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Formation mechanism of seafloor massive sulfide deposit based on geochemical studies of gangue minerals

Research Project

Project/Area Number 21H01172
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 17030:Human geosciences-related
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

Ishibashi Jun-ichiro  神戸大学, 海洋底探査センター, 教授 (20212920)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 新城 竜一  総合地球環境学研究所, 研究部, 教授 (30244289)
山中 寿朗  東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (60343331)
岡崎 裕典  九州大学, 理学研究院, 准教授 (80426288)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥13,260,000 (Direct Cost: ¥10,200,000、Indirect Cost: ¥3,060,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Keywords海底熱水鉱床 / 脈石鉱物 / マイクロサーモメトリー / 同位体比測定 / 放射非平衡年代測定 / 間隙水 / 堆積層内交代モデル / 同位体地球化学 / サーモメトリー / 重晶石 / 年代測定 / 熱水性粘土鉱物 / 海底熱水循環系 / 海底熱水系
Outline of Research at the Start

海底の熱水鉱床が形成される過程を解明することは、鉱床の探査や資源量の評価に直結する重要な科学的課題である。本研究では、熱水から沈殿して生成する硬石膏・重晶石・石英などの脈石鉱物に着目して鉱物学的・同位体地球化学的な解析を行い、これらの鉱物が生成した際の温度・化学環境を詳細に特定する。その結果に基づいて、「海底下堆積層内で進行する化学反応により熱水鉱床の形成が進む」というアイデアに基づく成因モデルの構築を目指す。

Outline of Final Research Achievements

Geochemical studies were conducted for sediment cores collected by scientific drilling into the subseafloor region of active hydrothermal fields in the Okinawa Trough. Analyses by micro-thermometry, isotope measurements of strontium and sulfur, and radio disequilibrium dating were conducted focusing on gangue minerals such as barite, in order to reveal temperature and geochemical environments beneath the seafloor. The obtained results were well explained by ongoing subseafloor mineralization by mixing of the hydrothermal fluid and pore water derived from the entrained seawater. This study successfully provided geochemical constraints to support the hydrothermal replacement model for ore genesis of seafloor sulfide ore deposits.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の独創性は、現世の熱水活動域の地質試料の地球化学的解析から海底下の流体の挙動に伴う鉱化作用の進行を具体的に示した点にある。従来は地質時代に形成された熱水鉱床の地質学的な証拠によって進められてきた鉱床形成過程の議論に、新しい研究戦略を提示した点が本研究成果の学術的意義である。また本研究成果は、海底熱水鉱床を金属資源として開発する際に予想される課題に合理的な対応をするための基盤となる科学的知見の一つである点で、社会的意義が高い。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2023 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (1 results) (of which Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] GNS Science(ニュージーランド)

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  • [Journal Article] Sulfide and sulfate mineralization within a volcanic conduit located in an active hydrothermal field in the Okinawa Trough2022

    • Author(s)
      J. Ishibashi, S. Totsuka, T. Miyamoto, Y. Itatani, K. Shimada, Y. Okazaki, T. Yamasaki, K. Ikehara, T. Nagase, Y. Takaya, R. Shinjo, T. Yamanaka, K. Arai, M. Tomita, S. Toyoda, H. Machiyama, K. Iijima, H. Yamamoto, H. Kumagai
    • Journal Title

      Proceedings of the 16th SGA Biennial Meeting, 28-31 March 2022

      Volume: 1 Pages: 153-155

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    • Open Access
  • [Presentation] Mineralogical and geochemical study of sediment cores collected from the Higashi Ensei hydrothermal field in the Okinawa Trough2023

    • Author(s)
      1.石橋純一郎, 椎木修平, 井上裕貴, 大田優介, 町山栄章, 飯島耕一, 笠谷貴史, 熊谷英憲
    • Organizer
      地球惑星科学連合2023年大会
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  • [Presentation] 粘土鉱物の酸素・水素同位体比温度計による海底下温度構造の推定2023

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      石橋純一郎, 板谷優志, 尾上哲治, ケビン・フォーレ
    • Organizer
      日本地球化学会第70回年会
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  • [Presentation] 中部沖縄トラフ伊江山熱水域で産する粘土鉱物・硫酸塩鉱物の解析に基づく海底下堆積物中における熱水・海水混合の考察2022

    • Author(s)
      板谷優志、石橋純一郎、新城竜一、山中寿朗、岡崎裕典、尾上哲治
    • Organizer
      地球惑星科学連合2022年大会
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  • [Presentation] 沖縄トラフ熱水域の掘削コア試料を用いた年代学研究2022

    • Author(s)
      石橋純一郎、板谷優志、尾上哲治、岡崎裕典、冨田麻紀子、豊田新、新井和乃
    • Organizer
      日本地球化学会第69回年会
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  • [Presentation] 沖縄トラフ伊江山熱水域から得られた堆積物コアの鉱物学的・地球化学的研究2021

    • Author(s)
      石橋純一郎、宮本堯、戸塚修平、島田和彦、山崎徹、池原研、長瀬敏郎、高谷雄太郎、町山栄章、飯島耕一、山本浩文、熊谷英憲
    • Organizer
      地球惑星科学連合2021年大会
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  • [Presentation] 沖縄トラフ伊江山サイト熱水域に産する重晶石の地球化学 的・年代学的研究2021

    • Author(s)
      板谷優志、石橋純一郎、冨田由紀子、豊田新、新城竜一、新井和乃、藤原泰誠
    • Organizer
      地球惑星科学連合2021年大会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Sulfide and sulfate mineralization within a volcanic conduit located in an active hydrothermal field in the Okinawa Trough2021

    • Author(s)
      J. Ishibashi, S. Totsuka, T. Miyamoto, Y. Itatani, K. Shimada, Y. Okazaki, T. Yamasaki, K. Ikehara, T. Nagase, Y. Takaya, R. Shinjo, T. Yamanaka, K. Arai, M. Tomita, S. Toyoda, H. Machiyama, K. Iijima, H. Yamamoto, H. Kumagai
    • Organizer
      Society for Geology Applied to Mineral Deposits, 16th Biennal Meeting
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    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] Staff Profiles: Dr. Kevin Faure

    • URL

      https://www.gns.cri.nz/about-us/staff-search/kevin-faure/

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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