Mass transfer associated with chloritization in the hydrothermal alteration process of granitic pluton

湯口 貴史*; 松木 貴伸*; 五十公野 裕也*; 笹尾 英嗣; 西山 忠男*

American Mineralogist, 106(7), p.1128 - 1142, 2021/07

https://doi.org/10.2138/am-2020-7353

花崗岩体で生じる熱水変質では、普遍的に緑泥石化、斜長石の変質、炭酸塩鉱物の晶出が生じる。本研究では、中部日本に分布する土岐花崗岩体を対象として、ホルンブレンドの緑泥石化、カリ長石の緑泥石化、脈状緑泥石の生成をもたらす熱水-鉱物間の元素移動について論じた。既往研究ならびに本研究の統合的な知見により、熱水変質に伴う岩体内の元素移動を包括的に捉えることが可能になった。本研究では、緑泥石化に伴い微小空隙が生じることを見出した。この知見と反応物と生成物の化学組成から、反応式を構築し、約180350Cの温度範囲で生じる熱水流体中の元素移動について論じた。

Crystallization processes of quartz in a granitic magma; Cathodoluminescence zonation pattern controlled by temperature and titanium diffusivity

湯口 貴史*; 小北 康弘; 加藤 丈典*; 横田 倫太郎*; 笹尾 英嗣; 西山 忠男*

Journal of Asian Earth Sciences, 192, p.104289_1 - 104289_16, 2020/05

https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2020.104289

本研究は、花崗岩質マグマから晶出した石英を用いて、石英の生成メカニズムや結晶化温度からマグマ溜りの冷却プロセスに関する熱的変遷を論じた。本研究では、中部日本の土岐花崗岩体に産出する石英に着目し、(1)石英粒子の形状や産状の情報、(2)石英の結晶内部構造を反映するカソードルミネッセンス(CL)パターン、及び(3)石英中のチタン濃度から算出した結晶化温度を取得することで、石英の連続的な成長様式に関する新知見を得た。土岐花崗岩体の石英は、複数のCLパターンに区分できる。それらのCLパターンの相違は、メルト(マグマ)の温度やメルト中のチタンの拡散性に依存する。石英のCLパターンと結晶化温度条件から、土岐花崗岩体を形成したマグマの冷却温度条件を詳細に区分した。本研究により、マグマ溜りの詳細な熱史の解明に石英を用いたアプローチの有用性が示された。

Position-by-position cooling paths within the Toki granite, central Japan; Constraints and the relation with fracture population in a pluton

湯口 貴史*; 末岡 茂; 岩野 英樹*; 五十公野 裕也*; 石橋 正祐紀; 檀原 徹*; 笹尾 英嗣; 平田 岳史*; 西山 忠男*

Journal of Asian Earth Sciences, 169, p.47 - 66, 2019/01

AA2018-0254.pdf:5.48MB

https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2018.07.039

本研究は、中部日本に位置する土岐花崗岩体を研究対象とし、熱年代学的な手法で冷却履歴(温度-時間履歴)を取得した。10本のボーリングコアから採取された15試料に対して、ジルコンU-Pb年代,黒雲母K-Ar年代,ジルコンフィッション・トラック(FT)年代,アパタイトFT年代、およびFTデータの逆解析からなる温度-時間履歴を提示した。得られた岩体内部の複数地点の冷却履歴の相違を比較し、その位置的な相違を生む原因について言及した。これは熱進化モデルの構築に資するデータとなる。また花崗岩内における物質移動は、水みちとして機能する割れ目により大きく支配されることから、割れ目の分布特性と得られた温度-時間履歴の関連について検討を行った。

Zircon growth in a granitic pluton with specific mechanisms, crystallization temperatures and U-Pb ages; Implication to the "spatiotemporal" formation process of the Toki granite, central Japan

湯口 貴史*; 岩野 英樹*; 加藤 丈典*; 坂田 周平*; 服部 健太郎*; 平田 岳史*; 末岡 茂; 檀原 徹*; 石橋 正祐紀; 笹尾 英嗣; et al.

Journal of Mineralogical and Petrological Sciences, 111(1), p.9 - 34, 2016/02

https://doi.org/10.2465/jmps.151007

花崗岩体の形成・発達に関する熱進化の解明は、大陸地殻の発達・進化を考える上で、有用な知見をもたらすことができる。本研究ではジルコンに着目し、(1)カソードルミネッセンス像観察に基づくジルコンの内部構造の分類: LLC (low luminescence core)/ OZ (oscillatory zonation)、(2)Ti-in-zircon温度計より内部構造ごとの結晶化温度の決定、(3)内部構造ごとのU-Pb年代の決定を実施し、ジルコンの成長は2つのイベントを経ることを見出した。

The Spatial variation of initial Sr/Sr ratios in the Toki granite, Central Japan; Implications for the intrusion and cooling processes of a granitic pluton

湯口 貴史; 鶴田 忠彦; 濱 克宏; 西山 忠男*

Journal of Mineralogical and Petrological Sciences, 108(1), p.1 - 12, 2013/02

https://doi.org/10.2465/jmps.120801b

本稿は、中部日本に位置する土岐花崗岩体からストロンチウム同位体比初生値の空間分布を示し、それを用いて岩体の貫入・定置過程及び冷却固化過程を提示する。7本のボーリングコアから採取された14試料に基づき、土岐花崗岩体の全岩Rb-Sr年代は71.04Maとの結果を得た。この年代は土岐花崗岩体が貫入・定置した時代を示す。また土岐花崗岩体のストロンチウム同位体比初生値は0.708507から0.709409までの幅(不均質性)を持つ。ストロンチウム同位体比初生値の不均質性と花崗岩体内の化学組成の不均質性との比較検討の結果、土岐花崗岩体は貫入・定置の際に、地殻の混成作用並びに分別結晶作用が複合的に生じて形成されたことを明らかにした。また地殻の混成の影響の大きい場所から冷却されたという冷却固化過程に関しても言及を行った。

Thermochronology and the three-dimensional cooling pattern of a granitic pluton; An Example from the Toki granite, Central Japan

湯口 貴史; 天野 健治; 鶴田 忠彦; 檀原 徹*; 西山 忠男*

Contributions to Mineralogy and Petrology, 162(5), p.1063 - 1077, 2011/11

https://doi.org/10.1007/s00410-011-0640-5

The cooling process of a magmatic body in the crust is a key to understanding the thermal evolution of the crust. The three dimensional spatial variations in the cooling pattern of the Toki granitic body, a zoned pluton in Central Japan, have been evaluated quantitatively by thermochronology using age dating based on the different closure temperatures of target mineral species. The Toki granite has hornblende K-Ar ages of about 74.33.7 Ma (closure temperature of 51025C; n = 2), biotite K-Ar ages of 78.53.9 to 59.71.5 Ma (30050C; n = 33), zircon fission-track ages of 75.63.3 to 51.92.6 Ma (24050C; n = 44), and K-feldspar K-Ar ages of 70.83.5 to 57.71.3 Ma (15020C; n = 21). Samples collected from 11 boreholes and seven outcrop sites in the Toki granite display spatial variations in the biotite K-Ar ages and the zircon fission-track ages, both of which have the same pattern, indicating that cooling was effectively from the roof and also from the western margin. The cooling process is affected by the extent of assimilation of the surrounding sedimentary rocks.

Three-dimensional cooling pattern of a granitic pluton, 1; The Study of exsolution sub-solidus reactions in the Toki granite, Central Japan

湯口 貴史; 鶴田 忠彦; 西山 忠男*

Journal of Mineralogical and Petrological Sciences, 106(2), p.61 - 78, 2011/04

https://doi.org/10.2465/jmps.100129a

This paper presents results of petrographical studies examining development and variation of sub-solidus reactions recorded in the Toki granite, Central Japan, which show the three-dimensional cooling pattern of this zoned pluton. Samples collected from 19 boreholes in the Toki granite display characteristics indicative of spatial variation in the extent of sub-solidus reactions. Exsolution coarsening has produced microperthite textures with albite - rich lamella in this pluton, whereas deuteric coarsening has resulted in patchperthite with albite - rich patch. The width and spacing of albite - rich lamella in microperthite increase systematically and prominently with elevation in the pluton, indicating that the Toki granite effectively cooled from the roof during the exsolution coarsening stage. The hornblende - plagioclase and ternary feldspar thermometers indicate a temperature range of 780 to 690 C in which volume diffusion took place, associated with exsolution coarsening.

ホウ素中性子捕捉療法のためのBNCT線量評価システム(JCDS)の開発(協力研究)

熊田 博明; 山本 和喜; 鳥居 義也; 松村 明*; 山本 哲哉*; 能勢 忠男*; 中川 義信*; 影治 照喜*; 内山 順三

JAERI-Tech 2003-002, 49 Pages, 2003/03

JAERI-Tech-2003-002.pdf:5.22MB

JRR-4に整備した中性子ビーム設備によって、熱外中性子ビームを用いたホウ素中性子捕捉療法(BNCT)を実施することが可能となった。熱外中性子ビームBNCTの実施に必要な治療計画を作成するためには、患者への吸収線量を事前に評価することが不可欠である。患者頭部内の線量分布を数値シミュレーションによって評価し、治療計画作成を支援するBNCT線量評価システム(JCDS)の開発を行った。JCDSは、医療画像であるCT,MRIデータをもとに患者の頭部モデルを作成し、頭部内の中性子及び線の線束分布をモンテカルロ・コードMCNPで計算するための入力データを自動作成して線量計算を行い、この計算結果を医療画像上に表示させることのできるソフトウェアである。JCDSの特徴として、(1)CTデータとMRIデータの両方を取り扱うことにより、患者の正確な頭部モデルを簡便に作成する機能,(2)日本で実施されている開頭手術を伴ったBNCTに対応し、頭部モデルの形状を編集する機能,(3)計算によって導かれた照射位置に患者を正確にセッティングするための情報を出力する機能などを有している。本報告は、JCDSの基本設計と各処理機能、及びJCDSの計算性能を検証した結果について記述したものである。

Outline of simulation code fact for analysis of ventilation system on criticality accident

津幡 靖宏; 田代 信介; 小池 忠雄; 阿部 仁*; 渡邊 浩二; 内山 軍蔵

Transactions of the American Nuclear Society, 87, p.60 - 61, 2002/11

原研では、再処理施設の臨界事故で発生する揮発性核分裂生成物のベント系内移行挙動を解析する目的でシミュレーションコードFACTの整備を進めている。本コードではノードジャンクション法が採用されており、種々の流体機器が配置されたベント系ネットワークを模擬することができる。解析ではユーザが与えた臨界発生箇所での質量放出速度,エネルギー放出速度,揮発性物質放出係数を用いて一次元圧縮性熱流動に関する基礎方程式及び一次元移行解析式を解くことでベント系内各観測点での圧力,温度,流速,移行物質濃度等を推定する。本発表では、FACTの基本解析機能及び簡易プラントを想定した機能確認計算について報告する。

Evaluation of critial current performance of 13 T-46 kA steel-jacketed NbAl conductor

小泉 徳潔; 東 克典*; 土屋 佳則; 松井 邦浩; 高橋 良和; 中嶋 秀夫; 西島 元; 布谷 嘉彦; 安藤 俊就; 礒野 高明; et al.

Fusion Engineering and Design, 58-59, p.1 - 5, 2001/11

https://doi.org/10.1016/S0920-3796(01)00465-3

13T-46kAステンレスコンジット導体NbAlを開発し、その臨界電流性能を評価した。NbAlは強度が高いために、ステンレスコンジットを使用しても、そこにかかる歪は0.4%以下と評価できる。これによる臨界電流の劣化度は10%と小さい。実験では、サンプル製作の都合上、NbAlに熱歪がかからなかった。本サンプルの臨界電流値には劣化がなく、実際のコイルの導体でも、この測定値より10%程度低い臨界電流値となる。よって、臨界電流値は100kAと予想され、十分な裕度がある。