Atg-Ctl脈は母岩の蛇紋石よりもAs、Sb,、HFS元素(Zr、Hf、Ta)に富み、Atg-Ctl脈形成時に沈み込み帯の流体が寄与している可能性が示唆された。マスバランス計算から、ブルーサイトに富む反応帯を形成するためには母岩から大量のシリカが除去される必要があることが分かった。また、熱力学的な考察から、ブルーサイトに富む反応帯は、アンチゴライトの形成と同時に形成されたことが示唆された。熱力学的計算と反応帯の幅から、反応帯を形成した流体活動のタイムスケールと流速をシリカの拡散モデルから推定した。その結果、流体は短時間のうちに（1.1×10^-1〜2.6×10⁰yr）、現在の沈み込み帯の地震イベントの伝搬速度に近い高速（4.8×10^-2〜1.2×10^-1 m s^-1）で流れたことが示唆された。この結果は、上層プレートへの流体の流出が短期間で起こることを示唆している。
Machine-learning techniques for quantifying the protolith composition and mass transfer history of metabasalt

Matsuno, S., Uno, M., Okamoto, A., Tsuchiya, N.

Scientific Reports　12　(1)　2022年

DOI： 10.1038/s41598-022-05109-x 　

ISSN：2045-2322
Volatile-consuming reactions fracture rocks and self-accelerate fluid flow in the lithosphere

Uno, M., Koyanagawa, K., Kasahara, H., Okamoto, A., Tsuchiya, N.

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America　119　(3)　2022年

DOI： 10.1073/pnas.2110776118 　

ISSN：1091-6490 0027-8424
Multi-stage serpentinization of ultramafic rocks in the Manlay Ophiolite, southern Mongolia

Amarbayar Nomuulin, Noriyoshi Tsuchiya, Otgonbayar Dandar, Atsushi Okamoto, Masaoki Uno, Undarmaa Batsaikhan, Jiajie Wang

Mongolian Geoscientist　26　(53)　1-17　2021年12月30日
出版者・発行元： Mongolian Journals Online
DOI： 10.5564/mgs.v26i53.1787 　

ISSN：2220-0622

eISSN：2663-5151

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Serpentinization of ultramafic rocks in ophiolites is key to understanding the global cycle of elements and changes in the physical properties of lithospheric mantle. Mongolia, a central part of the Central Asian Orogenic Belt (CAOB), contains numerous ophiolite complexes, but the metamorphism of ultramafic rocks in these ophiolites has been little studied. Here we present the results of our study of the serpentinization of an ultramafic body in the Manlay Ophiolite, southern Mongolia. The ultramafic rocks were completely serpentinized, and no relics of olivine or orthopyroxene were found. The composition of Cr-spinels [Mg# = Mg/(Mg + Fe2+) = 0.54 and Cr# = Cr/(Cr + Al) = 0.56] and the bulk rock chemistry (Mg/Si = 1.21–1.24 and Al/Si < 0.018) of the serpentinites indicate their origin from a fore-arc setting. Lizardite occurs in the cores and rims of mesh texture (Mg# = 0.97) and chrysotile is found in various occurrences, including in bastite (Mg# = 0.95), mesh cores (Mg# = 0.92), mesh rims (Mg# = 0.96), and later-stage large veins (Mg# = 0.94). The presence of lizardite and chrysotile and the absence of antigorite suggests low-temperature serpentinization (<300 °C). The lack of brucite in the serpentinites implies infiltration of the ultramafic rocks of the Manlay Ophiolite by Si-rich fluids. Based on microtextures and mineral chemistry, the serpentinization of the ultramafic rocks in the Manlay Ophiolite took place in three stages: (1) replacement of olivine by lizardite, (2) chrysotile formation (bastite) after orthopyroxene and as a replacement of relics of olivine, and (3) the development of veins of chrysotile that cut across all previous textures. The complex texture of the serpentinites in the Manlay Ophiolite indicates multiple stages of fluid infiltration into the ultramafic parts of these ophiolites in southern Mongolia and the CAOB.
Cataclastic and crystal-plastic deformation in shallow mantle-wedge serpentinite controlled by cyclic changes in pore fluid pressures

Ken ichi Hirauchi, Yurina Nagata, Kengo Kataoka, Ryosuke Oyanagi, Atsushi Okamoto, Katsuyoshi Michibayashi

Earth and Planetary Science Letters　576　2021年12月15日

DOI： 10.1016/j.epsl.2021.117232 　

ISSN：0012-821X
Hadal aragonite records venting of stagnant paleoseawater in the hydrated forearc mantle

Ryosuke Oyanagi, Atsushi Okamoto, Madhusoodhan Satish-Kumar, Masayo Minami, Yumiko Harigane, Katsuyoshi Michibayashi

Communications Earth & Environment　2　(1)　2021年12月
出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC
DOI： 10.1038/s43247-021-00317-1 　

eISSN：2662-4435

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<title>Abstract</title>The hadal zone at trenches is a unique region where forearc mantle rocks are directly exposed at the ocean floor owing to tectonic erosion. Circulation of seawater in the mantle rock induces carbonate precipitation within the deep-sea forearc mantle, but the timescale and rates of the circulation are unclear. Here we investigated a peculiar occurrence of calcium carbonate (aragonite) in forearc mantle rocks recovered from ~6400 m water depth in the Izu–Ogasawara Trench. On the basis of microtextures, strontium–carbon–oxygen isotope geochemistry, and radiocarbon analysis, we found that the aragonite is sourced from seawater that accumulated for more than 42,000 years. Aragonite precipitation is triggered by episodic rupture events that expel the accumulated fluids at 10⁻²–10⁻¹ m s⁻¹ and which continue for a few decades at most. We suggest that the recycling of subducted seawater from the shallowest forearc mantle influences carbon transport from the surface to Earth’s interior.
Experimental fracture sealing in reservoir sandstones and its relation to rock texture

Busch, B., Okamoto, A., Garbev, K., Hilgers, C.

Journal of Structural Geology　153　2021年12月

DOI： 10.1016/j.jsg.2021.104447 　

ISSN：0191-8141
1-D inversion analysis of a shallow landslide triggered by the 2018 Eastern Iburi earthquake in Hokkaido, Japan

Kameda, J., Okamoto, A.

Earth, Planets and Space　73　(1)　2021年12月

DOI： 10.1186/s40623-021-01443-y 　

ISSN：1880-5981 1343-8832

eISSN：1880-5981
Rupture of wet mantle wedge by self-promoting carbonation 査読有り

Atsushi Okamoto, Ryosuke Oyanagi, Kazuki Yoshida, Masaoki Uno, Hiroyuki Shimizu, Madhusoodhan Satish-Kumar

Communications Earth & Environment　2　(1)　2021年12月
出版者・発行元： Springer Science and Business Media {LLC}
DOI： 10.1038/s43247-021-00224-5 　

eISSN：2662-4435
Formation of amorphous silica nanoparticles and its impact on permeability of fractured granite in superhot geothermal environments 査読有り

Watanabe, N., Abe, H., Okamoto, A., Nakamura, K., Komai, T.

Scientific Reports　11　(1)　2021年12月

DOI： 10.1038/s41598-021-84744-2 　

ISSN：2045-2322

eISSN：2045-2322
Generation of oxidising fluids by comminution of fault rocks

J. Kameda, A. Okamoto

Geochemical Perspectives Letters　32-35　2021年10月
出版者・発行元： European Association of Geochemistry
DOI： 10.7185/geochemlet.2131 　

ISSN：2410-339X

eISSN：2410-3403
Crucial Scientific Issues in Earth Science Revealed Only by Mantle Drilling: Understanding the Current State of the Oceanic Plates of a Life-bearing Planet

Morishita, T., Fujie, G., Hirauchi, K.-I., Katayama, I., Kouketsu, Y., Kuroda, J.-I., Okamoto, A., Ono, S., Michibayashi, K., Morono, Y., Yamamoto, S.

Journal of Geography (Chigaku Zasshi)　130　(4)　483-506　2021年8月25日

DOI： 10.5026/JGEOGRAPHY.130.483 　

ISSN：1884-0884 0022-135X

eISSN：1884-0884
Albite–K-feldspar–quartz equilibria in hydrothermal fluids at 400, 420°C and 20–35 MPa: Experimental measurements and thermodynamic calculations 査読有り

94　2021年7月

DOI： 10.1016/j.geothermics.2021.102109 　

ISSN：0375-6505
Multi-stage infiltration of Na- and K-rich fluids from pegmatites at mid-crustal depths as revealed by feldspar replacement textures 査読有り

Nurdiana, A., Okamoto, A., Yoshida, K., Uno, M., Nagaya, T., Tsuchiya, N.

Lithos　388-389　2021年5月

DOI： 10.1016/j.lithos.2021.106096 　

ISSN：1872-6143 0024-4937

eISSN：1872-6143
オマーンオフィオライトの蛇紋岩化した地殻―マントル境界におけるFe(III)の分布

岡本敦, 吉田一貴, 大柳良介, 藤井昌和, 丹羽尉博, 武市泰男, 木村正雄

日本地質学会学術大会講演要旨　2021　072　2021年
出版者・発行元：一般社団法人日本地質学会
DOI： 10.14863/geosocabst.2021.0_072 　

ISSN：1348-3935

eISSN：2187-6665

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海洋リソスフェアにおける蛇紋岩化作用は、かんらん石中のFe(II)を酸化すると同時に水を還元して水素を発生する。この反応は、酸素の乏しい海洋底の生物圏においてエネルギーを供給する重要なプロセスである。蛇紋岩化作用に伴って生成するFe(III)を含む主要鉱物は磁鉄鉱であるが、海洋底試料の磁化率は、必ずしも密度変化（蛇紋岩化作用の進行度）と線形的な相関があるわけではない(Fujii et al., 2016)。その１つの要因として、蛇紋石にはFe(III)が固溶することが指摘されているが、測定の煩雑さなどのために、その系統性はいまだによくわかっていない。本研究では、オマーンオフィオライトの陸上掘削で得られた地殻－マントル境界の試料（CM1A, CM2B）について、含水量測定、組織観察とともに、高エネルギー加速器研究機構の放射光施設(Photon Factory)においてX線吸収分光の測定を実施した．粉末試料でのバルク測定(at BL12C)、薄片試料でのマッピング測定(解像度~20ミクロン，at BL15A1)により，Fe(III)/Fe(total)の比率とその分布を決定した。また、磁化率の測定結果と合わせて、数百メートルからマイクロスケールでのFe(III)の分布について考察する。CM1Aは下部地殻－地殻マントル遷移帯―上部マントルを貫く400mのコアであり、CM2Bは地殻マントル遷移帯から上部マントルにかけての300mのコアである。どちらも著しく蛇紋岩化作用が進んでおり、はんれい岩中のかんらん石は10-70%程度、地殻マントル遷移帯のダナイトはほぼ100%, 上部マントルのハルツバージャイトは70-80%程度蛇紋岩化作用が進んでいる(Kelemen et al., 2021; Yoshida et al., 2020)。全ての岩相において、メッシュ組織などを形成しながら浸透的に蛇紋岩化作用を起こしているのはリザダイト＋ブルース石＋磁鉄鉱であるが、CM1Aでの遷移帯中のダナイトには、特徴的なアンチゴライト脈のネットワークが形成されている。このアンチゴライト脈は、しばしばその周辺にブルース石の反応帯を持ち、磁鉄鉱が濃集している。バルクのFe(III)/Fe(total)比は含水量(LOI )が増加するほど線形的に増加し、はんれい岩で0.2-0.4, ハルツバージャイトで0.35-0.6、ダナイトで0.45-0.65 であった。また、Fe(III)/Fe(total)のマッピング測定の結果、リザダイトで0.3-0.4、アンチゴライト脈で0.2-0.3と，オマーンオフィオライトの蛇紋石の中にも相当量のFe(III)が含まれることが明らかとなった。一方で、磁化率から得られた磁鉄鉱の量とLOIの関係を見ると、蛇紋岩化作用が進行度はほぼ変わらなくても、ダナイト(2-9 wt%)の方がハルツバージャイト(0-3wt%)よりも磁鉄鉱の量が多く、ダナイトの中で磁鉄鉱の量は大きなバリエーションがあることがわかった。また、全岩のFe総量を合わせて考えると、ダナイトにおいては、Fe(III)は主に磁鉄鉱に含まれて存在し、ハルツバージャイトでは主に蛇紋石に存在していることがわかった。以上のことから、ハルツバージャイトを主とする上部マントルでは蛇紋岩化作用によって磁鉄鉱は出来にくいが、Fe(III)蛇紋石を生成することによって水素を発生するポテンシャルを持っている。一方で、ダナイトは、磁鉄鉱を作りながら蛇紋岩化作用が激しく進行している。一部、磁化率のばらつきは、オブダクションのステージの局所的な流体流入に伴うアンチゴライト脈の形成時期に、磁鉄鉱の溶解析出により不均質な分布を作っているためであると考えられる。Fujii, M., Okino, et al., 2016. Geocemistry, Geophysics, Geosystems, 17, 5024-5035.Kelemen, P.B., Matter, I.M., et al. 2020. Proceedings of the Oman Drilling Project, doi.org/10.14379/OmanDP.proc.2020.Yoshida, K., Okamoto, A., et al., 2020. Journal of Geophysical Research, solid earth 125, doi.org/10.1029/2020JB020268
Redistribution of magnetite during multi-stage serpentinization: Evidence from the Taishir Massif, Khantaishir ophiolite, western Mongolia

Dandar, O., Okamoto, A., Uno, M., Tsuchiya, N.

Journal of Mineralogical and Petrological Sciences　116　(3)　176-181　2021年

DOI： 10.2465/jmps.201130a 　

ISSN：1349-3825 1345-6296

eISSN：1349-3825
Fluid Infiltration Through Oceanic Lower Crust in Response to Reaction-Induced Fracturing: Insights From Serpentinized Troctolite and Numerical Models 査読有り

Yoshida, K., Okamoto, A., Shimizu, H., Oyanagi, R., Tsuchiya, N.

Journal of Geophysical Research: Solid Earth　125　(11)　2020年11月30日
出版者・発行元： American Geophysical Union ({AGU})
DOI： 10.1029/2020JB020268 　

ISSN：2169-9356 2169-9313

eISSN：2169-9356
Rapid fluid infiltration and permeability enhancement during middle–lower crustal fracturing: Evidence from amphibolite–granulite-facies fluid–rock reaction zones, Sør Rondane Mountains, East Antarctica 査読有り

Diana Mindaleva, Masaoki Uno, Fumiko Higashino, Takayoshi Nagaya, Atsushi Okamoto, Noriyoshi Tsuchiya

Lithos　372-373　2020年11月1日

DOI： 10.1016/j.lithos.2020.105521 　

ISSN：0024-4937

eISSN：1872-6143
Inferring fracture forming processes by characterizing fracture network patterns with persistent homology 査読有り

A. Suzuki, M. Miyazawa, A. Okamoto, H. Shimizu, I. Obayashi, Y. Hiraoka, T. Tsuji, P. K. Kang, T. Ito

Computers and Geosciences　143　104550-104550　2020年10月

DOI： 10.1016/j.cageo.2020.104550 　

ISSN：0098-3004
Talc CPO determined by improved EBSD procedure for sheet silicates: Implications for anisotropy at the slab–mantle interface due to Si-metasomatism 査読有り

Takayoshi Nagaya, Atsushi Okamoto, Ryosuke Oyanagi, Yusuke Seto, Akira Miyake, Masaoki Uno, Jun Muto, Simon R. Wallis

American Mineralogist　105　(6)　873-893　2020年6月25日

DOI： 10.2138/am-2020-7006 　

ISSN：0003-004X

eISSN：1945-3027
Characteristics of hydrogen production with carbon storage by CO<inf>2</inf>-rich hydrothermal alteration of olivine in the presence of Mg–Al spinel 査読有り

Jiajie Wang, Noriaki Watanabe, Atsushi Okamoto, Kengo Nakamura, Takeshi Komai

International Journal of Hydrogen Energy　45　(24)　13163-13175　2020年5月5日

DOI： 10.1016/j.ijhydene.2020.03.032 　

ISSN：0360-3199

eISSN：1879-3487
Transport and evolution of supercritical fluids during the formation of the erdenet CU–MO deposit, Mongolia 査読有り

Geri Agroli, Atsushi Okamoto, Masaoki Uno, Noriyoshi Tsuchiya

Geosciences (Switzerland)　10　(5)　201-221　2020年5月

DOI： 10.3390/geosciences10050201 　

eISSN：2076-3263
Thermodynamic modeling of hydrous-melt–olivine equilibrium using exhaustive variable selection 査読有り

Ueki, K., Kuwatani, T., Okamoto, A., Akaho, S., Iwamori, H.

Physics of the Earth and Planetary Interiors　300　106430-106430　2020年3月
出版者・発行元： Elsevier {BV}
DOI： 10.1016/j.pepi.2020.106430 　

ISSN：0031-9201
Stabilizing and enhancing permeability for sustainable and profitable energy extraction from superhot geothermal environments 査読有り

Noriaki Watanabe, Kohei Saito, Atsushi Okamoto, Kengo Nakamura, Takuya Ishibashi, Hanae Saishu, Takeshi Komai, Noriyoshi Tsuchiya

Applied Energy　260　114306　2020年2月15日

DOI： 10.1016/j.apenergy.2019.114306 　

ISSN：0306-2619

eISSN：1872-9118
Silica controls on hydration kinetics during serpentinization of olivine: Insights from hydrothermal experiments and a reactive transport model 査読有り

Ryosuke Oyanagi, Atsushi Okamoto, Noriyoshi Tsuchiya

Geochimica et Cosmochimica Acta　270　21-42　2020年2月

DOI： 10.1016/j.gca.2019.11.017 　

ISSN：0016-7037

eISSN：1872-9533
Impact of fluid pressure on failure mode in shear zones: Numerical simulation of en-echelon tensile fracturing and transition to shear 査読有り

Atsushi Okamoto, Kazumasa Fuse, Hiroyuki Shimizu, Takatoshi Ito

Tectonophysics　774　228277-228277　2020年1月
出版者・発行元： Elsevier {BV}
DOI： 10.1016/j.tecto.2019.228277 　

ISSN：0040-1951
Super-resolution of X-ray CT images of rock core samples by sparse representation: methodology and applications to serpetinized peridotite from CM1A 査読有り

Atsushi Okamoto, Toshiaki Omari, Masao Kimura, Katsuyoshi Michibayashi

the International Conference on Ophiolites and the Oceanic Lithosphere　2020年
Silica Nanoparticles Produced by Flash Vaporization from Supercritical Fluids 査読有り

World Geothermal Congress　2020年
Fracture and permeability of granite in superhot geothermal environments 招待有り査読有り

Proceedings of the YSRM2019 & REIF2019　Paper number KL4　2019年12月
Silica nanoparticles produced by explosive flash vaporization during earthquakes 査読有り

Takashi Amagai, Atsushi Okamoto, Takamasa Niibe, Nobuo Hirano, Kenichi Motomiya, Noriyoshi Tsuchiya

Scientific Reports　9　(1)　9738　2019年12月

DOI： 10.1038/s41598-019-46320-7 　

ISSN：2045-2322

eISSN：2045-2322
Melt–fluid infiltration along detachment shear zones in oceanic core complexes: Insights from amphiboles in gabbro mylonites from the Godzilla Megamullion, Parece Vela Basin, the Philippine Sea 査読有り

Yumiko Harigane, Atsushi Okamoto, Tomoaki Morishita, Jonathan E. Snow, Akihiro Tamura, Hiroyuki Yamashita, Katsuyoshi Michibayashi, Yasuhiko Ohara, S. Arai

Lithos　344-345　217-231　2019年11月1日

DOI： 10.1016/j.lithos.2019.06.019 　

ISSN：0024-4937

eISSN：1872-6143
Formation of secondary olivine after orthopyroxene during hydration of mantle wedge: evidence from the Khantaishir Ophiolite, western Mongolia 査読有り

Otgonbayar Dandar, Atsushi Okamoto, Masaoki Uno, Ryosuke Oyanagi, Takayoshi Nagaya, Ulziiburen Burenjargal, Tsuyoshi Miyamoto, Noriyoshi Tsuchiya

Contributions to Mineralogy and Petrology　174　(11)　86　2019年11月
出版者・発行元： Springer Science and Business Media {LLC}
DOI： 10.1007/s00410-019-1623-1 　

ISSN：0010-7999

eISSN：1432-0967
Geological and engineering features of developing ultra-high-temperature geothermal systems in the world 査読有り

Kyosuke Okamoto, Hiroshi Asanuma, Takuya Ishibashi, Yusuke Yamaya, H. Saishu, N. Yanagisawa, Toru Mogi, Noriyoshi Tsuchiya, Atsushi Okamoto, Shigemi Naganawa, Y. Ogawa, Kazuya Ishitsuka, Yasuhiro Fujimitsu, K. Kitamura, Tatsuya Kajiwara, S. Horimoto, Kuniaki Shimada

Geothermics　82　267-281　2019年11月

DOI： 10.1016/j.geothermics.2019.07.002 　

ISSN：0375-6505

eISSN：1879-3576
Pyroxene control of H<inf>2</inf> production and carbon storage during water-peridotite-CO<inf>2</inf> hydrothermal reactions 査読有り

Jiajie Wang, Noriaki Watanabe, Atsushi Okamoto, Kengo Nakamura, Takeshi Komai

International Journal of Hydrogen Energy　44　(49)　26835-26847　2019年10月11日

DOI： 10.1016/j.ijhydene.2019.08.161 　

ISSN：0360-3199

eISSN：1879-3487
NaHCO<inf>3</inf>-promoted olivine weathering with H<inf>2</inf> generation and CO<inf>2</inf> sequestration in alkaline hydrothermal system 査読有り

J. Wang, K. Nakamura, N. Watanabe, A. Okamoto, T. Komai

IOP Conference Series: Earth and Environmental Science　257　(1)　1-7　2019年5月10日

DOI： 10.1088/1755-1315/257/1/012017 　

ISSN：1755-1307

eISSN：1755-1315
Acceleration of hydrogen production during water-olivine-CO<inf>2</inf> reactions via high-temperature-facilitated Fe(II) release 査読有り

Jiajie Wang, Noriaki Watanabe, Atsushi Okamoto, Kengo Nakamura, Takeshi Komai

International Journal of Hydrogen Energy　44　(23)　11514-11524　2019年5月3日

DOI： 10.1016/j.ijhydene.2019.03.119 　

ISSN：0360-3199

eISSN：1879-3487
Enhanced hydrogen production with carbon storage by olivine alteration in CO <inf>2</inf> -rich hydrothermal environments 査読有り

Jiajie Wang, Noriaki Watanabe, Atsushi Okamoto, Kengo Nakamura, Takeshi Komai

Journal of CO2 Utilization　30　205-213　2019年3月

DOI： 10.1016/j.jcou.2019.02.008 　

ISSN：2212-9820

eISSN：2212-9839
Trace element compositions of amphiboles in gabbro mylonites from the Godzilla Megamullion, Parece Vela Basin, Philippine Sea 査読有り

Harigane Y, Okamoto A, Morishita T, Snow JE, Tamura A, Yamashita H, Michibayashi K, Ohara Y, Arai S

Lithos　344　217-231　2019年
Multiple kinetic parameterization in a reactive transport model using the exchange Monte Carlo method 査読有り

Ryosuke Oyanagi, Atsushi Okamoto, Noriyoshi Tsuchiya

Minerals　8　(12)　579　2018年12月

DOI： 10.3390/min8120579 　

eISSN：2075-163X
Loop energy: A useful indicator of the hardness of minerals from depth-sensing indentation tests 査読有り

Toshiaki Masuda, Yasutomo Omori, Ryoko Sakurai, Tomoya Miyake, Mirai Yamanouchi, Yumiko Harigane, Atsushi Okamoto, Katsuyoshi Michibayashi

Journal of Structural Geology　117　96-104　2018年12月

DOI： 10.1016/j.jsg.2018.09.004 　

ISSN：0191-8141
Recovering the past history of natural recording media by Bayesian inversion 査読有り

Tatsu Kuwatani, Hiromichi Nagao, Shin Ichi Ito, Atsushi Okamoto, Kenta Yoshida, Takamoto Okudaira

Physical Review E　98　(4)　043311　2018年10月31日

DOI： 10.1103/PhysRevE.98.043311 　

ISSN：2470-0045

eISSN：2470-0053
Al-zoning of serpentine aggregates in mesh texture induced by metasomatic replacement reactions 査読有り

Ryosuke Oyanagi, Atsushi Okamoto, Yumiko Harigane, Noriyoshi Tsuchiya

Journal of Petrology　59　(4)　613-634　2018年4月

DOI： 10.1093/petrology/egy039 　

ISSN：0022-3530

eISSN：1460-2415
アモルファスシリカの亜臨界・超臨界環境における相変化の速度論的検討

新部貴理, 岡本敦, 天谷宇志, 土屋範芳

日本鉱物科学会年会講演要旨集　2018　22　2018年
出版者・発行元：一般社団法人日本鉱物科学会
DOI： 10.14824/jakoka.2018.0_22 　

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シリカ鉱物の変化は断層強度や透水性に大きく影響すると予想されるが、その速度論的な解析は十分でない。本研究はアモルファスシリカがより安定な相へ変化する過程について、亜臨界、超臨界条件で水熱実験を行い、速度論的解析を行うことを目的とする。<br> 実験は、ステンレス製圧力容器にアモルファスシリカと蒸留水を封入し、温度と圧力を上昇させて相変化させた。P-T条件は250℃-4MPa、350℃-16MPa、400℃-25MPa、450℃-25MPaで、5日おきにサンプリングし、実験は60日間行う予定である。固体試料に対してX線粉末回折とSEM観察、溶液に対してpH及びICP-AESによるシリカ濃度の計測を行った。その結果、350℃、400℃共に5日目の時点でクリストバライトに変化していることを確認したが、28日目の時点でも相変化は示さず、クリストバライトのままだった。また、溶液のSi濃度は400℃の実験においては11・15日目の時点でアモルファスシリカの溶解度と概ね一致する結果を得た。今後、定期的なサンプリングを重ね、シリカ析出の速度論的解析を行い、シリカ粒子の相転移の時間発展を明らかにする。
DRONE BRINGS NEW ADVANCE OF GEOLOGICAL MAPPING IN MONGOLIA: OPPORTUNITIES AND CHALLENGES 査読有り

Otgonbayar Dandar, Atsushi Okamoto, Masaoki Uno, Undarmaa Batsaikhan, Burenjargal Ulziiburen, Noriyoshi Tsuchiya

Mongolian Geoscientist　47　53-57　2018年

DOI： 10.5564/mgs.v0i47.1063 　
Experimental investigation on changes in mechanical properties of volcanic sandstones under CO<inf>2</inf> geological storage conditions 査読有り

Koki Hattori, Noriaki Watanabe, Atsushi Okamoto, Kengo Nakamura, Takeshi Komai, Tetsuya Tamagawa

ISRM International Symposium - 10th Asian Rock Mechanics Symposium, ARMS 2018　2018年
Silica precipitation potentially controls earthquake recurrence in seismogenic zones 査読有り

Hanae Saishu, Atsushi Okamoto, Makoto Otsubo

Scientific Reports　7　(1)　13337　2017年12月

DOI： 10.1038/s41598-017-13597-5 　

ISSN：2045-2322

eISSN：2045-2322
Fluid Pocket Generation in Response to Heterogeneous Reactivity of a Rock Fracture Under Hydrothermal Conditions 査読有り

A. Okamoto, H. Tanaka, N. Watanabe, H. Saishu, N. Tsuchiya

Geophysical Research Letters　44　(20)　10,306-10,315　2017年10月28日

DOI： 10.1002/2017GL075476 　

ISSN：0094-8276

eISSN：1944-8007
Reaction-induced grain boundary cracking and anisotropic fluid flow during prograde devolatilization reactions within subduction zones 査読有り

Atsushi Okamoto, Hiroyuki Shimizu, Jun ichi Fukuda, Jun Muto, Takamoto Okudaira

Contributions to Mineralogy and Petrology　172　(9)　75　2017年9月1日

DOI： 10.1007/s00410-017-1393-6 　

ISSN：0010-7999

eISSN：1432-0967
Excess water generation during reaction-inducing intrusion of granitic melts into ultramafic rocks at crustal P-T conditions in the Sør Rondane Mountains of East Antarctica. 査読有り

岡本敦

Lithos　284-285　625-641　2017年7月

DOI： 10.1016/j.lithos.2017.04.016 　

ISSN：0024-4937

eISSN：1872-6143
Potentially exploitable supercritical geothermal resources in the ductile crust 査読有り

Noriaki Watanabe, Tatsuya Numakura, Kiyotoshi Sakaguchi, Hanae Saishu, Atsushi Okamoto, Steven E. Ingebritsen, Noriyoshi Tsuchiya

Nature Geoscience　10　(2)　140-144　2017年2月1日

DOI： 10.1038/ngeo2879 　

ISSN：1752-0894

eISSN：1752-0908
Opal-CT in chert beneath the toe of the Tohoku margin and its influence on the seismic aseismic transition in subduction zones 査読有り

Jun Kameda, Atsushi Okamoto, Kiminori Sato, Koichiro Fujimoto, Asuka Yamaguchi, Gaku Kimura

Geophysical Research Letters　44　(2)　687-693　2017年1月28日

DOI： 10.1002/2016GL071784 　

ISSN：0094-8276

eISSN：1944-8007
浅部ウェッジマントルにおけるアンチゴライトCPO形成メカニズム～四国中央部三波川変成帯別子・白髪山地域の例～

永冶方敬, ウォリスサイモン, 岡本敦, 上原誠一郎, 道林克禎, 西井彩

日本地質学会学術大会講演要旨　2017　(0)　2017年

DOI： 10.14863/geosocabst.2017.0_336 　

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【台風のためプログラム中止】台風18号により学術大会の一部プログラムが中止となりました．中止となったプログラムの講演要旨については，著者のプライオリティ保護の見地から今回に限りJ-STAGEに公開し，引用可能とします．ただし，学術大会においては専門家による議論には供されていませんので「台風のためプログラム中止」との文言を付記します．（日本地質学会行事委員会）
Porosity and permeability evolution induced by precipitation of silica under hydrothermal conditions 査読有り

Atsushi Okamoto, Ryo Yamada, Hanae Saishu, Noriyoshi Tsuchiya

15TH WATER-ROCK INTERACTION INTERNATIONAL SYMPOSIUM, WRI-15　17　249-252　2017年

DOI： 10.1016/j.proeps.2016.12.046 　

ISSN：1878-5220
Mechanisms of Serpentinization Utilizing Olivine–Plagioclase–H 2 O System under Hydrothermal Conditions 査読有り

Oyanagi R, Okamoto A, Tsuchiya N

Procedia Earth and Planetary Science　17　686-689　2017年

DOI： 10.1016/j.proeps.2016.12.153 　

ISSN：1878-5220
In situ observation of critical phenomena of multicomponent geofluids and seawater by using visible-type autoclave 査読有り

Tsuchiya Noriyoshi, Sekiguchi Chizu, Ishikawa Satoru, Okamoto Atsushi, Hirano Nobuo

15TH WATER-ROCK INTERACTION INTERNATIONAL SYMPOSIUM, WRI-15　17　296-299　2017年

DOI： 10.1016/j.proeps.2016.12.062 　

ISSN：1878-5220
Pressure solution and permeability evolution in fractured granite at elastic and plastic deformation regimes 査読有り

Kohei Saito, Noriaki Watanabe, Atsushi Okamoto, Noriyoshi Tsuchiya, Takuya Ishibashi, Hanae Saishu

Transactions - Geothermal Resources Council　41　945-955　2017年

ISSN：0193-5933
変成岩組織と鉱物組成累帯構造からの情報抽出査読有り

岡本敦, 桑谷立

日本地質学雑誌　123　(9)　733-745　2017年
出版者・発行元：日本地質学会
DOI： 10.5575/geosoc.2017.0034 　

ISSN：0016-7630
Bayesian inversion analysis of nonlinear dynamics in surface heterogeneous reactions 査読有り

Toshiaki Omori, Tatsu Kuwatani, Atsushi Okamoto, Koji Hukushima

Physical Review E　94　(3)　033305　2016年9月28日

DOI： 10.1103/PhysRevE.94.033305 　

ISSN：2470-0045

eISSN：2470-0053
The roles of fluid transport and surface reaction in reaction-induced fracturing, with implications for the development of mesh textures in serpentinites 査読有り

Hiroyuki Shimizu, Atsushi Okamoto

Contributions to Mineralogy and Petrology　171　(8-9)　73　2016年9月1日

DOI： 10.1007/s00410-016-1288-y 　

ISSN：0010-7999

eISSN：1432-0967
Reaction-induced rheological weakening enables oceanic plate subduction 査読有り

Ken Ichi Hirauchi, Kumi Fukushima, Masanori Kido, Jun Muto, Atsushi Okamoto

Nature Communications　7　12550　2016年8月26日

DOI： 10.1038/ncomms12550 　

ISSN：2041-1723

eISSN：2041-1723
Contrast in stress-strain history during exhumation between high- and ultrahigh-pressure metamorphic units in the Western Alps: Microboudinage analysis of piemontite in metacherts 査読有り

Yasutomo Omori, Antonello Barresi, Nozomi Kimura, Atsushi Okamoto, Toshiaki Masuda

Journal of Structural Geology　89　168-180　2016年8月1日

DOI： 10.1016/j.jsg.2016.06.004 　

ISSN：0191-8141
Phase-field modeling of epitaxial growth of polycrystalline quartz veins in hydrothermal experiments 査読有り

F. Wendler, A. Okamoto, P. Blum

Geofluids　16　(2)　211-230　2016年5月1日

DOI： 10.1111/gfl.12144 　

ISSN：1468-8115

eISSN：1468-8123
20pPSA-24 近似的ベイズ計算による岩石-水相互作用における表面積モデル選択

福島孝治, 岡本敦, 桑谷立, 大森敏明

日本物理学会講演概要集　71　2923-2923　2016年
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
DOI： 10.11316/jpsgaiyo.71.1.0_2923 　

ISSN：2189-079X
22pBT-5 岩石-水相互作用を支配する不均質反応ダイナミクスの統計的推定

大森敏明, 桑谷立, 岡本敦, 福島孝治

日本物理学会講演概要集　71　3130-3130　2016年
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
DOI： 10.11316/jpsgaiyo.71.1.0_3130 　

ISSN：2189-079X
機械学習による含水メルト-オリビン相平衡熱力学モデルの構築

上木賢太, 桑谷立, 岡本敦, 岩森光

日本鉱物科学会年会講演要旨集　2016　(0)　7-7　2016年
出版者・発行元：一般社団法人日本鉱物科学会
DOI： 10.14824/jakoka.2016.0_7 　

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機械学習の手法を用いて、含水メルトの非理想性を記述する式とパラメーターの決定を行った。離散的かつ温度・圧力・組成の幅が限られる実験データから広い条件に適用できる式とパラメーターを決定する必要があるため、クロスバリデーション法（交差検証法）を用いた。クロスバリデーション法とは、データセットを２分割し一方を使用してパラメーター決定を行い、もう一方を用いて式の妥当性（汎化性能）の検証を行う手法である。汎化性能を基準として未知データの再現性を評価することで、広い条件を再現する能力を持つ式を客観的に選択することできる。マントルかんらん岩や玄武岩の融解実験のコンパイルを行い、教師データとした。想定される係数の組み合わせ全種について汎化性能を比較して最も妥当性の高い係数の組み合わせを選ぶことで、モデル式を選択した。特にH₂Oに関係するパラメーターに関しては高次の項も想定して検証を行った。決定されたモデルを用いてフォワード計算を行った結果、新しいモデルは実験的に求められた含水メルトとオリビンの相平衡を良く再現した。
Contrasting geochemical signatures of devonian and permian granitoids from the tseel terrane, sw mongolia 査読有り

Ulziiburen Burenjargal, Atsushi Okamoto, Noriyoshi Tsuchiya, Masaoki Uno, Kenji Horie, Tomokazu Hokada

Journal of Geosciences (Czech Republic)　61　(1)　51-66　2016年

DOI： 10.3190/jgeosci.210 　

ISSN：1802-6222

eISSN：1803-1943
地熱地域の透水－不透水境界と水の状態変化にともなう鉱物析出の関係性査読有り

最首花恵, 岡本敦, 土屋範芳

日本地熱学会誌　38　(1)　17-25　2016年

DOI： 10.11367/grsj.38.17 　

ISSN：0388-6735

eISSN：1883-5775
Free-energy landscape and nucleation pathway of polymorphic minerals from solution in a Potts lattice-gas model 査読有り

Atsushi Okamoto, Tatsu Kuwatani, Toshiaki Omori, Koji Hukushima

Physical Review E - Statistical, Nonlinear, and Soft Matter Physics　92　(4)　042130　2015年10月12日

DOI： 10.1103/PhysRevE.92.042130 　

ISSN：1539-3755

eISSN：1550-2376
Competitive hydration and dehydration at olivine-quartz boundary revealed by hydrothermal experiments: Implications for silica metasomatism at the crust-mantle boundary 査読有り

Ryosuke Oyanagi, Atsushi Okamoto, Nobuo Hirano, Noriyoshi Tsuchiya

Earth and Planetary Science Letters　425　44-54　2015年9月1日

DOI： 10.1016/j.epsl.2015.05.046 　

ISSN：0012-821X

eISSN：1385-013X
Contrasting fracture patterns induced by volume-increasing and -decreasing reactions: Implications for the progress of metamorphic reactions 査読有り

Atsushi Okamoto, Hiroyuki Shimizu

Earth and Planetary Science Letters　417　9-18　2015年5月1日

DOI： 10.1016/j.epsl.2015.02.015 　

ISSN：0012-821X

eISSN：1385-013X
Fundamental Study for Beyond Brittle Geothermal Reservoirs 査読有り

N. Tsuchiya, H. Asanuma, A. Okamoto, K. Sakaguchi, N. Hirano, A. Kizaki, N. Watanabe

Proceedings World Geothermal Congress 2015　paper number 12019　2015年4月
高温・封圧下における花崗岩き裂の溶解による透水率と間隙構造変化

田中寛人, 岡本敦, 渡邉則昭, 土屋範芳

日本地質学会学術大会講演要旨　2015　204-204　2015年
出版者・発行元：一般社団法人日本地質学会
DOI： 10.14863/geosocabst.2015.0_204 　
Multi-stage alteration processes of ultramafic rocks from the Hantaishir ophiolite, western Mongolia

DANDAR Otgonbayar, UNO Masaoki, OKAMOTO Atsushi, TSUCHIYA Noriyoshi

日本地質学会学術大会講演要旨　2015　408-408　2015年
出版者・発行元：一般社団法人日本地質学会
DOI： 10.14863/geosocabst.2015.0_408 　
褶曲していない変形変成岩サンプルから複雑な変形史が読み取れる例：四国東部三波川変成帯のメタチャートの場合

増田俊明, 西脇伸, 大森康智, 松村太郎次郎, 道林克禎, 佐津川貴子, 岡本敦

日本地質学会学術大会講演要旨　2015　216-216　2015年
出版者・発行元：一般社団法人日本地質学会
DOI： 10.14863/geosocabst.2015.0_216 　
Vein texture: A window for fluid dynamics in the crust 査読有り

Atsushi Okamoto

Japanese Magazine of Mineralogical and Petrological Sciences　43　(1)　25-29　2015年

DOI： 10.2465/gkk.131129 　

ISSN：1345-630X

eISSN：1349-7979
Beyond-laboratory-scale prediction for channeling flows through subsurface rock fractures with heterogeneous aperture distributions revealed by laboratory evaluation 査読有り

Takuya Ishibashi, Noriaki Watanabe, Nobuo Hirano, Atsushi Okamoto, Noriyoshi Tsuchiya

Journal of Geophysical Research: Solid Earth　120　(1)　106-124　2015年1月

DOI： 10.1002/2014JB011555 　

ISSN：2169-9313

eISSN：2169-9356
Rheological properties of the detachment shear zone of an oceanic core complex inferred by plagioclase flow law: Godzilla Megamullion, Parece Vela back-arc basin, Philippine Sea 査読有り

Katsuyoshi Michibayashi, Yumiko Harigane, Yasuhiko Ohara, Jun Muto, Atsushi Okamoto

Earth and Planetary Science Letters　408　16-23　2014年12月5日

DOI： 10.1016/j.epsl.2014.10.005 　

ISSN：0012-821X

eISSN：1385-013X
Thermal evolution of the Tseel terrane, SW Mongolia and its relation to granitoid intrusions in the Central Asian Orogenic Belt 査読有り

U. Burenjargal, A. Okamoto, T. Kuwatani, S. Sakata, T. Hirata, N. Tsuchiya

Journal of Metamorphic Geology　32　(7)　765-790　2014年9月1日

DOI： 10.1111/jmg.12090 　

ISSN：0263-4929

eISSN：1525-1314
The significance of silica precipitation on the formation of permeable-impermeable boundary within Earth’s crust 査読有り

Saishu, H, Okamoto, A, Tsuchiya, N

Terra Nova　26　(4)　253-259　2014年8月

DOI： 10.1111/ter.12093 　

ISSN：0954-4879

eISSN：1365-3121
Distribution of CO2 fluids in the Shimanto belt on Muroto Peninsula, SW Japan: possible injection of magmatic CO2 into the accretionary prism 査読有り

Atsushi Okamoto, Michimasa Musya, Yoshitaka Hashimoto, Noriyoshi Tsuchiya

EARTH PLANETS AND SPACE　66　33　2014年5月

DOI： 10.1186/1880-5981-66-33 　

ISSN：1880-5981
Predicting channeling flows through subsurface rock fractures beyond laboratory scale

T. Ishibashi, N. Watanabe, N. Hirano, A. Okamoto, N. Tsuchiya

Proceedings of the Grand Renewable Energy 2014 Internationl Conference　O-Ge-9-4　2014年
Beyond-laboratory-scale prediction for channeling flows through subsurface rock fractures 査読有り

N. Watanabe, T. Ishibashi, N. Hirano, A. Okamoto, N. Tsuchiya

ISRM International Symposium - 8th Asian Rock Mechanics Symposium, ARMS 2014　1662-1671　2014年
Possibility to remedy CO2 leakage from geological reservoir using CO2 reactive grout 査読有り

Takatoshi Ito, Tianfu Xu, Hidenori Tanaka, Yuhki Taniuchi, Atsushi Okamoto

INTERNATIONAL JOURNAL OF GREENHOUSE GAS CONTROL　20　310-323　2014年1月

DOI： 10.1016/j.ijggc.2013.11.014 　

ISSN：1750-5836

eISSN：1878-0148
Millimeter- to decimeter-scale compositional mapping using a scanning X-ray analytical microscope and its application to a reaction zone in high-grade metamorphic rock 査読有り

Masaoki Uno, Atsushi Okamoto, Noriyoshi Tsuchiya

Journal of Mineralogical and Petrological Sciences　109　(6)　271-278　2014年

DOI： 10.2465/jmps.140613b 　

ISSN：1345-6296

eISSN：1349-3825
仙台平野における歴史津波堆積物の放射性炭素年代測定—連続土壌堆積物資料HSシリーズの堆積年代（予察的分析）査読有り

渡邊隆広, 細田憲弘, 土屋範芳, 中村俊夫, 平野伸夫, 岡本敦, 奈良郁子, 東北地方津波堆積物研究グループ

地学雑誌　123　(6)　904-922　2014年
出版者・発行元： Tokyo Geographical Society
DOI： 10.5026/jgeography.123.904 　

ISSN：0022-135X

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Ancient tsunami deposits are distributed in paddy fields throughout the Sendai plain, on the Pacific coast of the Tohoku area in northeastern Japan. These deposits contain gravel, mud, shells, and microfossils originating from the seafloor, sandy beaches, and coastal soils. Paleotsunami deposits offer valuable clues for identifying past tsunami inundation areas, but previous studies had difficulty dating tsunami deposits for correlation with historic disaster events. This study collects age data from continuous soil profiles that include tsunami deposits. Nine continuous soil sediment samples are collected using a Handy Geoslicer (Fukken Co. Ltd.) near the coast of Sendai Bay in northeastern Japan. The soil slices (HS1–9) are 84–183 cm long and consist of cultivated surface soils, peaty clay, silt, and fine to medium sands. Slices HS2–7 are subsampled at 1-cm intervals and water contents of 689 discrete samples are measured. Plant residues are extracted from the samples for radiocarbon (¹⁴C) dating with a Tandetron accelerator mass spectrometry system (Model 4130 AMS, HVEE) at the Center for Chronological Research, Nagoya University. Water contents range from 6.2 to 83.0 wt.%, and the lowest values are observed in layers of well-rounded medium sand. Variations in water content agree well with changes in sedimentary facies. Total organic carbon contents of plant residues range from 45.9 to 54.5 wt.% (50.4 wt.% on average) and their stable carbon isotope ratios range from -25.1 to -30.1 permil (vs. PDB), which are consistent with the ratios of modern terrestrial C3 plants. The calibrated ages of plant residues from these tsunami deposits are about 1000–1300 cal BP, which agree well with the date of the Jogan Earthquake and tsunami on the Sendai plain (869 AD).
東北地方太平洋沖地震により発生した津波堆積物中のヒ素および重金属の海水用出実験査読有り

渡邊隆広, 土屋範芳, 山崎慎一, 山田亮一, 平野伸夫, 岡本敦, 奈良郁子, 東北地方津波堆積物研究グループ

地学雑誌　123　(6)　835-853　2014年
出版者・発行元： Tokyo Geographical Society
DOI： 10.5026/jgeography.123.835 　

ISSN：0022-135X

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Tsunami deposits in Northeastern Japan produced by the 2011 off the Pacific coast of Tohoku Earthquake and tsunami contain relatively high concentrations of arsenic and heavy metals. Because the impacts of tsunamis on the distribution and behavior of arsenic and heavy metals should be considered carefully in surface soils and the underground environment after a major disaster, standards are needed for seawater leaching tests to identify arsenic and heavy metals in tsunami deposits. For that purpose, tsunami deposits from the 2011 off the Pacific coast of Tohoku Earthquake were sampled at Kesen-numa city, Minamisanriku town, Ishinomaki city, and Shiogama city in Miyagi Prefecture, Northeastern Japan. Seventeen inorganic elements including As and heavy metals (Li, Sc, V, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, As, Rb, Sr, Mo, Cd, Cs, Ba, Pb, U) were measured in a solution leached from tsunami deposits with pure water, artificial seawater, and natural seawater using inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS) and hydride generation-atomic absorption spectrometry (HG-AAS). In the leachate obtained using pure water, concentrations of As and heavy metals were quantified successfully with the ICP-MS method. Concentrations of V, Cr, Co, Ni, Cu, and Zn did not differ from background levels in artificial seawater and natural seawater. When measuring As in seawater leaching tests, HG-AAS is a useful method for performing high-sensitivity analyses. In particular, HG-AAS is superior to ICP-MS for detecting low As concentrations (less than 30 μg/l) in a seawater leaching test.
Spectroscopic determination of the critical temperatures and pressures of H2O, CO2, and C2H5OH 査読有り

Chizu Sekiguchi, Nobuo Hirano, Atsushi Okamoto, Noriyoshi Tsuchiya

JOURNAL OF MINERALOGICAL AND PETROLOGICAL SCIENCES　108　(6)　356-361　2013年12月

DOI： 10.2465/jmps.130620b 　

ISSN：1345-6296

eISSN：1349-3825
Decompression with heating associated with granitoid intrusion deduced from spatial variation in garnet zonings in the Tseel Terrane, SW Mongolia 査読有り

Ulziiburen Burenjargal, Atsushi Okamoto, Tatsu Kuwatani, Noriyohi Tsuchiya

Mongolian Geoscientist　39　12-27　2013年10月
Coupled reactions and silica diffusion during serpentinization 査読有り

Ogasawara, Yuichi, Okamoto, Atsushi, Hirano, Nobuo, Tsuchiya, Noriyoshi

GEOCHIMICA ET COSMOCHIMICA ACTA　119　212-230　2013年10月

DOI： 10.1016/j.gca.2013.06.001 　

ISSN：0016-7037

eISSN：1872-9533
The effect of Al and Na on the precipitation rate of silica minerals: hydrothermal flow-through experiments at 430 ºC and 31 MPa 査読有り

Hanae Saishua, Atsushi Okamoto, Noriyoshi Tsuchiya

Procedia Earth and Planetary Science　7　762-765　2013年

DOI： 10.1016/j.proeps.2013.03.042 　

ISSN：1878-5220
Effect of silica transport on serpentinization in the Ol-Opx-H2O system 査読有り

Atsushi Okamoto, Yuichi Ogasawara, Nobuo Hirano, Noriyoshi Tsushiya

PROCEEDINGS OF THE FOURTEENTH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON WATER-ROCK INTERACTION, WRI 14　7　628-631　2013年

DOI： 10.1016/j.proeps.2013.03.015 　

ISSN：1878-5220
Mineralogical variation of silica induced by Al and Na in hydrothermal solutions 査読有り

Hanae Saishu, Atsushi Okamoto, Noriyoshi Tsuchiya

AMERICAN MINERALOGIST　97　(11-12)　2060-2063　2012年11月

DOI： 10.2138/am.2012.4258 　

ISSN：0003-004X
Upgrading of Aperture Model Based on Surface Geometry of Natural Fracture for Evaluating Channeling Flow 査読有り

Takuya Ishibashi, Noriaki Watanabe, Nobuo Hirano, Atsushi Okamoto, Noriyoshi Tsuchiya

Geotehrmal Rwsources Council Transactions　36　481-486　2012年9月30日
水熱条件における四万十帯岩石の溶出挙動と方解石析出

武者倫正, 土屋範芳, 岡本敦

日本鉱物科学会年会講演要旨集　2012　12-12　2012年9月15日
出版者・発行元：一般社団法人日本鉱物科学会
DOI： 10.14824/jakoka.2012.0_12 　

ISSN：1348-6543

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近年、地球温暖化対策として二酸化炭素の地下貯留技術が研究されているが、炭酸塩の生成速度の遅さから、実用化には未だ問題を抱えている。一方で天然の地殻環境中には方解石の鉱物脈が普遍的に存在している。本研究では地殻環境中での水-岩石相互作用による水熱条件での方解石析出メカニズムを解明することを目的とする。蒸留水と天然の岩石試料を用いた閉鎖系での溶出実験では、岩石から各種陽イオン(Na, Ca, Si等)が溶出し、塩基性で方解石に過飽和な流体を生成することが判明した。また天然の岩石試料を用いた熱水流通実験を行い、方解石を析出させる実験を行った。CO₂溶液を用いた弱酸性条件での実験では、流体は常に方解石に対して未飽和であった。NaHCO₃溶液と泥岩を用いた弱塩基性条件での実験では、実験管内に設置した方解石基板上に0.01mm程度の方解石が析出していることが確認された。
An exhumation pressure–temperature path and fluid activities during metamorphism in the Tseel terrane, SW Mongolia: Constraints from aluminosilicate-bearing quartz veins and garnet zonings in metapelites 査読有り

Burenjargal U, Okamoto A, Meguro Y, Tsuchiya N

Journal of Asian Earth Sciences　54-55　214-229　2012年8月

DOI： 10.1016/j.jseaes.2012.04.017 　

ISSN：1367-9120

eISSN：1878-5786
GeoFlow: A novel model simulator for prediction of the 3-D channeling flow in a rock fracture network 査読有り

Ishibashi, Takuya, Watanabe, Noriaki, Hirano, Nobuo, Okamoto, Atsushi, Tsuchiya, Noriyoshi

WATER RESOURCES RESEARCH　48　2012年7月

DOI： 10.1029/2011WR011226 　

ISSN：0043-1397
Variation of garnet zoning pattern in the pelitic gneisses and it's implications to thermal history of Tseel terrane, SW Mongolia

Ulziiburen Burenjargal, Atsushi Okamoto, Noriyoshi Tsuchiya

日本地質学会学術大会講演要旨　2012　167-167　2012年
出版者・発行元：一般社団法人日本地質学会
DOI： 10.14863/geosocabst.2012.0_167 　
鉱物包有物の形成過程：ざくろ石班状変晶中の石英の例

岡本敦, 福田惇一, 武藤潤

日本地質学会学術大会講演要旨　2012　172-172　2012年
出版者・発行元：一般社団法人日本地質学会
DOI： 10.14863/geosocabst.2012.0_172 　
Impact of 3D channeling flow on well productivity in the Yufutsu oil/gas field 査読有り

T. Ishibashi, N. Watanabe, N. Hirano, A. Okamoto, N. Tsuchiya, T. Tamagawa

Proceedings of the 18th Formation Evaluation Symposium of Japan　2012年
Experimental and numerical evaluation of channeling flow in fractured type of geothermal reservoir 査読有り

T. Ishibashi, N. Watanabe, N. Hirano, A. Okamoto, N. Tsuchiya

Proceedings of 37th Workshop on Geothermal Reservoir Engineering　759-766　2012年1月
東北地方太平洋沖地震による岩手，宮城，福島県沿岸域の津波堆積物のヒ素に関するリスク評価査読有り

土屋範芳, 井上千弘, 山田亮一, 山崎慎一, 平野伸夫, 岡本敦, 小川泰正, 渡邊隆広, 奈良郁子, 渡邉則昭, 東北地方津波堆積物研究グループ

地質学雑誌　118　(7)　419-430　2012年
出版者・発行元： The Geological Society of Japan
DOI： 10.5575/geosoc.2012.0043 　

ISSN：0016-7630

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2011年3月11日の東北地方太平洋沖地震により，岩手・宮城・福島県沿岸部を中心に甚大な津波被害が発生し，震災域は津波堆積物により広く被覆された．ヒ素のリスクを評価するために，岩手県久慈市から福島県南相馬市にかけて137個の津波堆積物を採取し，全堆積物化学組成の分析，水および海水溶出試験を行った．また，水溶出液に対して3 kDa以下，3 kDa−0.2 μm，0.2 μm−0.45 μm，および0.45 μm以上の4つに分液し，ヒ素の化学形態について評価した．45試料においてヒ素の水溶出量は土壌環境基準値（10 μg/l）を超過した．特に，気仙沼市大谷地域においては，水溶出量が土壌環境基準値の39倍と極めて高く，ここに分布する金鉱山の影響を強く受けていると考えられる．溶出液中のヒ素の約70%は3 kDa以下であり，溶出液中のヒ素は微細なコロイドおよび溶存態として含まれていることを示している．
Distribution of artificial radionuclides (Ag-110m, Te-129m, Cs-134, Cs-137) in surface soils from Miyagi Prefecture, northeast Japan, following the 2011 Fukushima Dai-ichi nuclear power plant accident 査読有り

Watanabe, Takahiro, Tsuchiya, Noriyoshi, Oura, Yasuji, Ebihara, Mitsuru, Inoue, Chihiro, Hirano, Nobuo, Yamada, Ryoichi, Yamasaki, Shin-ichi, Okamoto, Atsushi, Nara, Fumiko Watanabe, Nunohara, Keishi

GEOCHEMICAL JOURNAL　46　(4)　279-285　2012年

DOI： 10.2343/geochemj.2.0205 　

ISSN：0016-7002

eISSN：1880-5973
海洋リソスフェアにおける蛇紋岩化作用の速度：水熱実験からの制約. 査読有り

岡本敦

岩石鉱物科学　41　(5)　185-192　2012年
出版者・発行元：日本鉱物科学会
DOI： 10.2465/gkk.120604 　

ISSN：1345-630X

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Serpentinization is a hydration process that causes significant changes in physical and chemical properties of the oceanic lithosphere. Based on hydrothermal experiments, the reaction rates of serpentinization have been empirically obtained for typical reaction (i.e., Olivine+H₂O → Serpentine+Brucite) as a function of temperature and initial grain size of the reactant mineral. However, the rate equations used for these analyses take quite empirical forms, in which the solution chemistry (saturation state) is not taken into consideration; therefore, it is difficult to extrapolate the results to different conditions and to predict evolution of the fluid chemistry in the hydrothermal systems. Serpentinization reactions are characterized by coupled dissolution of primary minerals (Olivine, Pyroxenes) and formation of secondary minerals (Serpentine, Brucite, Talc, Magnetite); therefore, the rates of elementary reactions between individual minerals and solution will be required for estimating the rate of overall hydration reaction. I also discuss the effects of competitive processes among grain surface reactions, element diffusion, water supply and structural development during serpentinization.<br>
Textures of syntaxial quartz veins synthesized by hydrothermal experiments 査読有り

Atsushi Okamoto, Kotaro Sekine

JOURNAL OF STRUCTURAL GEOLOGY　33　(12)　1764-1775　2011年12月

DOI： 10.1016/j.jsg.2011.10.004 　

ISSN：0191-8141
Progress of hydration reactions in olivine–H2O and orthopyroxenite–H2O systems at 250 °C and vapor-saturated pressure 査読有り

Okamoto, A, Ogasawara, Y, Tsuchiya, N

Chemical Geology　289　(3-4)　245-255　2011年10月

DOI： 10.1016/j.chemgeo.2011.08.007 　

ISSN：0009-2541

eISSN：1878-5999
水熱環境下における方解石析出の実験的検討

武者倫正, 土屋範芳, 岡本敦

日本鉱物科学会年会講演要旨集　2011　3-3　2011年9月5日
出版者・発行元：日本鉱物科学会
DOI： 10.14824/jakoka.2011.0.3.0 　

ISSN：1348-6543

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近年、地球温暖化対策として二酸化炭素の地下貯留技術が研究されているが、炭酸塩の生成速度の遅さから、実用化には未だ問題を抱えている。一方で天然の変成岩中や付加体中には、方解石の鉱物脈が普遍的に存在しており、天然環境下で多量の炭酸塩を生成するメカニズムが存在していると考えられる。これを受けて、この研究では方解石の析出に関する要因を解明することを目的とする。まず方解石の溶解度に大きな影響を与える温度変化を利用し、300度、30MPaの条件で熱水流通実験を行い、方解石の析出を試みた。実験には溶解管と析出管を接続した熱水流通装置を用い、溶解管には粒径1-2mmに砕いた石灰石を封入し、その後ろの析出管には方解石成長を確認するための基盤(5x5x15mm)を封入した。方解石の溶解度は高温ほど減少するため、蒸留水を溶解管から析出管へ一定速度で流し、溶解管の温度を100度、析出管を300度に保持して析出を試みた。10日間の実験後、基盤に方解石が析出し、その総重量増加は0.051gであった。基盤の表面をSEMと薄片資料作成により観察した結果、基盤の方解石から0.02-0.03mmの成長が観察された。
飽和蒸気圧下におけるかんらん石-水・斜方輝石-水系における加水反応の進行

小笠原由一, 岡本敦, 土屋範芳

日本鉱物科学会年会講演要旨集　2011　15-15　2011年9月5日
出版者・発行元：日本鉱物科学会
DOI： 10.14824/jakoka.2011.0.15.0 　

ISSN：1348-6543

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上部マントルを構成する超塩基性岩であるかんらん石や輝石は海洋底において海水と接触し吸水反応を起こし含水鉱物である蛇紋石を析出する。この蛇紋石は地下に水を持ち込む最大のキャリアーであることが知られており地球規模の水循環を考えるうえで蛇紋岩化作用のメカニズムの理解は極めて重要である。しかしその研究例は未だ不足しているのが現状でありメカニズムの解明のためには鉱物試料と溶液の両方の変化を経時変化で捉えることが必要であることから今回はかんらん石-水系, 斜方輝石-水系で熱水反応実験を実施した。実験には粉砕した天然の岩石を使用し純粋と封入し所定の時間加熱した。実験時間は4-1008時間, 温度は250度である。この結果, 斜方輝石-水系ではクロライトが析出しかんらん石-水系ではリザダイト, クリソタイル, ブルーサイトが析出した。ポスターにおいてより詳細な実験結果やかんらん石-斜方輝石-水系の結果を示す。
Al濃度に依存するシリカ鉱物析出速度式の提案と鉱物脈形成に関する考察

最首花恵, 岡本敦, 土屋範芳

日本鉱物科学会年会講演要旨集　2011　7-7　2011年9月5日
出版者・発行元：日本鉱物科学会
DOI： 10.14824/jakoka.2011.0.7.0 　

ISSN：1348-6543

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流通式熱水実験装置を用い，シリカ鉱物析出実験を430°C，31MPaにおいて行った．反応流体のAl濃度が増加すると(0–6.7 ppm)，支配的な析出鉱物はアモルファスシリカ→クリストバライト→石英と変化し，反応速度も増加した．実験から核形成の反応速度式を3次と定義し，これを表面反応の1次式とともに用いると，例えば200°CにおけるSi過飽和度Ω = 2の流体からのシリカ鉱物析出様式は，き裂幅が0.1mm幅では核形成，0.01mm幅では表面反応が支配的になることが示された．これは天然のblocky veinが幅の広いき裂において形成されることに調和的である．
In situ observation of the crystallization pressure induced by Halite crystal growth in a microfuidic channel 査読有り

Kotaro Sekine, Atsushi Okamoto, Kazuo Hayashi

American Mineralogist　96　(7)　1012-1019　2011年7月

DOI： 10.2138/am.2011.3765 　

ISSN：0003-004X 1945-3027
Thermodynamic forward modeling of progressive dehydration reactions during subduction of oceanic crust under greenschist facies conditions 査読有り

Tatsu Kuwatani, Atsushi Okamoto, Mitsuhiro Toriumi

EARTH AND PLANETARY SCIENCE LETTERS　307　(1-2)　9-18　2011年7月

DOI： 10.1016/j.epsl.2011.01.027 　

ISSN：0012-821X

eISSN：1385-013X
Application of the microboudin method to palaeodifferential stress analysis of deformed impure marbles from Syros, Greece: Implications for grain-size and calcite-twin palaeopiezometers 査読有り

Toshiaki Masuda, Tomoya Miyake, Nozomi Kimura, Atsushi Okamoto

JOURNAL OF STRUCTURAL GEOLOGY　33　(1)　20-31　2011年1月

DOI： 10.1016/j.jsg.2010.11.002 　

ISSN：0191-8141
Evaluation and Prediction of fluid flow through fracture under confining pressure in various scales 査読有り

T. Ishibashi, N. Watanabe, N. Hirano, A. Okamoto, N. Tsuchiya

Proceedings of 17th Formation Evaluation Symposium of Japan　2011年
Mineralogical and textural variation of silica minerals in hydrothermal flow-through experiments: Implications for quartz vein formation 査読有り

Atsushi Okamoto, Hanae Saishu, Nobuo Hirano, Noriyoshi Tsuchiya

GEOCHIMICA ET COSMOCHIMICA ACTA　74　(13)　3692-3706　2010年7月

DOI： 10.1016/j.gca.2010.03.031 　

ISSN：0016-7037
New Concept Discrete Fracture Network Model Simulator, GeoFlow, and Three Dimensional Channeling Flow in Fracture Network 査読有り

Nobuo Hirano, Takuya Ishibashi, Noriaki Watanabe, Atsushi Okamoto, Noriyoshi Tsuchiya

Proceedings of World Geothermal Congress 2010　2010年4月25日
Determination of amphibole fracture strength for quantitative palaeostress analysis using microboudinage structures 査読有り

Nozomi Kimura, Shotaro Nakayama, Katsuhiro Tsukimura, Shinko Miwa, Atsushi Okamoto, Toshiaki Masuda

JOURNAL OF STRUCTURAL GEOLOGY　32　(2)　136-150　2010年2月

DOI： 10.1016/j.jsg.2009.10.008 　

ISSN：0191-8141
Visualization of three dimensional channeling flow in fracture system by new concept model simulator, GeoFlow.

T. Ishibashi, N. Watanabe, N. Hirano, A. Okamoto, N. Tsuchiya

Proceedings of G-COE Symposium 2010 Dynamic Earth and Heterogeneous Structure　2010年
Observation of quartz fracturing under the hydrothermal condition using visible type autoclave 査読有り

N. Hirano, K. Yamamoto, A. Okamoto, N. Tsuchiya

WATER-ROCK INTERACTION (WRI-13)　13　653-656　2010年
Precipitation of silica minerals in hydrothermal flow-through experiments 査読有り

H. Saishu, A. Okamoto, N. Tsuchiya

WATER-ROCK INTERACTION (WRI-13)　13　669-672　2010年
岩石内に隔離された流体中の有機物および微生物の非汚染検出に関する実験的検討査読有り

中嶋康隆, 平野伸夫, 須藤孝一, 岡本敦, 井上千弘, 土屋範芳

日本地熱学会誌　32　(1)　41-48　2010年1月
出版者・発行元：日本地熱学会
DOI： 10.11367/grsj.32.41 　

ISSN：0388-6735
Three dimensional analysis of channeling flow by new discrete fracture network model simulator, GeoFlow

T. Ishibashi, N. Watanabe, N. Hirano, A. Okamoto, N. Tsuchiya

Proceedings of the 15th Formation Evaluation Symposium of Japan　N1-N6　2009年10月
Velocity of vertical fluid ascent within vein-forming fractures 査読有り

Atsushi Okamoto, Noriyoshi Tsuchiya

GEOLOGY　37　(6)　563-566　2009年6月

DOI： 10.1130/G25680A.1 　

ISSN：0091-7613

eISSN：1943-2682
圧痕形成に於ける平行四辺形の法則の提唱

増田俊明, 櫻井涼子, 三宅智也, 山之内未来, 大森康智, 針金由美子, 岡本敦

日本地質学会学術大会講演要旨　2009　208-208　2009年
出版者・発行元：一般社団法人日本地質学会
DOI： 10.14863/geosocabst.2009.0.208.0 　

ISSN：1348-3935

eISSN：2187-6665
Development of discrete fracture network model simulator, GeoFlow, for evaluation of three dimensional channeling flow 査読有り

T. Ishibashi, N. Watanabe, N. Hirano, A. Okamoto, N. Tsuchiya

Society of Petroleum Engineers - International Petroleum Technology Conference 2009, IPTC 2009　1　352-357　2009年
Magnitude of sigma(1), sigma(2), and sigma(3) at mid-crustal levels in an orogenic belt: Microboudin method applied to an impure metachert from Turkey 査読有り

Toshiaki Masuda, Shotaro Nakayama, Nozomi Kimura, Atsushi Okamoto

TECTONOPHYSICS　460　(1-4)　230-236　2008年11月

DOI： 10.1016/j.tecto.2008.08.025 　

ISSN：0040-1951

eISSN：1879-3266
Precipitation of Silica Minerals by Hydrothermal Flow-Through Experiments at 200-430 °C and 30 MPa 査読有り

Atsushi Okamoto, Hanae Saishu, Nobuo Hirano, Atsushi Okamoto, Hanae Saishu, Nobuo Hirano

Transactions of Geothermal Resources Counsil　32　389-392　2008年10月
Variations in stable isotope compositions (delta C-13, delta O-18) of calcite within exhumation-related veins from the Sanbagawa metamorphic belt 査読有り

Keisuke Morohashi, Atsushi Okamoto, M. Satish-Kumar, Noriyoshi Tsuchiya

JOURNAL OF MINERALOGICAL AND PETROLOGICAL SCIENCES　103　(5)　361-364　2008年10月

DOI： 10.2465/jmps.080620b 　

ISSN：1345-6296

eISSN：1349-3825
Mineral distribution within polymineralic veins in the Sanbagawa belt, Japan: implications for mass transfer during vein formation 査読有り

Atsushi Okamoto, Taketo Kikuchi, Noriyoshi Tsuchiya

CONTRIBUTIONS TO MINERALOGY AND PETROLOGY　156　(3)　323-336　2008年9月

DOI： 10.1007/s00410-008-0288-y 　

ISSN：0010-7999
Kinetics and textural development of quartz veins 査読有り

Atsushi Okamoto, Noriyoshi Tsuchiya

GEOCHIMICA ET COSMOCHIMICA ACTA　72　(12)　A703-A703　2008年7月

ISSN：0016-7037

eISSN：1872-9533
流通式反応実験によるシリカ析出様式と組織発達

岡本敦, 平野伸夫, 土屋範芳

日本鉱物科学会年会講演要旨集　2008　13-13　2008年
出版者・発行元：日本鉱物科学会
DOI： 10.14824/jakoka.2008.0.13.0 　

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石英脈の組織発達の支配要因を明らかにするために、流通式水熱反応実験を行った。シリカの析出条件は温度が400-430度、圧力が31MPaである。Siに過飽和な溶液は350-370度で石英、アモルファスシリカ、または花崗岩を溶解させて作成し、その溶液を花崗岩を敷き詰めた反応管に流して析出様式を観察した。析出物の種類（石英、クリストバライト、アモルファスシリカ）、またその析出の仕方は溶液の濃度と反応場所（石英表面、長石表面、流体中）によって異なることが明らかとなった。特に、低濃度（C/Ceq < 1.5）では花崗岩上の石英表面にのみ石英は析出し、ほかの表面では析出は起こらない。このことは、石英脈の組織は脈形成時の溶液濃度（Si）に対して制約を与えることを示唆している。
Effect of lithology on calcite-vein formation in the Sanbagawa metamorphic rocks 査読有り

K. Morohashi, A. Okamoto, N. Tsuchiya

WATER DYNAMICS　987　119-122　2008年

DOI： 10.1063/1.2896955 　

ISSN：0094-243X
Variable microstructure of peridotite samples from the southern Mariana Trench: Evidence of a complex tectonic evolution 査読有り

Katsuyoshi Michibayashi, Miki Tasaka, Yasuhiko Ohara, Teruaki Ishii, Atsushi Okamoto, Patricia Fryer

TECTONOPHYSICS　444　(1-4)　111-118　2007年11月

DOI： 10.1016/j.tecto.2007.08.010 　

ISSN：0040-1951
バーミキュラー状緑泥石

亀田純, 岡本敦, 地下まゆみ

日本鉱物学会・学術講演会,日本岩石鉱物鉱床学会学術講演会講演要旨集　2007　224-224　2007年9月22日
出版者・発行元：日本鉱物科学会
DOI： 10.14824/jakoka.2007.0.216.0 　

ISSN：1348-6543

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これまで様々な形態の緑泥石が報告されてきたが、今回新たにバーミキュラー状の集合体をなす緑泥石を見出した。この緑泥石は、埼玉県秩父の三波川変成帯から採取した厚さ１～２mmほどの石英脈、及び長石脈中に形成されていた。一つの集合体は数十μm径の六角板状の結晶がいくつも積み重なってできており、全体としての厚さは百μmを超えるものも見られる。集合体は一般に緩やかに屈曲している。ＴＥＭ観察を行った結果、このような歪みは集合体を構成する個々の板状結晶が扇形に開いて空隙を作ることによって解消していることが分かった。また緑泥石の多くは鉱物脈中でそれぞれ空間的に孤立して成長しており、流体内で沈積したような産状はあまり見られない。このことは、開口亀裂ができた後石英や長石などの鉱物がある程度亀裂を充填し、亀裂内に流体の流れがほとんどなくなった段階において緑泥石の結晶成長が進んだことを示唆している。
Cessation of plastic deformation during exhumation of metamorphic tectonites revealed by microboudinage structures 査読有り

Toshiaki Masuda, Nozomi Kimura, Atsushi Okamoto, Tomoya Miyake, Yasutomo Omori

JOURNAL OF STRUCTURAL GEOLOGY　29　(1)　159-165　2007年

DOI： 10.1016/j.jsg.2006.06.019 　

ISSN：0191-8141
Mineral growth within fluid-filled cracks: Example of polymineralic Veins from the Sanbagawa metamorphic belt, Japan 査読有り

A. Okamoto, T. Kikuchi, N. Tsuchiya

AIP Conference Proceedings　898　(898)　8-11　2007年

DOI： 10.1063/1.2721240 　

ISSN：0094-243X 1551-7616
Reaction progress related to indentation structures at glaucophane/ glaucophane contacts in an impure marble from Syros, Greece 査読有り

A. Okamoto, T. Miyake, T. Masuda

Journal of Metamorphic Geology　24　(8)　703-713　2006年10月

DOI： 10.1111/j.1525-1314.2006.00663.x 　

ISSN：0263-4929 1525-1314
Seismic anisotropy in the uppermost mantle, back-arc region of the northeast Japan arc: Petrophysical analyses of Ichinomegata peridotite xenoliths 査読有り

Katsuyoshi Michibayashi, Natsue Abe, Atsushi Okamoto, Takako Satsukawa, Kenta Michikura

GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS　33　(10)　2006年5月

DOI： 10.1029/2006GL025812 　

ISSN：0094-8276
O-178 四国中央部三波川変成岩中の宇野カンラン岩体におけるカンラン石の構造解析(21.変成岩とテクトニクス,口頭およびポスター発表,一般講演)

田阪美樹, 道林克禎, 岡本敦

日本地質学会学術大会講演要旨　2006　132-132　2006年
出版者・発行元：日本地質学会
DOI： 10.14863/geosocabst.2006.0_132_1 　
O-197 チャレンジャー海淵でドレッジされたかんらん岩から探るマリアナ海溝最南部マントルウェッジのダイナミクス(21.変成岩とテクトニクス,口頭およびポスター発表,一般講演)

道林克禎, 小原泰彦, 田阪美樹, 黒田友恵, 岡本敦, 石井輝秋

日本地質学会学術大会講演要旨　2006　141-141　2006年
出版者・発行元：日本地質学会
DOI： 10.14863/geosocabst.2006.0_141_2 　
O-115 SEM-CLからみた四国白亜系四万十帯に産する鉱物脈の結晶微細組織(13.付加体,口頭およびポスター発表,一般講演)

菊池岳人, 岡本敦, 土屋範芳

日本地質学会学術大会講演要旨　2006　100-100　2006年
出版者・発行元：日本地質学会
DOI： 10.14863/geosocabst.2006.0_100_2 　
O-180 三波川変成帯の鉱物脈微細組織からみた流体移動(21.変成岩とテクトニクス,口頭およびポスター発表,一般講演)

岡本敦, 菊池岳人, 土屋範芳

日本地質学会学術大会講演要旨　2006　133-133　2006年
出版者・発行元：日本地質学会
DOI： 10.14863/geosocabst.2006.0_133_1 　
O-199 微分熱力学的前進モデルの後退吸水変成作用への応用(21.変成岩とテクトニクス,口頭およびポスター発表,一般講演)

桑谷立, 鳥海光弘, 岡本敦, 片山郁夫

日本地質学会学術大会講演要旨　2006　142-142　2006年
出版者・発行元：日本地質学会
DOI： 10.14863/geosocabst.2006.0_142_2 　
P-81 マイクロブーディン法を用いた領家変成帯柳井地域(西南日本)の古応力解析 : 三波川変成帯が記録する古応力値との比較(12.岩石・鉱物の破壊と変形,口頭およびポスター発表,一般講演)

木村希生, 奥平敬元, 岡本敦, 増田俊明

日本地質学会学術大会講演要旨　2006　208-208　2006年
出版者・発行元：日本地質学会
DOI： 10.14863/geosocabst.2006.0_208_2 　
Rapid growth of garnet within a metamorphic vein inferred from misorientation angle porphyroblasts 査読有り

Atsushi Okamoto, Katsuyoshi Michibayashi

WATER DYNAMICS　833　167-+　2006年

ISSN：0094-243X
Progressive shape evolution of a mineral inclusion under differential stress at high temperature : Example of garnet inclusions within a granulite-facies quartzite from the Lützow-Holm Complex, East Antarctica

Okamoto Atsushi, Michibayashi Katsuyoshi

Journal of Geophysical Research　110　B11203　2005年11月4日
出版者・発行元： American Geophysical Union
DOI： 10.1029/2004JB003526 　

ISSN：0148-0227
Progress of actinolite-forming reactions in mafic schists during retrograde metamorphism: An example from the Sanbagawa metamorphic belt in central Shikoku, Japan 査読有り

A. Okamoto, M. Toriumi

Journal of Metamorphic Geology　23　(5)　335-356　2005年6月

DOI： 10.1111/j.1525-1314.2005.00580.x 　

ISSN：0263-4929
Volume holographic recording with spatial spread-spectrum multiplexing technique

T. Ito, A. Okamoto

Optics InfoBase Conference Papers　2005年
出版者・発行元： Optical Society of America (OSA)
DOI： 10.1364/isom_ods.2005.mp20 　

ISSN：2162-2701
Triaxial stress state deep in orogenic belts: An example from Turkey 査読有り

T. Masuda, S. Nakayama, N. Kimura, K. Onodera, A. Okamoto

Journal of Structural Geology　26　(12)　2203-2209　2004年12月

DOI： 10.1016/j.jsg.2004.06.005 　

ISSN：0191-8141
角閃石のギブス法解析

岡本敦

地學雜誌　113　(5)　587-599　2004年10月25日
出版者・発行元： Tokyo Geographical Society
DOI： 10.5026/jgeography.113.5_587 　

ISSN：0022-135X

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The differential thermodynamic method (Gibbs method) is applied to amphibole zonings in a metabasaltic system. A common mineral assemblage in metabasites (amphibole+epidote+ plagioclase+chlorite+quartz water) is analyzed in the system of SiO₂-Al₂O₃-Fe₂O₃-FeO-MgO-CaO-Na₂O-H₂O. Because the number of end-members of amphibole is larger than the degree of thermodynamic freedom, we can estimate pressure-temperature conditions solely from amphibole chemistries. Analyses for numerous amphiboles from Sanbagawa schists show stable P-T fields of calcic and subcalcic amphiboles, and reveal that typical zoning of the albitebiotite zone (barroisite-hornblende-actinolite) yields the decompression P-T path.<BR>The gibbs method analysis minimizes systematic uncertainty when choosing the equilibrium set of mineral compositions, because the compositionset of coexisting minerals are not needed for the analysis. On the other hand, the propagated random uncertainty for calculated dT and dP becomes larger, as the change of monitor parameter becomes larger. To obtain accurate P-T paths, an appropriate way of minimizing total uncertainty is requied.
Orientation contrast images of garnet in granulite-facies quartzite, Lutzow-Holm Complex, East Antarctica 査読有り

Michibayashi, K, Okamoto, A, Masuzawa, T, Kawakami, T, Ikeda, T, Yasuda, H

The Journal of the Geological Society of Japan　110　(3)　V-VI　2004年3月
出版者・発行元：日本地質学会
DOI： 10.5575/geosoc.110.3.V_VI 　

ISSN：0016-7630
O-223 塩基性片岩の後退変成反応の進行度(26. 変成岩とテクトニクス)

岡本敦

日本地質学会学術大会講演要旨　2004　137-137　2004年
出版者・発行元：日本地質学会
DOI： 10.14863/geosocabst.2004.abst.0_137_1 　
P-215 海洋地殻の沈み込みに伴う脱水変成作用の熱力学フォーワードモデルを用いた定量化(26. 変成岩とテクトニクス)

桑谷立, 岡本敦, 鳥海光弘

日本地質学会学術大会講演要旨　2004　267-267　2004年
出版者・発行元：日本地質学会
DOI： 10.14863/geosocabst.2004.abst.0_267_1 　
O-139 マイクロブーディン構造を用いて石英のべき乗流動則における応力べき指数を推定する試み(17. 岩石・鉱物の破壊と変形)

増田俊明, 仲山祥太郎, 木村希生, 釘宮康郎, 岡本敦

日本地質学会学術大会講演要旨　2004　95-95　2004年
出版者・発行元：日本地質学会
DOI： 10.14863/geosocabst.2004.abst.0_95_1 　
Optimal mixing properties of calcic and subcalcic amphiboles: Application of Gibbs' method to the Sanbagawa schists, SW Japan 査読有り

A. Okamoto, M. Toriumi

Contributions to Mineralogy and Petrology　146　(5)　529-545　2004年1月

DOI： 10.1007/s00410-003-0526-2 　

ISSN：0010-7999
P-162 ギブス法による温度圧力履歴解析の精度についての検討

岡本敦

日本地質学会学術大会講演要旨　2003　289-289　2003年
出版者・発行元：日本地質学会
DOI： 10.14863/geosocabst.2003.0_289_1 　
Application of differential thermodynamics (Gibbs' method) to amphibole zonings in the metabasic system 査読有り

Atsushi Okamoto, Mitsuhiro Toriumi

Contributions to Mineralogy and Petrology　141　(3)　268-286　2001年
出版者・発行元： Springer Verlag
DOI： 10.1007/s004100100242 　

ISSN：0010-7999

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MISC 77

Transient fluid flow recorded in the Crust-Mantle transition zone of the Oman Ophiolite

Kazuki Yoshida, Ryosuke Oyanagi, Masao Kimura, Oliver Plümper, Mayuko Fukuyama, Atsushi Okamoto

2023年5月15日

DOI： 10.5194/egusphere-egu23-8443 　
変成岩・火成岩の化学組成に対する機械学習の適用:定量的元素濃度変化量の推定による沈み込み帯流体流動の解明にむけて

松野哲士, 宇野正起, 岡本敦

日本地球化学会年会要旨集(Web)　70th　2023年
海洋プレートモホ面付近の含水延性剪断帯における鉱物と組織の多様性

夏目樹, 纐纈佑衣, 道林克禎, 岡本敦

日本地質学会学術大会(Web)　130th　2023年

ISSN： 2187-6665
Rapid fluid infiltration recorded in the brucite-rich reaction zone along the antigorite veins from the Oman ophiolite

Kazuki Yoshida, Atsushi Okamoto, Ryosuke Oyanagi, Masao Kimura

2022年3月27日
出版者・発行元： Copernicus {GmbH}
DOI： 10.5194/egusphere-egu22-3483 　
海洋底変質に伴う定量的な元素移動量とその支配パラメーター:北西太平洋と南太平洋の元素移動形態の相違

松野哲士, 宇野正起, 岡本敦

日本地質学会学術大会(Web)　129th　2022年

ISSN： 2187-6665
超深海海底の蛇紋岩から明らかにされた浅部前弧マントルにおける流体と炭素の循環プロセス

大柳良介, 大柳良介, 岡本敦, SATISH-KUMAR Madhusoodhan, 南雅代, 針金由美子, 道林克禎, 道林克禎

日本地球惑星科学連合大会予稿集(Web)　2022　2022年
三波川変成帯に記録された変成ステージごとのLILE移動度:原岩組成復元モデルの適用

松野哲士, 宇野正起, 岡本敦, 土屋載芳

日本鉱物科学会年会講演要旨(Web)　2021　2021年
高間隙流体圧下での古マントルウェッジ蛇紋岩体の破壊作用と深部スロー地震発生サイクルとの関連性

平内健一, 永田有里奈, 大柳良介, 岡本敦, 道林克禎

日本地質学会学術大会(Web)　128th　2021年

ISSN： 2187-6665
先三波川変成作用の高温場で形成された超臨界流体起源の多相包有物

吉田健太, 岡本敦, 丹羽尉博, 木村正雄, 大柳良介, 沢田輝, 仁木創太, 吉田一貴

日本地質学会学術大会講演要旨　2021　211　2021年
出版者・発行元：一般社団法人日本地質学会
DOI： 10.14863/geosocabst.2021.0_211 　

ISSN： 1348-3935

eISSN： 2187-6665

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含水ケイ酸塩メルト（hydrous silicate melt）と水流体（aqueous fluid）の不混和領域が消失する第二臨界終端点（SCEP）よりも高温高圧で存在する，いわゆる超臨界流体は，高い元素運搬能力を持っていることから沈み込み帯での物質移送媒体として注目されている[1]．SCEPはケイ酸塩メルトの組成，すなわち共存する岩石の組成によって温度圧力が変わり，高マグネシウム安山岩や堆積岩と水流体の共存下では700-800℃，2.5-3GPaの温度圧力条件が実験的に見積もられている[2]．天然試料からの超臨界流体の記載は，超高圧変成岩中に見られる多相固体包有物研究があり[3]，ケイ酸塩成分に富む超臨界流体が減圧減温の過程で含水鉱物を含む固相の組み合わせに変化している．本研究では，四国中央部の三波川変成帯エクロジャイト岩体から見出された先三波川変成作用の高温場（＞1000℃）の情報[4]を記録するチタン石中に，石英と共に包有される流体包有物を見出した．この流体包有物は，5μm程度の大きさで，チタン石中に石英の単相包有物と共に胚胎されており，石英単相包有物（Q型）と石英－流体包有物（QA型）は組織的に捕獲時期を区別することは出来ない． QA型包有物に含まれる流体はラマン分光により比較的塩濃度の高い（10mass％NaCl換算程度）水流体である事がわかったが，マイクロサーモメトリーによる成分・濃度決定はその小ささ故に出来なかった．また，ラマン分光では水以外の流体成分は検出されなかった．流体包有物の詳細な形態記載には，包有物を周囲の母相鉱物ごと集束イオンビーム（FIB）で切り出し，X線CTによる三次元観察を行うことが有効である[5]．本研究ではJAMSTEC横須賀本部設置のFIBでQA型包有物を円柱状に切り出し，高エネルギー加速器研究機構のビームラインAR-NW2Aを用いてX線CT撮影[6,7]を行った．包有物のCT観察の結果，QA型包有物中の石英は，土台となる石英部分の上に新たに成長してファセットを呈しているように見える突起部を2箇所有することがわかった．この突起部に関して，CT観察を行った試料を再度FIBで加工し，突起部を含む断面を露出させてカソードルミネッセンス（CL）観察を行った．結果，石英の土台部は明るく，突起部は相対的に暗いCL発光を呈することが分かった．またCLスペクトル観察では，土台部・突起部共に650nm近傍のピークが卓越するものの，突起部では490nm近傍の小さなピークが見られる事が分かった．これらCL発光の違いは，土台部と突起部が異なる条件下で晶出したことを強く示す．以上の観察からQ型包有物とQA型包有物がチタン石中に共存する産状は以下の形成過程で説明出来る．共存する石英と流体がチタン石の成長に伴い，あるものは石英のみの形（Q）で，あるものは石英と流体が一緒に（QA）捕獲される．その後，QA包有物中では流体中に溶けていたSiO2成分が晶出し，共存していた石英の上に成長して新たな結晶を作った． QA型包有物中の石英突起部と流体部の体積比をCT像から読み取り，水流体の密度を適当に仮定して流体の元の組成を推定すると重量比でSiO2を35～45％程度含む水流体となった．本研究で用いたチタン石が＞1000℃，約2.5GPaで形成されている[4]ことを踏まえると，水流体中に約40％のSiO2が含まれることは実験や熱力学的に予想されるSiO2-H2O系の臨界終端点[8]とも整合的である．本研究はKEK課題番号2019G569の成果を一部用いている． [1] Ni, H. et al. (2017) Earth-Science Review, 167, 62-71. [2] Kawamoto, T. et al. (2012) PNAS, 109, 18695-18700. [3] Ferrando, S. Chem.Geol., 223, 68-81. [4] Yoshida, K. et al. (2021) JpGU2021, SMP25-P17. [5] Yoshida, K. et al. (2016) Eur.J.Min. 25, 245-256. [6] Kimura, M. et al. (2019) Sci.Rep. 9, 19300. [7] Niwa, Y. et al. (2019) AIP Conf. Proc. 2054, 050003. [8] Hunt & Manning (2012) GCA, 86, 196-213.
機械学習を用いた玄武岩起源変成岩の原岩化学組成および物質移動量の推定

松野哲士, 宇野正起, 岡本敦, 土屋範芳

日本地球惑星科学連合大会予稿集(Web)　2020　2020年
マントルウェッジの炭酸塩化に伴う脱水反応,体積変化と元素移動

岡本敦, 大柳良介, 吉田一貴, 宇野正起, SATISH-KUMAR M.

日本鉱物科学会年会講演要旨(Web)　2020　2020年
超臨界地熱環境下におけるアモルファスシリカ粒子の形成と花崗岩き裂の透水性への影響

阿部光, 渡邉則昭, 中村謙吾, 岡本敦, 駒井武

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2020　2020年
AIによる超臨界地熱資源評価・掘削技術-AIによる資源量評価

石塚師也, 山谷祐介, 渡邉教弘, 岡本京祐, 村田泰章, 浅沼宏, 鈴木浩一, 小林洋介, 岡本敦, 鈴木杏奈, 茂木透, 北村圭吾, 梶原竜哉, 杉本健, 齋藤遼一

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2020　2020年
AIによる超臨界地熱資源評価技術

渡邉教弘, 山谷祐介, 岡本京祐, 村田泰章, 浅沼宏, 鈴木浩一, 小林洋介, 岡本敦, 鈴木杏奈, 茂木透, 石塚師也, 北村圭吾, 梶原竜哉, 杉本健, 斎藤遼一

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2019　2019年
多成分溶液の光散乱現象を用いた臨界点決定方法の実験的研究

平野伸夫, 大島悠太, 岡本敦, 土屋範芳

日本地球惑星科学連合大会予稿集(Web)　2019　ROMBUNNO.SCG58‐P04 (WEB ONLY)　2019年
機械学習を用いた地熱地域の温度構造推定手法の開発

石塚師也, 小林洋介, 宇郷翼, 鈴木浩一, 茂木透, 渡邉教弘, 山谷祐介, 岡本京祐, 村田泰章, 浅沼宏, 鈴木杏奈, 岡本敦, 土屋範芳, 北村圭吾, 梶原竜哉, 杉本健, 斎藤遼一

資源・素材(Web)　2019　ROMBUNNO.3K0701‐08‐05 (WEB ONLY)　2019年
数値シミュレーションと組み合わせた構造解析による蛇紋岩の形成メカニズム推定

宮澤美幸, 鈴木杏奈, 岡本敦, 清水浩之, 大林一平, 平岡裕章, 平岡裕章, 伊藤高敏

日本地質学会学術大会講演要旨　125th　116　2018年9月

ISSN： 1348-3935
海洋底蛇紋岩作用におけるSi交代作用の律速過程

大柳良介, 岡本敦, 土屋範芳

日本地質学会学術大会講演要旨　125th　51　2018年9月1日

ISSN： 1348-3935
超臨界条件の岩石‐水相互作用と斜長石の溶解・析出

岡本敦, 天谷宇志, 大柳良介, NURDIANA Astin, 土屋範芳

日本地質学会学術大会講演要旨　125th　114　2018年9月1日

ISSN： 1348-3935
CO₂地中貯留条件下における火山性砂岩の力学特性変化

服部晃己, 渡邉則昭, 岡本敦, 中村謙吾, 駒井武, 玉川哲也

石油技術協会誌　83　(4)　286　2018年7月

ISSN： 0370-9868
世界の超高温地熱システムの特徴

岡本京祐, 石橋琢也, 最首花恵, 山谷祐介, 柳澤教雄, 渡邉教弘, 浅沼宏, 茂木透, 石塚師也, 土屋範芳, 岡本敦, 長縄成実, 小川康雄, 藤光康宏, 北村圭吾, 梶原竜哉, 堀本誠記, 島田邦明

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2018　2018年
事例調査に基づく各国超臨界地熱システムのモデル化と比較

岡本京祐, 浅沼宏, 柳澤教雄, 山谷祐介, 渡邉教弘, 石橋琢也, 最首花恵, 茂木透, 石塚師也, 土屋範芳, 岡本敦, 長縄成実, 小川康雄, 藤光康宏, 北村圭吾, 梶原竜哉, 堀本誠記, 島田邦明

日本地球惑星科学連合大会予稿集(Web)　2018　2018年
高温延性花崗岩き裂における圧力溶解・自由表面溶解による透水性変化

斎藤耕平, 渡邉則昭, 岡本敦, 土屋範芳, 駒井武, 石橋琢也, 最首花恵, 渡邉教弘

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2018　2018年
CO₂地中貯留条件下における火山性砂岩の力学特性変化

服部晃己, 渡邉則昭, 岡本敦, 中村謙吾, 駒井武, 玉川哲也

石油技術協会特別講演会・春季講演会(シンポジウム・個人講演)要旨集　2018　2018年
逐次モンテカルロ法に基づく不均質反応ダイナミクスの推定

森本亮太, 桑谷立, 岡本敦, 福島孝治, 大森敏明

システム制御情報学会研究発表講演会講演論文集　61　5p　2017年5月23日
出版者・発行元：システム制御情報学会
亜臨界‐超臨界状態からの流体急減圧によるシリカ析出

天谷宇志, 岡本敦, 平野伸夫, 最首花恵, 土屋範芳

日本鉱物科学会年会講演要旨(Web)　2017　ROMBUNNO.S2‐07 (WEB ONLY)　2017年
減圧沸騰による岩石の破壊現象と弾性波速度変化

平野伸夫, 青島聡, 岡本敦, 土屋範芳

日本鉱物科学会年会講演要旨集　2016　29　2016年9月16日

ISSN： 1348-6543
鉱物の溶解析出から見積もられる沈み込み帯地震発生領域での鉱物脈形成に必要な流体量とその形成速度：延岡衝上断層の例

大坪誠, 最首花恵, 岡本敦, 宮川歩夢

日本地質学会学術大会講演要旨　2016　(0)　2016年
出版者・発行元：一般社団法人日本地質学会
ISSN： 1348-3935
蔵王火山で過去100年間に見られた活発化と現在の状況

後藤章夫, 土屋範芳, 平野伸夫, 渡邊隆広, 松中哲也, 久利美和, 宇野正起, 岡本敦, 中村謙吾, 町澄秋

日本地球惑星科学連合大会予稿集(Web)　2016　ROMBUNNO.SVC47‐P04 (WEB ONLY)　2016年
吸水反応における多結晶体の力学的応答―CaSO₄‐H₂O系における反応誘起応力・歪の実験的研究―

宇野正起, 増田俊太郎, 平野伸夫, 岡本敦, 土屋範芳

日本地球惑星科学連合大会予稿集(Web)　2016　ROMBUNNO.SCG63‐05 (WEB ONLY)　2016年
減圧沸騰環境下における岩石の破壊現象

平野伸夫, 青島聡, 岡本敦, 土屋範芳

日本鉱物科学会年会講演要旨集　2015　12　2015年9月18日

ISSN： 1348-6543
超臨界水熱環境下での減圧沸騰に伴う岩石破壊に関する実験的研究

青島聡, 平野伸夫, 岡本敦, 土屋範芳

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2015　A16　2015年
東北地方太平洋沖地震による津波堆積物の微量元素含量

山崎慎一, 渡邊隆広, 岡本敦, 平野伸夫, 山田亮一, 布原啓史, 土屋範芳

日本土壌肥料学会講演要旨集　60　(60)　252-252　2014年9月9日
出版者・発行元：一般社団法人日本土壌肥料学会
ISSN： 0288-5840
加速器質量分析法によるSND7ジオスライサー試料から採取した植物残渣の¹⁴C年代測定―仙台平野・津波堆積物の年代測定―

渡邊隆広, 細田憲弘, 土屋範芳, 中村俊夫, 澤井祐紀, 駒井武, 岡本敦, 平野伸夫, 奈良郁子

名古屋大学加速器質量分析計業績報告書　25　97-102　2014年3月
出版者・発行元：名古屋大学年代測定資料研究センター

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名古屋大学年代測定総合研究センターシンポジウム報告
地熱地帯の脆性-延性遷移近傍の岩石-水相互作用 (総特集陸上科学掘削の将来展望(1)2013年以降に向けた提言)

岡本敦, 最首花恵

月刊地球　36　(2)　63-67　2014年2月
出版者・発行元：海洋出版
ISSN： 0387-3498
高温高圧熱水環境下での減圧沸騰による岩石破壊現象の実験的検討

平野伸夫, 青島聡, 笠原尚也, 岡本敦, 土屋範芳

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2014　A04　2014年
仙台平野・静岡平野における津波堆積物の汚染評価と化学判別

渡邊隆広, 土屋範芳, 井上千弘, 北村晃寿, 駒井武, 山崎慎一, 山田亮一, 平野伸夫, 岡本敦, 細田憲弘, 奈良郁子

日本鉱物科学会年会講演要旨集　2013　20-20　2013年9月5日

ISSN： 1348-6543
分光計測を用いた(H₂O‐(CO₂)‐NaCl)系の臨界現象の観察と臨界点の決定

関口知寿, 平野伸夫, 岡本敦, 土屋範芳

日本鉱物科学会年会講演要旨集　2013　42-42　2013年9月5日

ISSN： 1348-6543
流体相変化による析出シリカ鉱物の産状とき裂間隙構造の発達プロセス

山田稜, 岡本敦, 最首花恵, 中村美千彦, 奥村聡, 佐々木理, 土屋範芳

日本鉱物科学会年会講演要旨集　2013　2013年

ISSN： 1348-6543
流体相変化に伴うシリカの沈殿挙動と鉱物脈形成

山田稜, 岡本敦, 最首花恵, 中村美千彦, 奥村聡, 佐々木理, 土屋範芳

日本地質学会学術大会講演要旨　120th　2013年

ISSN： 1348-3935
高温高圧熱水状態からの減圧沸騰による岩石鉱物き裂の発生

平野伸夫, 青島聡, 笠原尚也, 渡邉則明, 岡本敦, 土屋範芳

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2013　103　2013年
10 東北地方太平洋沖地震による津波堆積物の多量元素含量(東北支部講演会,2012年度各支部会)

山崎慎一, 渡邊隆広, 木村和彦, 岡本敦, 平野伸夫, 山田亮一, 布原啓史, 土屋範芳

日本土壌肥料学会講演要旨集　59　(0)　254-254　2013年
出版者・発行元：一般社団法人日本土壌肥料学会
DOI： 10.20710/dohikouen.59.0_254_1 　

ISSN： 0288-5840
分光計測による地殻流体の臨界現象と臨界点の観察に関する実験的研究

関口知寿, 平野伸夫, 岡本敦, 土屋範芳

日本鉱物科学会年会講演要旨集　2012　13-13　2012年9月15日
出版者・発行元：一般社団法人日本鉱物科学会
DOI： 10.14824/jakoka.2012.0_13 　

ISSN： 1348-6543

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本研究では臨界現象の観察と臨界点の決定を目的として，臨界点付近のH₂O, CO₂, C₂H₅OHの分光計測を行った．またH₂OとC₂H₅OHの場合，流体を透過する光の強度は臨界点付近において急激に減少した．どちらの試料流体も，透過光の強度が最小になるときの温度・圧力はそれぞれの流体の臨界点と一致した．H₂Oの臨界点の実験値は，374.0 - 375.7ºC，21.86 - 22.29 MPa (文献値: 374.15ºC，22.12 MPa)，C₂H₅OHの臨界点の実験値は，242.4 - 243.1ºC，6.04 - 6.11 MPa (文献値: 243.4ºC，6.14 MPa)となった．また，CO₂の臨界点の実験値は，31.8ºC，7.37 MPa (文献値: 31.04 ºC，7.37 MPa)となった．臨界温度および臨界圧力の実験値と文献値の誤差はそれぞれ最大で1.6°C，0.3 MPaであった．臨界点の実験値が文献値と比較的よく一致したことから，分光計測を用いた臨界点の測定方法は有効であるといえ，多成分地殻流体の臨界点の測定への応用が期待できる．
流体の減圧沸騰による岩石の破壊現象

土屋範芳, 山本啓司, 平野伸夫, 岡本敦

日本鉱物科学会年会講演要旨集　2012　10-10　2012年9月15日
出版者・発行元：一般社団法人日本鉱物科学会
DOI： 10.14824/jakoka.2012.0_10 　

ISSN： 1348-6543

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高度変成岩や，斑岩銅鉱床などにはしばしな組成温度領域でも脆性破壊を示す鉱物脈などを観察される．この原因を明らかにするために，流体を注入できるオートクレーブを用いて，熱水破壊実験を行い，流体と岩石の相互作用によって，塑性変形温度条件でも脆性破壊すること実験的に見いだした．特に，減圧によって注入流体が沸騰し，その結果，岩石から沸騰潜熱が奪われることによって，岩石に熱応力割れが生じる条件があることを見いだした．
東日本大震災の津波堆積物を用いた津波堆積物の地球化学的判別方法の開発

土屋範芳, 山崎慎一, 山田亮一, 平野伸夫, 岡本敦, 小川康正, 渡邊隆広

日本地質学会学術大会講演要旨　119th　155-298　2012年9月10日
出版者・発行元：一般社団法人日本地質学会
DOI： 10.14863/geosocabst.2012.0_298 　

ISSN： 1348-3935
東北地方太平洋沖地震による津波堆積物のヒ素とイオウの含量および過酸化水素処理によるpHの変化

山崎慎一, 渡邊隆広, 岡本敦, 平野伸夫, 山田亮一, 小川泰正, 布原啓史, 土屋範芳

日本土壌肥料学会講演要旨集　58　(58)　25-25　2012年9月4日
出版者・発行元：一般社団法人日本土壌肥料学会
ISSN： 0288-5840
東日本大震災被災地域の土壌の諸特性第1報津波堆積物の理化学性

山崎慎一, 小川泰正, 岡本敦, 平野伸夫, 山田亮一, 土屋範芳

日本土壌肥料学会講演要旨集　58　(58)　258-258　2012年9月4日
出版者・発行元：一般社団法人日本土壌肥料学会
ISSN： 0288-5840
GeoFlowによるマルチスケールフラクチャーネットワークの流体流動特性の評価と予測

石橋琢也, 渡邉則昭, 平野伸夫, 岡本敦, 土屋範芳

石油技術協会誌　77　(4)　292　2012年7月

ISSN： 0370-9868
マイクロブーディン解析による主応力軸方向の検証査読有り

西脇伸, 大森康智, 木村希生, 岡本敦, 佐津川貴子, 道林克禎, 増田俊明

日本地質学会学術大会講演要旨　2012　(0)　425-425　2012年
出版者・発行元：一般社団法人日本地質学会
DOI： 10.14863/geosocabst.2012.0_425 　
熱水環境下における流体の接触または相変化に伴う鉱物の破壊に関する実験的検討

平野伸夫, 山本啓司, 岡本敦, 渡邉則昭, 土屋範芳

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2012　94　2012年
3Dチャネリングフローのモデリング手法とフィールドスケールへの拡張

石橋琢也, 渡邉則昭, 平野伸夫, 岡本敦, 土屋範芳, 玉川哲也

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2012　106　2012年
分光計測を用いた地熱流体の臨界点計測に関する基礎的研究

関口知寿, 平野伸夫, 岡本敦, 土屋範芳

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2012　30　2012年
微細流路内のNaCl析出に伴う結晶成長力のその場観察

岡本敦, 関根孝太郎

日本鉱物科学会年会講演要旨集　2011　51-51　2011年9月5日

ISSN： 1348-6543
ペグマタイト岩脈の貫入による加水作用 : 東南極, セール・ロンダーネ山地での例

土屋範芳, 石川正弘, Kumar Satish, 河上哲生, Grantham Geoff, 目黒雄一, 岡本敦

日本鉱物科学会年会講演要旨集　2011　9-9　2011年9月5日
出版者・発行元：一般社団法人日本鉱物科学会
DOI： 10.14824/jakoka.2011.0.9.0 　

ISSN： 1348-6543

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東南極、セール・ロンダーネ山地で観察されるペグマタイト岩脈の貫入に触発された地殻の破壊現象とそれに伴う流体の浸透のついて検討を行った。研究方法として、野外観察、流体包有物の充填温度と塩濃度により流体の温度圧力推定、変成鉱物の加水作等である。これらの結果、マグマ貫入による流体の地殻への付加は、拡散よりも貫入岩脈の形成に伴うマイククラックの形成に強く支配されていることが明らかとなった。
東日本大震災の津波堆積物の性質とリスク評価(第一報)

土屋範芳, 山崎慎一, 山田亮一, 平野伸夫, 岡本敦, 小川康正, 渡邊隆広

日本地質学会学術大会講演要旨　118th　144　2011年9月5日

DOI： 10.14863/geosocabst.2011.0.311.0 　

ISSN： 1348-3935
封圧下におけるフラクチャー内流体流動のマルチスケールモデリング

石橋琢也, 渡邉則昭, 平野伸夫, 岡本敦, 土屋範芳

石油技術協会誌　76　(4)　358　2011年7月

ISSN： 0370-9868
高温岩石への高温流体接触によるブレッチャ形成の可能性とその応用

平野伸夫, 山本啓司, 岡本敦, 土屋範芳

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2011　86　2011年
二次元フラクタル則による岩石き裂内流体流動モデルのスケールアップ

石橋琢也, 渡邉則昭, 平野伸夫, 岡本敦, 土屋範芳

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2011　54　2011年
花崗岩フラクチャーの間隙構造における寸法依存性の評価

石橋琢也, 渡邉則昭, 平野伸夫, 岡本敦, 土屋範芳

石油技術協会誌　75　(4)　314-315　2010年7月

ISSN： 0370-9868
シリカ鉱物析出反応速度とき裂の閉塞プロセス

最首花恵, 岡本敦, 平野伸夫, 土屋範芳

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2010　43　2010年
奥奥八九朗温泉における炭酸塩堆積物形成の実験的検討

平野伸夫, 竹之下愛, 山田亮一, 岡本敦, 土屋範芳

日本鉱物科学会年会講演要旨集　2010　55-55　2010年

DOI： 10.14824/jakoka.2010.0.55.0 　

ISSN： 1348-6543
温泉水からの炭酸塩シンター形成の実験的検討―秋田県奥奥八九朗温泉を例として―

平野伸夫, 竹之下愛, 岡本敦, 土屋範芳, 山田亮一

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2010　71　2010年
地熱を利用した硫化鉱物脱硫の水熱反応システム

雪下隼, 土屋範芳, 平野伸夫, 岡本敦

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2010　46　2010年
熱水条件下での石英フラクチャリングに関する実験的検討

山本啓司, 平野伸夫, 岡本敦, 土屋範芳

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2010　37　2010年
鉱物‐流体界面における二酸化炭素の分子挙動

土屋範芳, 古川俊輔, 平野伸夫, 岡本敦

日本鉱物科学会年会講演要旨集　2010　54　2010年

DOI： 10.14824/jakoka.2010.0.54.0 　

ISSN： 1348-6543
三次元チャネリングフロー解析のためのDFNモデルシミュレータ“GeoFlow”の開発

石橋琢也, 渡邉則昭, 平野伸夫, 岡本敦, 土屋範芳

石油技術協会誌　74　(5)　507-508　2009年9月

ISSN： 0370-9868
水熱反応によるシリカ鉱物析出様式と組織発達

岡本敦, 最首花恵, 平野伸夫, 土屋範芳

日本地質学会学術大会講演要旨　116th　139　2009年9月1日

ISSN： 1348-3935
地殻流体からのシリカ鉱物析出速度

最首花恵, 岡本敦, 平野伸夫, 土屋範芳

日本地質学会学術大会講演要旨　116th　263　2009年9月1日

DOI： 10.14863/geosocabst.2009.0.512.0 　

ISSN： 1348-3935
三次元チャネリングフロー解析のためのDFNモデルシミュレータ“GeoFlow”の開発

石橋琢也, 渡邉則昭, 平野伸夫, 岡本敦, 土屋範芳

石油技術協会誌　74　(4)　370　2009年7月

ISSN： 0370-9868
O-215 三波川変成帯の方解石を含む鉱物脈の同位体組成からみた流体移動(24.深成岩及び変成岩,口頭発表,一般講演)

諸橋啓介, 岡本敦, Mudhusoodhan Satish-Kumar, 土屋範芳

日本地質学会学術大会講演要旨　115　138-138　2008年9月15日
出版者・発行元：日本地質学会
O-139 差応力値の比較 : マイクロブーディン法-方解石双晶法-再結晶粒径法(17.岩石・鉱物の破壊と変形,口頭発表,一般講演)

増田俊明, 三宅智也, 岡本敦

日本地質学会学術大会講演要旨　115　101-101　2008年9月15日
出版者・発行元：日本地質学会
S-59 日高高度変成岩中に見いだされる脆性破壊鉱物充填脈((7)内陸地震の震源下限深度における岩石-流体相互作用 : 地質時代のブライトレイヤーから読み解く地殻内流体の挙動,口頭発表,シンポジウム)

土屋範芳, 田辺寛, 岡本敦

日本地質学会学術大会講演要旨　114　31-31　2007年9月1日
出版者・発行元：日本地質学会
P-94 蛇紋岩を伴う反応帯中に産する緑泥石の結晶構造と変形組織との関係(13.岩石・鉱物の破壊と変形,ポスター発表,一般講演)

亀田純, 岡本敦, 川端訓代

日本地質学会学術大会講演要旨　114　262-262　2007年9月1日
出版者・発行元：日本地質学会
流通式反応器を用いた石英の溶解・析出実験

岡本敦, 平野伸夫, 渡辺則昭, 土屋範芳

日本地質学会学術大会講演要旨　114th　298-298　2007年9月1日
出版者・発行元：日本地質学会
DOI： 10.14863/geosocabst.2007.0.584.0 　

ISSN： 1348-3935
Misorientations of garnet aggregate within a vein: An example from Sanbagawa metamorphic belt, Japan 査読有り

Okamoto, A., Michibayashi, K.

Journal of Metamorphic Geology　24　(5)　353-366　2006年6月

DOI： 10.1111/j.1525-1314.2006.00642.x 　

ISSN： 0263-4929 1525-1314
一の目潟カンラン岩ゼノリスの微細構造と地震波特性

佐津川貴子, 道林克禎, 阿部なつ江, 岡本敦

日本地質学会学術大会講演要旨　113th　2006年

ISSN： 1348-3935
Progressive shape evolution of a mineral inclusion under differential stress at high temperature: Example of garnet inclusions within a granulite-facies quartzite from the Lutzow-Holm Complex, East Antarctica 査読有り

Okamoto A, Michibayashi K

JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SOLID EARTH　110　(B11)　1-16　2005年11月4日

DOI： 10.1029/2004JB003526 　

ISSN： 2169-9313

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書籍等出版物 1

沈み込み帯の含水マントルの炭酸塩化作用ー自己促進的な反応ー破壊カップリング現象ー

岡本敦

月刊地球「スロー地震に関する地質学的・実験的・地震学的研究の連携と進展」　2022年

講演・口頭発表等 46

機械学習を用いた地熱地域の温度構造推定手法の開発

石塚師也, 小林洋介, 宇郷翼, 鈴木浩一, 茂木透, 渡邉教弘, 山谷祐介, 岡本京祐, 村田泰章, 浅沼宏, 鈴木杏奈, 岡本敦, 土屋範芳, 北村圭吾, 梶原竜哉, 杉本健, 斎藤遼一

資源・素材(Web)　2019年
多成分溶液の光散乱現象を用いた臨界点決定方法の実験的研究

平野伸夫, 大島悠太, 岡本敦, 土屋範芳

日本地球惑星科学連合大会予稿集(Web)　2019年
超臨界条件の水—岩石相互作用の理解のための熱力学データ構築の試み

岡本敦, 大柳良介, 天谷宇志, 土屋範芳

日本地熱学会　2018年11月16日
超臨界条件の岩石—水相互作用と斜長石の溶解・析出

岡本敦, 天谷宇志, 大柳良介, Astin Nurdiana, 土屋範芳

日本地球惑星科学連合大会　2018年9月7日
超臨界条件の岩石‐水相互作用と斜長石の溶解・析出

岡本敦, 天谷宇志, 大柳良介, NURDIANA Astin, 土屋範芳

日本地質学会学術大会講演要旨　2018年9月1日
海洋底蛇紋岩作用におけるSi交代作用の律速過程

大柳良介, 岡本敦, 土屋範芳

日本地質学会学術大会講演要旨　2018年9月1日
数値シミュレーションと組み合わせた構造解析による蛇紋岩の形成メカニズム推定

宮澤美幸, 鈴木杏奈, 岡本敦, 清水浩之, 大林一平, 平岡裕章, 平岡裕章, 伊藤高敏

日本地質学会学術大会講演要旨　2018年9月
CO₂地中貯留条件下における火山性砂岩の力学特性変化

服部晃己, 渡邉則昭, 岡本敦, 中村謙吾, 駒井武, 玉川哲也

石油技術協会誌　2018年7月
岩石―水反応の理解に向けた水熱実験とデータ駆動型アプローチ

岡本敦, 桑谷立, 土屋範芳

日本地球惑星科学連合大会　2018年5月22日
地熱地帯の超臨界条件下の岩石ー水相互作用と熱水変成作用の理解に向けて

岡本敦, 根津悠介, 天谷宇志, 土屋範芳

日本地質学会　2018年5月21日
Silica nanoparticles produced by flash vaporization and their rapid diagenesis in hydrothermal fluids 国際会議

岡本敦

Europe GeoScience Union　2018年4月10日
Some unsolved problems on supercritical water – rock interaction 国際会議

岡本敦

International Symposium on Water Dynamics　2018年3月16日
亜臨界‐超臨界状態からの流体急減圧によるシリカ析出

天谷宇志, 岡本敦, 平野伸夫, 最首花恵, 土屋範芳

日本鉱物科学会年会講演要旨(Web)　2017年
減圧沸騰による岩石の破壊現象と弾性波速度変化

平野伸夫, 青島聡, 岡本敦, 土屋範芳

日本鉱物科学会年会講演要旨集　2016年9月16日
吸水反応における多結晶体の力学的応答―CaSO₄‐H₂O系における反応誘起応力・歪の実験的研究―

宇野正起, 増田俊太郎, 平野伸夫, 岡本敦, 土屋範芳

日本地球惑星科学連合大会予稿集(Web)　2016年
蔵王火山で過去100年間に見られた活発化と現在の状況

後藤章夫, 土屋範芳, 平野伸夫, 渡邊隆広, 松中哲也, 久利美和, 宇野正起, 岡本敦, 中村謙吾, 町澄秋

日本地球惑星科学連合大会予稿集(Web)　2016年
鉱物の溶解析出から見積もられる沈み込み帯地震発生領域での鉱物脈形成に必要な流体量とその形成速度：延岡衝上断層の例

大坪誠, 最首花恵, 岡本敦, 宮川歩夢

日本地質学会学術大会講演要旨　2016年
減圧沸騰環境下における岩石の破壊現象

平野伸夫, 青島聡, 岡本敦, 土屋範芳

日本鉱物科学会年会講演要旨集　2015年9月18日
超臨界水熱環境下での減圧沸騰に伴う岩石破壊に関する実験的研究

青島聡, 平野伸夫, 岡本敦, 土屋範芳

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2015年
東北地方太平洋沖地震による津波堆積物の微量元素含量

山崎慎一, 渡邊隆広, 岡本敦, 平野伸夫, 山田亮一, 布原啓史, 土屋範芳

日本土壌肥料学会講演要旨集　2014年9月9日
加速器質量分析法によるSND7ジオスライサー試料から採取した植物残渣の¹⁴C年代測定―仙台平野・津波堆積物の年代測定―

渡邊隆広, 細田憲弘, 土屋範芳, 中村俊夫, 澤井祐紀, 駒井武, 岡本敦, 平野伸夫, 奈良郁子

名古屋大学加速器質量分析計業績報告書　2014年3月
高温高圧熱水環境下での減圧沸騰による岩石破壊現象の実験的検討

平野伸夫, 青島聡, 笠原尚也, 岡本敦, 土屋範芳

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2014年
分光計測を用いた(H₂O‐(CO₂)‐NaCl)系の臨界現象の観察と臨界点の決定

関口知寿, 平野伸夫, 岡本敦, 土屋範芳

日本鉱物科学会年会講演要旨集　2013年9月5日
仙台平野・静岡平野における津波堆積物の汚染評価と化学判別

渡邊隆広, 土屋範芳, 井上千弘, 北村晃寿, 駒井武, 山崎慎一, 山田亮一, 平野伸夫, 岡本敦, 細田憲弘, 奈良郁子

日本鉱物科学会年会講演要旨集　2013年9月5日
10 東北地方太平洋沖地震による津波堆積物の多量元素含量(東北支部講演会,2012年度各支部会)

山崎慎一, 渡邊隆広, 木村和彦, 岡本敦, 平野伸夫, 山田亮一, 布原啓史, 土屋範芳

日本土壌肥料学会講演要旨集　2013年
高温高圧熱水状態からの減圧沸騰による岩石鉱物き裂の発生

平野伸夫, 青島聡, 笠原尚也, 渡邉則明, 岡本敦, 土屋範芳

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2013年
流体の減圧沸騰による岩石の破壊現象

土屋範芳, 山本啓司, 平野伸夫, 岡本敦

日本鉱物科学会年会講演要旨集　2012年9月15日
分光計測による地殻流体の臨界現象と臨界点の観察に関する実験的研究

関口知寿, 平野伸夫, 岡本敦, 土屋範芳

日本鉱物科学会年会講演要旨集　2012年9月15日
東日本大震災の津波堆積物を用いた津波堆積物の地球化学的判別方法の開発

土屋範芳, 山崎慎一, 山田亮一, 平野伸夫, 岡本敦, 小川康正, 渡邊隆広

日本地質学会学術大会講演要旨　2012年9月10日
東日本大震災被災地域の土壌の諸特性第1報津波堆積物の理化学性

山崎慎一, 小川泰正, 岡本敦, 平野伸夫, 山田亮一, 土屋範芳

日本土壌肥料学会講演要旨集　2012年9月4日
東北地方太平洋沖地震による津波堆積物のヒ素とイオウの含量および過酸化水素処理によるpHの変化

山崎慎一, 渡邊隆広, 岡本敦, 平野伸夫, 山田亮一, 小川泰正, 布原啓史, 土屋範芳

日本土壌肥料学会講演要旨集　2012年9月4日
GeoFlowによるマルチスケールフラクチャーネットワークの流体流動特性の評価と予測

石橋琢也, 渡邉則昭, 平野伸夫, 岡本敦, 土屋範芳

石油技術協会誌　2012年7月
分光計測を用いた地熱流体の臨界点計測に関する基礎的研究

関口知寿, 平野伸夫, 岡本敦, 土屋範芳

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2012年
3Dチャネリングフローのモデリング手法とフィールドスケールへの拡張

石橋琢也, 渡邉則昭, 平野伸夫, 岡本敦, 土屋範芳, 玉川哲也

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2012年
熱水環境下における流体の接触または相変化に伴う鉱物の破壊に関する実験的検討

平野伸夫, 山本啓司, 岡本敦, 渡邉則昭, 土屋範芳

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2012年
東日本大震災の津波堆積物の性質とリスク評価(第一報)

土屋範芳, 山崎慎一, 山田亮一, 平野伸夫, 岡本敦, 小川康正, 渡邊隆広

日本地質学会学術大会講演要旨　2011年9月5日
ペグマタイト岩脈の貫入による加水作用 : 東南極, セール・ロンダーネ山地での例

土屋範芳, 石川正弘, Kumar Satish, 河上哲生, Grantham Geoff, 目黒雄一, 岡本敦

日本鉱物科学会年会講演要旨集　2011年9月5日

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東南極、セール・ロンダーネ山地で観察されるペグマタイト岩脈の貫入に触発された地殻の破壊現象とそれに伴う流体の浸透のついて検討を行った。研究方法として、野外観察、流体包有物の充填温度と塩濃度により流体の温度圧力推定、変成鉱物の加水作等である。これらの結果、マグマ貫入による流体の地殻への付加は、拡散よりも貫入岩脈の形成に伴うマイククラックの形成に強く支配されていることが明らかとなった。
封圧下におけるフラクチャー内流体流動のマルチスケールモデリング

石橋琢也, 渡邉則昭, 平野伸夫, 岡本敦, 土屋範芳

石油技術協会誌　2011年7月
二次元フラクタル則による岩石き裂内流体流動モデルのスケールアップ

石橋琢也, 渡邉則昭, 平野伸夫, 岡本敦, 土屋範芳

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2011年
高温岩石への高温流体接触によるブレッチャ形成の可能性とその応用

平野伸夫, 山本啓司, 岡本敦, 土屋範芳

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2011年
花崗岩フラクチャーの間隙構造における寸法依存性の評価

石橋琢也, 渡邉則昭, 平野伸夫, 岡本敦, 土屋範芳

石油技術協会誌　2010年7月
熱水条件下での石英フラクチャリングに関する実験的検討

山本啓司, 平野伸夫, 岡本敦, 土屋範芳

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2010年
地熱を利用した硫化鉱物脱硫の水熱反応システム

雪下隼, 土屋範芳, 平野伸夫, 岡本敦

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2010年
温泉水からの炭酸塩シンター形成の実験的検討―秋田県奥奥八九朗温泉を例として―

平野伸夫, 竹之下愛, 岡本敦, 土屋範芳, 山田亮一

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2010年
奥奥八九朗温泉における炭酸塩堆積物形成の実験的検討

平野伸夫, 竹之下愛, 山田亮一, 岡本敦, 土屋範芳

日本鉱物科学会年会講演要旨集　2010年
シリカ鉱物析出反応速度とき裂の閉塞プロセス

最首花恵, 岡本敦, 平野伸夫, 土屋範芳

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2010年

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共同研究・競争的資金等の研究課題 31

データ記述科学を用いた材料解析とそのイノベーション展開

木村正雄, 武市泰男, 稲田康宏, 赤木和人, 岡本敦

2022年6月16日～ 2027年3月31日

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本課題では、(1)材料中の組織や化学状態のX線分光顕微鏡による解明、 (2)得られた多次元データの高次元可視化、 (3)様々な物性値の‘かたち’やその‘うごき’の観点から、材料の機能発現や機能劣化の起点（＝“trigger sites”）を特定する数理的アプローチの開発、を進める。今年度は、社会インフラ構造材料の劣化・破壊、およびエネルギー関連材料(電池)の機能発現に加えて、新たな展開領域として地球科学分野の反応解析、を追加した。それぞれの分野での進捗は下記の通り。・航空機用の構造材料である炭素繊維強化プラスチック（CFRP）について、2022年度に確立した放射光X線顕微鏡による観察を進め、亀裂の発生・進展挙動の最大の支配因子である炭素繊維の配列について、パーシステントホモロジーを用いた位相的データ解析による定量化が可能であることを見いだした。さらに亀裂の‘かたち’とその‘うごき’そのものの数理的記述法についても検討をすすめた。・化学状態をマッピングするための硬X線分光顕微鏡の空間分解能を1/10に高度化することに成功し、鉄鉱石（Fe-Ca-Oの複合酸化物）の還元に伴う変化を観察するのに必要な高空間分解能化を実現した。・X線分光顕微鏡を用いて充放電サイクル中のリチウムイオン電池の活物質内の充電相、放電相の‘かたち’の変化をパーシステントホモロジーを用いた位相的データ解析により定量化が可能であることを見いだし、化学種（リチウム）と電子の移動による電気化学反応メカニズムについて検討を進めた。・海洋底岩石圏の鉱物の生成反応について、様々なX線顕微鏡を用いて化学反応に伴う特徴的な鉱物組織の変化の可視化に成功し、それが過去に起こった反応のメカニズム推定に有力な新情報を提供可能であることを確認した。
沈み込み帯のCO2流体の発生とマントル炭酸塩化の実態

岡本敦, 平内健一, 武藤潤, M Satish‐Kumar, 宇野正起, 渡邉則昭

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (S)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (S)

研究機関：Tohoku University

2022年4月27日～ 2027年3月31日

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天然の蛇紋岩体の解析、室内実験、数値モデリングについてそれぞれ研究を進めきた。オマーンオフィオライトの高温型蛇紋石（アンチゴライト）の脈について物資移動解析を行い、この鉱物脈がマントルウェッジでの短期間、かつ高速の流体移動であることを明らかにし、スロー地震の時間スケールとの比較を行った（Yoshida, Okamoto et al., 2023, Sci Adv）。三波川帯の樋口蛇紋岩体について、炭酸塩脈の姿勢をもとに応力逆解析を行い、高い間隙水圧のもと、主応力方向の入れ替わりが起こったことを明らかにしつつある。マントルウェッジ条件での地殻―マントル境界の反応実験を系統的に進め、含水マントルと無水マントルではH2O-CO2流体による反応の亀裂パターンが異なること、時間と共に溶液のCO2濃度が変化するために、マグネサイト＋石英からマグネサイト＋滑石に変化することを明らかにした。一方、低圧での反応―透水実験により、MgOの加水膨張反応に伴う体積変化、軸圧、浸透率の変化の精密モニタリングに成功し、出発物質の空隙率が小さい時に反応誘起破壊が起こり、特徴的な浸透率増大が起こることを明らかにした。また、天然の蛇紋岩の反応実験においても、ブルース石の選択的反応により亀裂が生じることを見出した。キレート剤を用いた実験により、MgやCaを含むマントル構成鉱物（特にかんらん石）の選択的溶解が促進されることを明らかにし、炭酸塩化技術に展開とを検討している。典型的な沈み込み帯（東北日本、西南日本）に沿って、炭素を入れた系での交代作用についての地化学計算を実施し、沈み込み帯によるマントルの炭酸塩化と滑石形成量の違いを明らかにしつつある。離散要素法のシミュレーションにより、マントルウェッジの応力場によって亀裂形成、および流体流動パターンが変化することを明らかにしている。
島弧における流体圧・透水率の時空間変動ダイナミズムの解明

宇野正起, 岡本敦

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2022年4月1日～ 2027年3月31日

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本年度は，昨年度末に納入した高温高圧反応透水試験器を立ち上げ，地震発生帯相当条件でのシリカ脈析出実験に成功した．具体的には，熱き裂を入れた直径約6 mm, 長さ約12 mmの花崗岩コアを反応透水試験器内に封入し，封圧100 MPaあるいは75 MPa，上流圧50 MPa，下流圧0 MPa(気相条件)あるいは8 MPa(液相条件), 温度200℃および300℃にて反応透水実験を行った．その結果，200℃ 下流液相条件では析出がほとんど無かったものの，下流気相条件では試料下流端面に析出が生じ浸透率の変化は無かった．一方，300℃下流気相条件では顕著な析出が生じ，浸透率が振動しながら2桁以上減少した．また，300℃下流気相条件下では，試料下流部に流路に垂直な方向にき裂が生じ，シリカで充填されたシリカ脈が形成された．これは，地震発生帯相当の封圧条件下で室内実験で形成された初めてのシリカ脈である．実験データよりシリカ脈形成により浸透率変動が起きていることが示唆され，地震発生帯におけるき裂閉塞と流体圧増加の時間スケールを制約する重要な実験データを得ることができた．また，高圧変成岩である三波川変成帯では泥質片岩／玄武岩質片岩境界での詳細な地質調査，サンプリング，および地化学組成分析，鉱物組成分析をおこない，岩相境界が選択的な流路になっていることが明らかになってきた．岩相境界および各岩相内部における流体移動の時間スケールや流速などの水理学的な解析に必要な岩石学・地化学データを取得することができた．東南極セール・ロンダーネ山地の高温変成岩中の花崗岩質岩脈については，岩脈および派生する熱水脈のサイズ分布，含水量から岩脈貫入によるマグニチュードを解析し，岩脈の活動継続時間とマグニチュードが，火山下の深部低周波地震の継続時間やマグニチュードと一致することを示した．
島弧における流体圧・透水率の時空間変動ダイナミズムの解明

宇野正起, 岡本敦

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2022年4月1日～ 2027年3月31日

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本年度は，100MPa, 500℃を超える条件下で実験可能な反応透水試験器を開発し，納品することができた．200MPa, 700℃での動作を確認済みである．これは岩石に流体を流しながら反応させる反応透水試験器としては世界でも類をみない高温高圧の試験器である．本装置は来年度立ち上げを行う．また，自然界の岩石ー流体反応帯からは，流体フラックスを制約するとともにそれが誘起しうる地震モーメントを見積り，鉱物脈（角閃石脈）の流体活動時間と誘起される地震モーメントの関係が，スロー地震の継続時間-地震モーメントのスケーリング則に載ることを示した．これは，変成反応条件の鉱物脈が，スロー地震と関係しうることを定量的に示した稀有な例である．さらに，東南極セール・ロンダーネ山地の高温変成岩中の花崗岩質岩脈群について，露頭観察からその破壊モードを明らかにするとともに，岩脈周囲の反応帯中の塩素濃度分布を反応輸送解析することで流体活動時間を制約し，岩脈の方位データの統計解析から応力場および流体圧を決定した．これらの結果より，岩脈および派生する鉱物脈の生成条件が深度20-30kmであること，その流体活動時間が高々100時間程度と短時間であること，岩脈の破壊モードは引張せん断であることを明らかにした．これは，火山下の深部低周波地震の発生震度，継続時間，破壊モードとよく一致しており，火山下の深部低周波地震の物質科学的な実態を明らかにしつつある．
海底熱水噴出孔の累帯構造発達に伴う熱電変換機能の発現

岡本敦, 野崎達生, 佐藤義倫

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

研究機関：Tohoku University

2024年6月28日～ 2026年3月31日
石英脈は地震発生帯の流体圧変動を記録するか？-人工石英脈からの検証-

岡本敦

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

研究機関：Tohoku University

2024年4月1日～ 2026年3月31日
自己促進反応による加速度的CO2鉱物固定メカニズムの解明

宇野正起, 岡本敦

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

研究機関：Tohoku University

2022年6月30日～ 2025年3月31日

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本年度はペリクレース(Mg0)およびペリクレースを吸水させて生成したブルース石（Mg(OH)2)を用いた反応透水実験，および天然のブルース石に富む蛇紋岩，および通常の蛇紋岩のバッチ式反応実験をおこなった．反応透水実験では封圧20MPa，流体圧約10MPa,200℃の条件下で超臨界CO2を試料に注入した．その結果，無水状態（MgO）では反応はほとんど進まないのに対して，含水状態(Mg(OH)2)では劇的に反応が加速しマグネサイト(MgCO3)が生成することが明らかになった．また，含水状態(Mg(OH)2)では，反応により固相の体積が増加し空隙が減少したにも関わらず，透水性が反応とともに向上する傾向がみられた．これは，ブルース石(Mg(OH)2)の空隙サイズが1 um以下と小さいのに対して，反応後のマグネサイト(MgCO3)は粗粒であり空隙サイズが10 um以上と大きくなっていることが原因と考察された．さらに，含水部分であるブルース石の分布が不均一であるサンプルでは，ブルース石が選択的に炭酸塩化することにより亀裂が生成し，透水性が向上することが明らかになった．バッチ式反応実験では，試料を90-200℃において，10 MPa CO2飽和水および蒸気圧下の1M NaHCO3水溶液と反応させた．その結果，NaHCO3水溶液では高温ほど反応量が増加すること，CO2飽和水では高温ほどブルース石の溶解が抑制され蛇紋石の反応性が向上することが明らかになった．さらにNaHCO3水溶液では，150℃および200℃において顕著な巨視的な亀裂生成が観察された．これは蛇紋岩の炭酸塩化反応実験で，明瞭な巨視的な亀裂を生成した初めての報告である．試料の詳細な解析により蛇紋岩の炭酸塩化における亀裂生成プロセスが明らかになりつつある．
物質の多様性と続成作用を考慮した沈み込み帯における断層摩擦の統一的理解

山口飛鳥, 矢部優, 岡本敦, 岡崎啓史

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：The University of Tokyo

2021年4月1日～ 2025年3月31日

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１）日本海溝および南海トラフの調査航海に乗船し、沈み込み出発物質および付加体・前弧海盆構成物質の試料採取と物性測定・化学組成測定を行った。2022年度までの調査航海および砂箱実験の結果と併せて、南海トラフにおける付加体および前弧海盆発達過程の復元を行った。２）スロー地震の陸上アナログとして提案されている、プレート境界深部で生成されたと考えられる石英脈濃集帯について，その破壊と励起される地震波形についてモデル化を行った。その結果、地球物理学的に観測される微動などと定量的に一致する特徴が得られ、石英脈濃集帯がスロー地震の痕跡であるさらなる証拠を提示した。３）沈み込みに伴う続成作用が堆積物の摩擦特性に与える影響について、日本海溝から採取された堆積物試料を用いた摩擦実験を行った。堆積物試料を封圧150MPa、間隙水圧100MPa、温度61度で10分から1週間煮込んだところ、煮込み時間が増えるにつれて摩擦挙動が速度強化から速度弱化に遷移する結果が得られた。これは煮込み時間の増加につれて、圧密と膠結作用が進んだためと見られる。４）沈み込み帯のマントルウェッジ深度における地殻/マントル境界を天然、実験、地化学計算から検討し、西南日本のような暖かい沈み込み帯において、地殻からマントルのSi輸送による滑石の形成に加えて、マントルから地殻へのMgの輸送により緑泥石化が起こることを明らかにした。また、CO２流体が滑石形成に大きな影響を与えることを明らかにしつつある。
物質の多様性と続成作用を考慮した沈み込み帯における断層摩擦の統一的理解

山口飛鳥, 岡崎啓史, 岡本敦, 矢部優

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：The University of Tokyo

2021年4月1日～ 2025年3月31日

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2022年度は以下の研究を行った。１）昨年度から引き続き、南海トラフ付加体における圧密過程について検討を進め，論文をJGR誌に出版した。底面摩擦およびプレート上面形状をさまざまに変化させた条件での沈み込み帯のアナログモデル実験（砂箱実験）を行った。実験結果のDIC解析・CT画像解析を行い、プレート境界の摩擦不均一・断層形状がマクロな付加体の変形とミクロな断層挙動に与える影響を評価した。海山沈み込みを模した実験では、海山表面の摩擦が付加体の斜面形状に大きく影響していることが判明し、Tectonophysics誌に論文を公表した。２）過去にスロー地震が発生した痕跡とされる石英脈濃集帯が報告されている宮崎県槇峰地域に隣接する大分県佐伯・蒲江地域において露頭の調査を行い，石英脈濃集帯の分布を調査した、さらに，石英脈濃集帯が放出する地震波のモデル化について検討を行った。四万十帯・美濃帯から採取した断層岩試料の変形機構解明・レオロジー的理解のためにX線分析・結晶方位解析を行った。微小部蛍光X線分析装置を東京大学大気海洋研究所に導入し、分析のための環境設定を行った。３）2021年度に行った変質玄武岩を用いた摩擦実験の結果についてJGR Solid Earth誌に論文を公表した。沈み込み帯海洋プレート上の堆積物の摩擦特性に与える続成作用影響について、高温高圧摩擦実験により調べた。その結果比較的低温（~60-130℃）で数日-１週間続成作用を継続させるだけで堆積物の摩擦特性が速度強化から速度弱化へ遷移することを確認した。追加実験と回収試料の微細組織観察について引き続き実施中である。４）マントル岩石中の蛇紋岩脈周辺の反応帯を解析することにより、沈み込み帯における亀裂ネットワークに関連する短期間の流体活動を見出し、地震活動との関連性を議論した。地殻ーマントル境界を模擬した反応実験を実施中である。
組織解析・熱電特性評価に基づく海洋底p型半導体チムニーの探索

岡本敦

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

研究機関：Tohoku University

2022年6月30日～ 2024年3月31日

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本年度は、アクティブな海底熱水鉱床と東日本の黒鉱試料を収集し、その微細組織構造と半導体特性について調べた。研究協力者に依頼して、小笠原海域の海底熱水系のチムニー試料、および、秋田県花岡鉱山の黒鉱試料をそれぞれ数十点、準備することができた。さらに、8月に新青丸の研究航海に乗船する機会を得て、小笠原海域の明神礁カルデラの推進1000mの海底での熱水活動を観察し、その熱水および、チムニーを採取することに成功した。マイクロXRFスキャナを用いて、同心円状の黒鉱試料やチムニー試料についての元素マッピングをおこなった。その結果、チムニーでは大部分は閃亜鉛鉱がしめ、内側の壁には黄銅鉱ができていること、一番外側にはバライトに富むような系統的な変化があることがわかった。一方、長い年月が経って変化した黒鉱では、黄鉄鉱や黄銅鉱に富むような緻密な組織が観察された。半導体特性については、熱電特性を測定する装置を試行錯誤しながら開発し、10センチ程度の同心円状の累帯構造を持つチムニーや黒鉱試料の熱起電力を測定することに成功した。その結果、黄鉄鉱や黄銅鉱は熱起電力が測定でき、電子をキャリアとするn型であることが明らかになった。また、Asなどがドープされると一部の黄鉄鉱はp型になる可能性が示唆された。緻密な黒鉱が測定が容易であるのに対して、チムニーの閃亜鉛鉱などに富む領域では空隙が多く、電気抵抗が大きいことがわかった。このことは、チムニー形成過程において、熱勾配および、半導体鉱物の分布が変化して、熱起電力が特定の時期に発生する可能性を示唆している。
沈み込み帯における岩石ー流体反応の溶液依存性と水理学的応答

岡本敦

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

研究種目：Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

研究機関：Tohoku University

2022年6月16日～ 2024年3月31日

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沈み込みプレート境界に沿って溶液組成がどのように変化をするかを明らかにするために、沈み込みプレート境界に沿った地化学モデリングを行った。特に、地殻ーマントルの物質境界での交代作用に着目し、地殻岩石（泥岩）に平衡な溶液とマントル岩石と反応させるモデル、マントル岩石と平衡な溶液を地殻岩石に反応させるモデルについての解析を行った。その結果、冷たい沈み込み帯では地殻からマントルへSiが移動するシリカ交代作用が卓越するのに対して、暖かいプレートではMgの溶液濃度が上昇するためにマントルから地殻へのMg交代作用の影響が大きくなることを見出した。一方、三波川帯の蛇紋岩体と泥質片岩の境界で発達する反応帯について、主に、四国中央部についての岩石学的解析と物質移動解析を行い、マントルウェッジに近い条件において、蛇紋岩からのMgの移動による泥質片岩における緑泥石の形成が顕著に起こっていることを見出し、モデルとの整合性を確認した。Mg交代作用の重要性を理解するために、泥質片岩にMgCl2の溶液を流通させる実験を行い、泥質片岩の中の長石が選択的にMgに富むスメクタイトへと変化することを見出した。このスメクタイトは緑泥石の前駆体であると考えられる。同様の結果は、蛇紋岩と泥質片岩を接した実験でも観察された。さらに、軸圧下での反応ー透水の水熱反応装置を設計、開発することができた。また、三波川帯の泥質片岩を母岩とする断層岩においても緑泥石形成を伴う流体反応が効果的に起こっていることを観察して、解析を進めている。一方、地殻におけるシリカについては、花崗岩石を基盤として、流路に沿って亜臨界から超臨界条件へと温度を上昇させる流通実験を行い、溶解から析出へ転じる場所で核形成も経由したアモルファスシリカや石英の析出が起こり、亀裂を閉塞しやすいことを示した。
高温延性地殻の浸透率挙動と超臨界地熱資源の時空間発展予測法

渡邉則昭, 岡本敦, 坂口清敏

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2017年4月1日～ 2022年3月31日

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母岩に貫入したマグマが地下水と接触し冷却・固結する過程で形成される超臨界水を包有するき裂性岩体からなる新しい地熱資源“超臨界地熱資源”および浅部の従来型地熱資源の規模や特性は，母岩および貫入岩の浸透率に大きく依存する。一方，浸透率は，脆性－延性遷移等の力学特性の変化や，流体の相変化にともなう高速・核形成型析出により激変する可能性が示唆されているが，詳細は不明である。そこで本研究では，室内実験を通じて岩石の力学特性の変化および流体の相変化が関与する浸透率挙動の支配方程式を導出し，超臨界地熱資源の時空間発展予測シミュレーションを通じて既存の熱水対流系の底近傍（超臨界地熱資源の一部）からその上部に存在する浅部熱水対流系の形成の再現に挑戦し，時空間発展予測法の可能性を明らかにすることを目的とする。本年度，塑性条件下のき裂面溶解に関する浸透率への影響に関する室内実験を通じた検討を終了し，350℃～500℃の地熱環境に適用可能な，き裂面の自由表面溶解および圧力溶解にともなう浸透率変化挙動の予測式を導出した。一方で，流体の相変化による高速・核形成型析出に関しては本年度，析出するアモルファスシリカの特徴に及ぼす温度，間隙圧およびシリカ飽和度依存性を室内実験により検討した。その結果，析出条件により異なる特徴を有するアモルファスシリカが得られた。また，き裂の非地震性すべりに関しては，本年度より，温度の影響に加えて，応力レベルの影響に関する室内実験を開始し，応力レベルの影響は顕著ではない可能性を見出した。
プレート収束境界における岩石組織形成と流体発生プロセスの解明

岡本敦, 宇野正起, 清水浩之

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2017年4月1日～ 2021年3月31日

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近年の地球物理学的観測により、沈み込み帯や地殻における静的な流体の分布は明らかにされつつある。しかし、実際に岩石と流体が関与する脱水反応、加水反応のプロセスとそれに伴うダイナミックな流体圧の変化などは未だによくわかっていない。本課題では、天然の岩石（変成岩、蛇紋岩）と人工的に作成した岩石の組織を定量的に解析し、機械学習技術を使ってフォーワードモデルと結びつけることで反応プロセスの抽出と支配パラメータの推定にチャレンジしている。本年度は、岩石―水相互作用の実験により、玄武岩の熱水変質過程が流通する溶液の化学組成によって、反応経路が時間空間的に変化すること、また、それにより、特徴的なざくろ石の形成、斜長石の空隙、緑泥石の全体的な置換など特徴的な組織を示すことを明らかにした。また、よりシンプルな系であるかんらん岩のシリカ交代作用の実験では、交換モンテカルロ法と交差検証という機械学習の手法を使って複雑な反応系のカイネティックパラメータの推定と反応表面のモデル選択を行うことに成功した。沈み込み帯のマントルウェッジ条件での蛇紋岩の脱水分解実験では、細粒の２次かんらん石が脈状に形成することを示し、流体流動と鉱物析出の強い関係性が示唆された。一方、モンゴルのオフィオライトのかんらん岩では、多段階の蛇紋岩化作用、交代作用の中で、直方輝石を置き換えてかんらん石が生成する組織を初めて見出した。また、三波川帯、モンゴルの高圧変成岩のざくろ石のX線CTによる結晶サイズ分布の解析を進めており、今後、核形成―成長プロセスについてのフォーワードモデルの逆解析を行う中で、流体の発生・移動現象を明らかにしていく。また、脱水反応。加水反応は大きな体積変化を引き起こし、特徴的な亀裂が発生する。このような破壊―流体流動現象についてのモデリングと逆解析を進めている。
最上部マントルの構造とモホ面の形成過程の研究～海と陸からのアプローチ～

道林克禎, 小原泰彦, 平内健一, 田村芳彦, 岡本敦, 高澤栄一

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (S)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (S)

2016年5月31日～ 2021年3月31日

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本研究課題は最上部マントルの構造と地殻―マントル境界であるモホロビチッチ不連続面（モホ面）の形成過程を解明するために，小笠原・マリアナ海溝の海溝かんらん岩とアラビア半島オマーンオフィオライトかんらん岩について岩石構造組織の発達過程，弾性・電気伝導度・透水率等の物性測定，岩石水反応実験などの多角的アプローチから研究する．海と陸のかんらん岩の構造岩石学的特徴を比較検討して地球深部最上部マントルの発達過程とそれを支配する要因を考察するため，本研究課題では，海班，陸班，分析班の３班体制で研究を進めている．海班は，６月から７月に四国海盆の拡大軸周辺の海底調査を実施した．６月には研究支援船よこすかによるYK18-07航海として実施された潜水調査船しんかい６５００による４回の潜航調査によって四国海盆の拡大軸周辺の岩石採取を実施した．７月には白鳳丸によるKH18-2航海として同海域のドレッジ調査による岩石採取を実施した．この２回の研究航海によってマドメガムリオンと名付けられた海底地形の概要が明らかとなった他，四国海盆ではじめて超苦鉄質岩の採取に成功した．これらの結果について，速報として１２月に開催されたアメリカ地球物理学連合秋季大会において発表した．現在，論文準備中である．陸班と分析班は，ICDP国際オマーン掘削プロジェクトのちきゅうオマーン2018として昨年同様に７月５日から９月３日の約２ヶ月間に清水港に停泊中の地球深部探査船ちきゅうにおいて，前年度に掘削された約３２００ｍの岩石コアの物性測定と１次記載を実施した．本研究課題の組織メンバーの多くが参加して多数の物性データと岩石基礎データを取得した．これらの結果について，速報として１２月に開催された日本地質学会とアメリカ地球物理学連合秋季大会において発表した．
ナノ構造観察に基づく岩石ー流体反応のマルチスケールモデルの構築

岡本敦

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (A))

研究種目：Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (A))

研究機関：Tohoku University

2019年～ 2021年

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本年度はユトレヒト大学とカールスルーエ工科大学に滞在し、岩石－10134;流体相互作用によって形成される組織の詳細な解析を行う予定であった。しかし、コロナ禍において、渡航ができなかったために、共同研究者らとどのように効果的に共同研究を進めるかの議論を行い、本年度は、主に黒鉱鉱床のチムニー（熱水噴出孔に形成される構造物）に産する、非常に特徴的な黄鉄鉱の組織の解析を行った。この黄鉄鉱粒子は、花岡鉱山で採取されたものであり、球状の形態をしており、中心部分に球状の穴が空いている。ユトレヒト大学で、詳細な結晶方位解析を行ったところ、興味深いことに<110>の方向に成長した針状結晶が放射状に成長していることが明らかとなった。この特徴的な組織は海底熱水鉱床において粒子が浮遊しながら成長したことを意味しており、おそらく、熱水中のバブル表面において黄鉄鉱のナノ結晶が(100)面で吸着し、外側に成長したのではないかと考えられる。さらに、熱水噴出孔を模擬した条件での析出実験を行い、黒鉱のチムニーでも観察される、両錐石英の生成に成功した。同条件での、黄鉄鉱の生成を進めている。また、蛇紋岩については、高エネルギー研究加速器機構における蛇紋岩のFeの価数分析とナノCTの解析を進め、地殻－マントル境界のダナイトにおいて大量の磁鉄鉱が生成していることを明らかにし、磁鉄鉱の形成条件を制約する水熱実験を始めている。また、将来的な共同研究を推進していくために、東北大学大学院環境科学研究科とユトレヒト大学地球科学科との間で、学生交流、共同研究のための部局間協定の締結するためのプロセスを進め、ほぼ完了している。これにより、コロナ禍において先行きが不透明な中、今後、お互いの学生指導も含めながら、継続的な交国際共同研究を行う足がかりを得たと言える。
岩石ー水反応と物質移動による階層的構造を読み解く超解像イメージング

岡本敦, 大森敏明

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Challenging Research (Exploratory)

研究種目：Challenging Research (Exploratory)

研究機関：Tohoku University

2018年6月29日～ 2020年3月31日

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固体である地球内部において、少量の流体が化学反応を劇的に促進させるため，ダイナミックな地球現象の理解には，マクロな流体移動とミクロな反応過程を結びつけた全体像を把握する必要がある．X線断層撮影(CT)は岩石の３次元構造をみる手法として期待されているが，通常の試料サイズでは細かい反応組織まで観察する解像度が得られないなど，定量的な解析には限界があるのが現状である．本研究では，X線CTのスパース超解像を軸に，ミクロとマクロをつなぐ新しい岩石の解読方法を開発し，地球内部の階層的な反応性流路の発達過程の解明に挑戦することを目的とする．本年度は、その軸となるスパース超解像のアルゴリズムの開発と、適用対象である蛇紋岩化試料の試料準備と解析を進めた。スパース超解像技術では、高解像度において基底学習を行い、低解像度におけるスパース係数を高解像度に展開する。係数にL1正則化を加えることで，できるだけ少数の基本画像で高解像度画像を記述できるように学習する。きれいに復元したいパターンに応じてパッチサイズや学習の仕方をカスタマイズする必要があり、本年度は蛇紋岩のなかでもっとも特徴的なマグネタイトに着目した。現状では、２倍超解像まで成功して、４倍超解像を試みている。海洋底の地殻―マントル境界を明らかにするための国際プロジェクトオマーン掘削プロジェクトに参加し、そのコア記載を行なった。オマーン掘削では、掘削船「ちきゅう」の医療用CTスキャナで400mにもおよぶX線CT画像が得られている。一方で、その一部の試料を持ち帰り、より高精度のX線CT画像を実験室のマイクロフォーカスX線CTで取得し、それを用いて超解像技術を進めている。両者には解像度のギャップがあるために、一度に高解像にすることは困難であるが、複数の解像度で取得したデータを用いることで、段階的な超解像にチャレンジする予定である。
スパースモデリングに基づくデータ駆動解析による地球プロセスモデルの構築

駒井武, 岡本敦, 桑谷立, 土屋範芳, 中村謙吾, 吉田健太

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

研究機関：Tohoku University

2013年6月28日～ 2018年3月31日

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スパースモデリングを地球科学分野に導入することで，高次元・大量の地球科学データに潜む本質的な物理化学プロセスや構造を抽出する普遍的な枠組みを構築した．具体的な研究対象として，地球科学が直面した喫緊の課題である津波堆積物を扱うと共に，固体地球科学分野にも適用し，地球科学のデータ解析に革命的な進捗を達成した．具体的には，以下の三課題の解決を目的として，新学術領域研究を推進した．すなわち，【1】津波堆積物の地球化学判別の高精度化と歴史大津波堆積物への適用,【2】津波堆積物の物理化学的挙動の解明と環境リスク評価,【3】新たに開発したデータ解析法の固体地球科学への応用を可能にした．
ダイバータ領域励起水素分子の高エネルギーイオンによる生成消滅ダイナミクスの解明

岡本敦, 高橋宏幸, 北島純男

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

2014年4月1日～ 2017年3月31日

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気体を電離させた状態がプラズマであり、電離の逆過程を再結合と呼ぶ。磁場閉じ込め核融合プラズマには積極的に再結合過程を誘起してプラズマから気体へ戻すダイバータ領域が存在する。本研究ではダイバータ領域に流入する高エネルギーイオンが再結合過程に及ぼす影響を調査した。プラズマ実験装置にイオンビーム入射装置を組み合わせることで、実験条件の制御が容易な模擬環境の構築に成功した。これにより高エネルギーイオンの密度増加に伴い再結合過程に特徴的な励起状態の密度が減少することを実験的に初めて明らかにした。励起状態の生成・消滅過程に高エネルギーイオンの影響を取り込んだモデルを構築し、定性的に実験結果を説明した。
岩石亀裂シーリング実験による鉱物脈形成過程の解明

岡本敦, 渡邉則昭, 武藤潤, 山田綾, 最首花絵, 田中寛人

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2014年4月1日～ 2017年3月31日

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本課題では、地殻深部における高温高圧条件で岩石亀裂に熱水流通実験とX線CTによる亀裂内部観察を可能にする、新しい実験装置を開発した。亜臨界条件での花崗岩亀裂の溶解実験では、亀裂に存在する鉱物の種類や破砕粉末の存在によって、亀裂内部が不均質に溶解すること、また、それにより大きな空隙や卓越流路が形成されることが明らかになった。一方、超臨界条件でのシリカ析出実験では、安定である石英の結晶成長よりも、まずアモルファスシリカが析出し、亀裂を効果的に閉塞することが分かった。また、析出実験において、間隙の閉塞－流体圧の上昇－破壊という流体圧振動が観察され、地震サイクルにおけるシリカ析出の重要性が示唆された。
地殻エネルギー・フロンティアの科学と技術

土屋範芳, 浅沼宏, 岡本敦, 坂口清敏, 渡邉則昭, 平野伸夫, 木崎彰久, 森谷祐一

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Specially Promoted Research

研究種目：Grant-in-Aid for Specially Promoted Research

研究機関：Tohoku University

2013年～ 2017年

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超臨界地熱貯留層に関する，地球化学的，岩石力学的，掘削工学的，ならびに地質学的制約条件についての基礎研究を行った．その結果，超臨界状態での地化学変化により不透水層が形成され，岩石の力学特性変化から，き裂の透水率を維持しながら開発できる可能性を示した．また，東北地方の沈み込み帯には，超臨界地熱貯留層が賦存している可能性が高いことを明らかにし，その開発の技術的方向性を示すことができた．
脱水・加水反応に起因するフラクチャー形成のモデリング

岡本敦, 清水浩之

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

研究機関：Tohoku University

2014年4月1日～ 2016年3月31日

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地球内部の水の循環には、岩石の加水反応と脱水反応が大きな役割を果たしている．これらの反応は，しばしば岩石の破壊を伴いながら進行するが，そのメカニズムはよく分かっていない．本研究では，離散要素法を用いて，岩石の表面反応―流体流動－破壊の複合的なプロセスについてのモデルをつくることに成功した．これを用いて，典型的な累進変成作用（体積減少する脱水反応）と後退変成作用（体積膨張する加水反応）では対称的な亀裂パターンを作り出すこと，その主な要因が固体体積変化による応力の擾乱であることを明らかにした．また，これらのプロセスが，海洋底における蛇紋岩化作用の進行速度を支配することを明らかにした．
蛇紋岩化作用に伴う反応－物質移動のフィードバック

岡本敦

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

研究機関：Tohoku University

2012年4月1日～ 2014年3月31日

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地殻物質とマントル物質の境界を模擬して，かんらん石－石英－水系において反応帯の形成実験を行った．実験条件は，２５０℃，飽和蒸気圧であり，また、反応を促進させるために， pH13.5のNaOH水溶液を用いた．反応物の空間分布を明らかにするために，メインのオートクレーブ内に片側だけが空いた反応チューブを設置し，石英とかんらん石の粉末を設置した．実験時間は最大46日であり，実験後は，X線回折，熱重量測定を行うとともに，走査型電子顕微鏡による薄片の画像解析から各鉱物量と空隙の測定を行った．かんらん石/石英の境界から，系統的な反応物の変化が観察された．境界に近い部分では，スメクタイト＋蛇紋石が生成し，境界よりも1cm程度離れた部分では蛇紋石＋ブルース石＋マグネタイトが形成した．シリカ活量が高い部分では滑石の形成が予想されたが，今回は滑石組成に少しNaが加わったスメクタイトが形成した．反応チューブ外側の溶液のシリカ活量は蛇紋石＋ブルーサイトの平衡とほぼ一致しており，わずか1 cm程度で３桁ほどのシリカ活量の勾配が出来ていたことを示唆する．かんらん石の加水反応は時間とともに進行し，もっとも進行していた部分ではおよそ80%のかんらん石が反応している．また、反応管内の含水量は石英との境界において低いことが明らかとされた．より詳細な反応メカニズムを明らかにするために，それぞれの鉱物の生成反応の反応進行度を求めた．その結果，かんらん石の加水反応と，シリカ交代作用による２つの脱水反応が競合して起こっていることが明らかになった．シリカ交代作用は水を吐き出すとともに固体体積が増加する反応であるために，反応帯が進行するに従って，局所的な間隙水圧の上昇がおこる．このようなプロセスは沈み込み帯におけるマントルウェッジとスラブとの境界面においても、ダイナミックな物性変化を起こしえることが予想される．
蛇紋岩化作用の反応機構と海洋リソスフェアにおける流体輸送プロセス

岡本敦

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

研究種目：Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

研究機関：Tohoku University

2011年11月18日～ 2014年3月31日

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蛇紋岩化作用は地球内部に水を持ち込む重要なプロセスであるが，その反応メカニズムや実効的な反応速度はよく分かっていない．本課題では，かんらん石の粉末、および焼結体を用いた水熱反応実験を行い，蛇紋岩化反応の進行と破壊と物質移動の関係を検討した．粉末を用いた実験では，かんらん石粒子が割れながら反応が進行すること、また、焼結体の実験では空隙率によって高反応帯の幅が変化することを見いだした．実験で生成した反応組織は天然の蛇紋岩組織と多くの類似点を持つ。本実験結果は，海洋リソスフェアの蛇紋岩化作用において、反応に伴う体積膨張と破壊、物質移動（流体の供給速度）が反応の進行に重要であることを示唆する。
鉱物・流体包有物形成における分別作用:岩石形成過程への新アプローチ

岡本敦

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

研究機関：Tohoku University

2011年～ 2012年

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岩石中の班晶中の鉱物包有物や流体包有物の形成メカニズムを明らかにするために、水熱反応実験と変成岩の解析を行った.石英中に包有物を取り込ませる実験では,水熱下で結晶成長する自形面を出す前のラフな成長面により包有物を取り込みやすいことを明らかにした.また、三波川変成帯のざくろ石を解析し、反応に関与しない鉱物を取り込んでいること、また周囲の粒界を割りながら包有物として取り込むダイナミックなプロセスを明らかにした.
土壌環境基準の多様性のための地圏環境インフォマティクスの高度化

土屋範芳, 岡本敦, 小川泰正, 平野伸夫

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

研究機関：Tohoku University

2010年～ 2012年

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日本の地質は多様で活火山国であるが故に土壌中の重金属類のバックグラウンドは欧米と比べると高くなる傾向がある.本邦の自然環境の特殊性を勘案し,科学的合理性に基づいた環境基準の策定が不可欠である.本研究は,多元的な土壌環境基準の策定のための計測・計量方法の考案と,リスク評価手法の技術開発を行う. 主として秋田県小坂町小坂川流域をモデルフィールドに選定し,流域をポリゴンに分割し,各ポリゴンや支流の水質を定点観測し,あわせてGIS(地理情報システム)を用いて,各ポリゴンの土地の利用状況を解析し,河川水の重金属濃度の変化と各ポリゴンでの土地利用との関係を明らかにした.その結果,小坂川流域では,土地利用(田畑,建設用地,森林等)の状況よりも,休止鉱山や工場からの排水が河川水の重金属濃度に大きく影響していた.さらに,現在鉱山廃水処理が行われていない休廃止鉱山が,河川水の環境に大きく影響していることを定量的に明らかにすることができた.
沈み込み帯浅部における流体移動と水―岩石相互作用に関する実験的研究

岡本敦

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

研究機関：Tohoku University

2010年～ 2011年

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本年度は、前年度に行った流通式水熱反応装置により作成したシリカ鉱物析出物の詳細な分析を行った。析出するシリカ鉱物は、溶液に含まれるAl濃度が0ppmから7ppmに増加するにつれて、アモルファスシリカ、クリストバライト、石英とより準安定な相へと変化する。電子プローブ顕微鏡でシリカ析出物中のAlとNa濃度を測定したところ、溶液中の濃度が増加すると増加する傾向にあり、特に石英の中では、NaとAlがほぼ等量含まれることが明らかになった。このことは、石英の結晶格子のSiを電荷を合わせるようにAl+Naで置き換えていることが示唆される。また、Alを含まない高Si溶液からはアモルファスシリカが核形成し、クリストバライト、石英へと変化するのに対して、Alが増加すると直接石英が析出するという現象に対して、核形成に関するモンテカルロシミュレーションを行い、定性的には水-シリカ、シリカ-シリカ間の界面エネルギーと溶解度(バルクの自由エネルギー)の相対的な大きさがこのようなバリエーションを生み出すことを明らかにした。本実験条件である高温(430℃)、高過飽和度(アモルファスシリカの溶解度より高Si濃度)は、地殻の内部において静岩圧から静水圧に変化したときに起こりえる。そのような際に、周囲の長石から溶け出す微量なAlの有無によって、シリカ析出量が全く異なる(Alを含む場合は含まない場合の5倍以上)ということを本研究結果は示唆している。地殻の水理学的・力学的性質は亀裂内のシリカ析出速度に大きく影響されるため、微量なALの与える影響は非常に大きいことが明らかにされた。また、葛根田地熱発電所のボーリングコアサンプルの中に存在する鉱物脈とシリカスケールのサンプルを入手し、化学組成と成長組織の解析を行い、水熱実験によるシリカ析出物との類似性を見いだした。
地殻岩石き裂内における流体移動と鉱物析出メカニズム

岡本敦

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

研究種目：Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

研究機関：Tohoku University

2008年～ 2009年

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岩石中の亀裂は地殻における流体の主要な通り道である。亀裂は流体から析出した鉱物(主に石英、方解石)によって充填され、鉱物脈として観察される。この鉱物脈は、非常に多様な成長組織を示す。本研究では、水熱反応装置を用いて、岩石基板上にシリカ鉱物の析出実験を行った。結果として、Si濃度、微量元素濃度、基盤岩石によって、シリカ鉱物の析出様式、形成される組織が系統的に変化することを明らかにした。
内湾性海成堆積物からの重金属溶出メカニズムと地層内封じ込め技術の開発

土屋範芳, 平野伸夫, 岡本敦, 小川泰正, 根本克己, 狩野真吾

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

研究機関：Tohoku University

2007年～ 2009年

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東北地方には竜の口層をはじめとして,新第三系鮮新統の海成堆積物が分布している.これらの地層には,高い重金属類含有量(As, Cd, Pb)を示しものが多く,溶出量試験も環境基準を超えるものが数多く見いだされている.本研究は,これらの地層のヒ素および重金属類の溶出特性を明らかにした.その結果,堆積環境に起因する形態変化が,元素の溶出挙動に大きく影響を及ぼしていることが明らかとなった.
固体圧変形実験による反応進行下における玄武岩の変形メカニズムの解明

岡本敦

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

研究種目：Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

研究機関：Tohoku University

2006年～ 2007年

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本年度は、沈み込み帯深部において脱水反応によって生成された流体が、周囲の岩石とどのような相互作用をするかと周囲の岩石の脆性破壊の結果である亀裂中の流体移動について野外調査と流通式反応実験により明らかにした。【関東山地・長瀞地域の三波川帯鉱物脈の解析】脱水反応による流体は沈み込み帯の地殻深度では岩石中に亀裂を発生させ、鉱物脈として記録される。沈み込み帯の情報を記録する三波川帯に発達する鉱物脈の解析を行い、(1)形成条件が200-400度、1-4kbarであること、(2)形状、内部組織、鉱物種から3タイプが存在することを明らかにした。TypeIとTypeIIは石英+曹長石+緑泥石+カリ長石からなり、母岩の鉱物から成長する。TypeIIは石英+曹長石+方解石からなり、微結晶により充填され、その空間分布は母岩の鉱物分布とは無関係である。これらの系統的な関係により、TypeIとIIIは、物質移動はそれぞれ母岩からの元素拡散と流体の移流によって支配されていることが明らかになった。【流通式反応実験による石英脈合成]高温高圧環境下(200-430度、30MPa)においてSiに過飽和な溶液を流すことにより、岩石基盤上に石英を析出させることに成功し、その反応速度解析を行った。また、その析出様式は、同じ温度条件下(430度)における析出でも、平衡に近い溶液からは基盤岩石中の石英の上にのみ成長するのに対して、過飽和度が高い条件(C/C_<eq>>3)では流体中で核形成が起こり成長するということを明らかにした。このことは、三波川帯のTypeIIIの鉱物脈がよりSi濃度の高い流体が深部から運ばれてきたこと、すなわち、地殻深度における主要な流体移動の流路であったことを示唆する。
角閃石を用いた高圧変成岩の温度・圧力・歪み速度履歴の定量的解析

岡本敦

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for JSPS Fellows

研究種目：Grant-in-Aid for JSPS Fellows

2003年～ 2005年

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本年は特別研究員としての最終年度としてこれまでの研究成果をまとめて発表するとともに(1,2)、高圧変成岩中の組織から結晶成長速度、変形-反応との関連性について新たな知見(3,4)を得た。 1.三波川変成帯の角閃石の成長時の組成変化(組成累帯構造)を定量的に評価して、その吸水反応の進行度を定量的に評価した。その結果、岩体上昇期の後退変成反応の進行度は角閃石の脆性破壊と強い相関を持つこと、またザクロ石帯の高温部が非常に強く変形と反応が進行したことが明らかになった。この成果はJournal of metamorphic Geologyに掲載された。 2.高温の変成岩中に包有物として存在するザクロ石の形態(縦横比)-粒子サイズの分布パターンを理解するために、3つの機構(1)転位クリープ、(2)拡散クリープ、(3)粒界拡散による球状化をモデル化した。その結果、変形機構、変形時間、差応力についての新たな知見を得た。この成果はJournal of Geophysical Researchに掲載された。 3.三波川変成帯の鉱物脈中のザクロ石の集合体の結晶間の角度差(ミスオリエンテーション)を解析した。その結果、このザクロ石斑状変晶は多数の粒子が成長時に衝突合体し、核形成時のランダムな結晶方位がそのまま保持されたものであることを明らかにした。また、これまで報告された同様の組織との対応により、ミスオリエンテーション分布パターンの発達は結晶成長の速度に依存して変化することを明らかにした。この成果はJournal of Metamorphic Geologyに受理された。 4.ギリシャ・シロス島に産する高圧変成岩中の角閃石の粒子境界での圧入組織を解析し、差応力が反応の進行に大きな影響を与えると言うことを明らかにした。この成果はJournal of Metamorphic Geologyに投稿中である。
岩石学・構造地質学的手法による三波川変成帯発達過程の解明

岡本敦

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for JSPS Fellows

研究種目：Grant-in-Aid for JSPS Fellows

研究機関：The University of Tokyo

2000年～ 2002年

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西南日本に露出する三波川変成帯の塩基性片岩の温度圧力経路と歪みの増分を定量化し対応させた。塩基性片岩中に一般的に存在する角閃石という鉱物の組成変化を電子プローブ顕微鏡を用いて詳細に分析し、熱力学的な解析によって温度圧力経路を推定した。その結果、1.変成帯の上昇期の経路を記録していること、2.変成度が高くなるにつれて最高温度圧力は徐々に高くなること、3.曹長石黒雲母帯では高温部(500度以上)では温度圧力経路のdP/dTが大きいのに対して、のちの低温部ではdP/dTが小さいということが明らかとなった。角閃石は塩基性片岩の中で剛体として振る舞い、結晶の長軸方向に垂直に脆性破壊し、引き伸ばされる。このマイクロブーディン組織を用いて歪み解析を行った。割れた隙間を埋めている角閃石の組成から、変形は400-500度,0.3-0.6GPaという変成帯の上昇における後期に対応していることが分かる。その歪みの増分は自然対数歪みで最大1.0である。マイクロブーディン組織は岩石全体の歪みを必ずしも反映しているとは限らない。本研究では新たに独立な指標として後退変成反応の進行度を測定して、変形との関係を調べた。塩基性片岩の反応進行度はマスバランスの関係から、Xact(角閃石の中でアクチノ閃石の占める割合)によって代表させることが出来る。このXactを組成マップを用いて画像解析をすることによって定量化した。歪み解析との対応から、アクチノ閃石を生成する後退変成反応が進むにつれて塩基性片岩の変形が進行することが明らかとなった。また、四国別子地域におけるXactの空間分布より、ザクロ石帯とザクロ石帯-曹長石黒雲母帯の境界部が上昇の後期において非常に変形が集中していたことが示された。

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担当経験のある科目(授業) 4

環境地球科学
熱力学I　東北大学
地殻プロセス評価学　東北大学
熱力学II　東北大学