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Helium isotopes as geochemical indicators of a serpentinized fore-arc mantle wedge

前弧マントルウェッジの蛇紋岩化の指標としてのヘリウム同位体

梅田 浩司; McCrank, G. F.*; 二ノ宮 淳

Umeda, Koji; McCrank, G. F.*; Ninomiya, Atsushi

西南日本の前弧域(非火山地帯)におけるヘリウム同位体比の空間分布を把握するため、九州東部の温泉ガスのヘリウム同位体比を測定するとともに、ほかの地域の温泉ガスのデータを含めて同位体比のデータのコンパイルを行った。その結果、九州,四国及び紀伊半島では、ヘリウム同位体比に系統的な違いが認められた。また、高いヘリウム同位体比の分布域には、非火山性の低周波微動が発生している。これらのことから、ヘリウム同位体比の分布は、地殻及びマントルの構造及びスラブ起源の流体のフラックスに起因していることが示唆される。

New helium isotope data from hot springs on the eastern Kyushu Island were obtained from a large number of sampling points in order to elucidate the geographical distribution of $$^{3}$$He/$$^{4}$$He ratios in the fore-arc regions of Southwest Japan. Systematic, regional variations in $$^{3}$$He/$$^{4}$$He ratios can be identified clearly on between Kyushu Island (0.093-0.79 R$$_{rm A}$$), Shikoku Island (0.21-2.5 R$$_{rm A}$$) and the Kii Peninsula (0.39-7.4 R$$_{rm A}$$). The overall distribution of relative mantle helium reveals a close association with the occurrence of non-volcanic deep low-frequency tremors (LFT), which would be related to the presence of upward aqueous fluids produced by slab dehydration, in Southwest Japan. A flux of $$^{3}$$He carried by aqueous fluids via the mantle wedge is very low in Kyushu Island where the LFT are not found, resulting in a $$^{3}$$He/$$^{4}$$He ratio lower than the atmospheric ratio.

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分野:Geochemistry & Geophysics

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