重元素同位体を用いたトリアス紀中期からジュラ紀前期における古海洋環境の復元

• Project/Area Number: 15J11148
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Geology
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 藤崎 渉 東京工業大学, 大学院理工学研究科(理学系), 特別研究員(DC2)
• Project Period (FY): 2015-04-24 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000); Fiscal Year 2016: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2015: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: トリアス紀中期 / アニシアン / 超海洋パンサラッサ / 海洋無酸素事変 / 遠洋深海堆積物 / オスミウム同位体比 / 有機炭素同位体比 / ジュラ紀前期 / トアルシアン / オスミウム / 大規模火成活動

Outline of Annual Research Achievements

トリアス紀中期アニシアンは数回に渡り海洋が全球的に無酸素化しているが、海洋無酸素化の原因や海洋無酸素化前後の生物活動については遠洋域の情報が欠落しているため不明瞭な点が多い。そこで微化石記録により遠洋深海チャートの年代が詳細に制約されている愛知県犬山地域にて詳細な地質柱状図の作成及び1層準毎の完全連続での岩石採取を行い、アニシアンにおける古海洋環境復元を目指した。地質柱状図を作成した結果、有機物に富んだ黒色チャートが6区間ある事が明らかとなり古い方からAnisian-BC1からBC6とした。
Anisian-BC1からBC6における生物活動を見積もるため海洋研究開発機構の元素分析/同位体比質量分析計を用いチャート試料42サンプルからδ13Corg測定を行った。その結果、Anisian-BC2、3、4にてδ13Corg 値は負異常を示し、また同地域の頁岩層から得た酸化還元鋭敏元素のMo、U濃度より海洋は強還元環境下であったことが示され、海洋無酸素化と生物死滅の同時性が初めて明らかとなった。一方でAnisian-BC1、5、6においてはδ13Corg 値の負異常は検出されず、かつMo、U濃度から海洋は強還元環境とまで言えなかった。これは同じアニシアンの黒色チャートと言えど、それぞれの酸化還元状態の程度は異なる事を示している。
またAnisian-BC3、4での生物死滅と強還元環境を引き起こした原因を特定するため、東京工業大学の表面電離型質量分析計を用いてAnisian-BC3、4におけるチャート試料4サンプルのOs同位体比分析を行った。その結果Anisian-BC3、4ではOs同位体比が0.3-0.5といった値を示し、原因特定に関する直接的な証拠は得られなかった。今後Os同位体比の追加実験を行い、海洋の無酸素化を引き起こした原因の特定を行う予定である。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] New isotopic age data constrain the depositional age and accretionary history of the Neoproterozoic-Ordovician Mona Complex (Anglesey-Lleyn, Wales) (2017)
  • Author(s): H. Asanuma, W. Fujisaki, T. Sato, S. Sakata, Y. Sawaki, K. Aoki, Y. Okada, S. Maruyama, T. Hirata, T. Itaya, B.F. Windely
  • Journal Title: Tectonophysics Volume: 706-707 Pages: 164-195
  • DOI: 10.1016/j.tecto.2017.03.017
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Tracking the redox history and nitrogen cycle in the pelagic Panthalassic deep ocean in the Middle Triassic to Early Jurassic: Insights from redox-sensitive elements and nitrogen isotopes (2016)
  • Author(s): Fujisaki, W., Sawaki, Y., Yamamoto, S., Sato, T., Nishizawa, M., Windley, B.F., Maruyama, S.
  • Journal Title: Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology Volume: 449 Pages: 397-420
  • DOI: 10.1016/j.palaeo.2016.01.039
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Ordovician ocean plate stratigraphy and thrust duplexes of the Ballantrae Complex, SW Scotland: Implications for the pelagic deposition rate and forearc accretion in the closing Iapetus Ocean (2015)
  • Author(s): Fujisaki, W., Asanuma, H., Suzuki, K., Sawaki, Y., Sakata, S., Hirata, T., Maruyama, S., Windley, B. F.
  • Journal Title: Tectonophysics Volume: 662 Pages: 312-327
  • DOI: 10.1016/j.tecto.2015.04.014
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Constraints for the cause of mass extinction at the Triassic-Jurassic boundary based on high precision platinum group element analyses (2015)
  • Author(s): W. Fujisaki, Y. Sawaki, T. Yokoyama, S. Yamamoto, S. Maruyama
  • Journal Title: BUNSEKI KAGAKU Volume: 64 Pages: 341-348
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Reconstruction of ocean plate stratigraphy in the Gwna Group, NW Wales: Implications for the subduction-accretion process of a latest Proterozoic trench-forearc (2015)
  • Author(s): Asanuma, H., Okada, Y., Fujisaki, W., Suzuki, K., Sato, T., Sawaki, Y., Sakata, S., Yamamoto, S., Hirata, T., Maruyama, S., Windley, B. F.
  • Journal Title: Tectonophysics Volume: 662 Pages: 195-207
  • DOI: 10.1016/j.tecto.2015.04.016
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Geochemistry of accreted metavolcanic rocks from the Neoproterozoic Gwna Group of Anglesey-Lleyn, NW Wales, U.K: MORB and OIB in the Iapetus Ocean (2015)
  • Author(s): Saito, T., Uno, M., Sato, T., Fujisaki, W., Haraguchi, S., Li, Y., Sawaki, Y., Yamamoto, S., Maruyama, S.
  • Journal Title: Tectonophysics Volume: 662 Pages: 243-255
  • DOI: 10.1016/j.tecto.2015.08.015
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Redox condition of the late Neoproterozoic pelagic deep ocean: 57Fe Mössbauer analyses of pelagic mudstones in the Ediacaran accretionary complex, Wales, UK (2015)
  • Author(s): Sato, T., Sawaki, Y., Asanuma, H., Fujisaki, W., Okada, Y., Maruyama, S., Isozaki, Y., Shozugawa, K., Matsuo, M., Windley, B. F.
  • Journal Title: Tectonophysics Volume: 662 Pages: 472-480
  • DOI: 10.1016/j.tecto.2015.08.002
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] 中期三畳紀Anisianにおける古海洋環境の復元 (2016)
  • Author(s): 藤崎渉、浅沼尚、須田好、鈴木和恵、吉屋一美、佐藤友彦、澤木佑介、松井洋平、横山哲也
  • Organizer: 日本地質学会
  • Place of Presentation: 日本大学文理学部キャンパス(東京都世田谷区桜上水)
  • Year and Date: 2016-09-10
• [Presentation] Os同位体から探る超海洋パンサラッサにおけるトアルシアン海洋無酸素事変時の火成活動の影響 (2016)
  • Author(s): 藤崎渉、上田修裕、須田好、佐藤友彦、澤木佑介、西澤学、横山哲也
  • Organizer: 日本地球惑星連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉県千葉市)
  • Year and Date: 2016-05-22
• [Presentation] Os同位体から探る超海洋パンサラッサにおけるトアルシアン海洋無酸素事変時の火成活動の影響 (2016)
  • Author(s): 藤崎渉、上田修裕、須田好、佐藤友彦、澤木佑介、西澤学、横山哲也
  • Organizer: 日本地球惑星連合大会
  • Place of Presentation: 千葉、幕張
  • Year and Date: 2016-05-22
• [Presentation] Os同位体から探る超海洋パンサラッサにおけるトアルシアン海洋無酸素事変時の火成活動の影響 (2015)
  • Author(s): 藤崎渉、上田修裕、須田好、佐藤友彦、澤木佑介、横山哲也
  • Organizer: 日本地球惑星連合大会
  • Place of Presentation: 千葉、幕張
  • Year and Date: 2015-05-24