1991 Fiscal Year Annual Research Report
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03102002
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
大本 洋 東北大学, 理学部, 教授 (60194304)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北風 嵐 東北大学, 理学部, 助手 (90035064)
奈良岡 浩 東北大学, 理学部, 助手 (20198386)
林 謙一郎 東北大学, 理学部, 助手 (40124614)
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| Keywords | 地球初期 / 表層環境 / 生物活動 / 元素循環 / 酸素分圧 / 熱水活動 / 縞状鉄鉱床 / 超微量ガス同位体比 |
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| Research Abstract |
地球初期の始生代岩石試料約100個について、岩石研磨薄片の顕微鏡観察、粉末X線分析、蛍光X線分析による全岩化学分析、および炭素・イオウの含量と同位体比分析などを行った。用いた試料はグリ-ンランド・イスア地域(約38億年前)とオ-ストラリア・ピルバラ地域(約35〜25億年前)のものが主であり、カナダ・ノランダ地域(約27億年前)および南アフリカ・ババ-トン地域(約35億年前)についても行った。また、ノランダ地域とピルバラ地域については夏期に地質調査と試料採集を行った。
その結果、Fe,Mg,Ca,K,Naなどの分析値からイスア地域の堆積岩の源岩は普通の火成岩が主で、生成時には大気中にO_2がほとんど存在しなかったか、同時にまたは風化ー運搬ー堆積という過程がO_2の影響を受けない海面下で起こったことを示唆する。ピルバラ地域堆積岩の上記元素の分析では、これら陽イオンが顕生代堆積岩と同じような挙動をとっているために約30億年前にはすでに大気中にかなりのO_2が存在していたと考えられる。また、炭素とイオウ・ウラン存在量は正の相関を示し、この説を支持する。さらにNi,Cr,Cu,Znなどの微量金属元素に注目すると大規模な熱水活動の可能性が示唆され、縞状鉄鉱床の成因のひとつとしてこれらの熱水活動が考えられる。
また、本研究にとって最も重要な分析機器である超微量ガス同位体比測定用質量計および付属装置一式は12月末に搬入され、設置と性能試験および予備テストが行われている。その間、上記の一部試料について、イオウ、炭素などの同位体比測定を米国ペンシルヴァニア州立大学の装置を使用して行い、始生代には海洋においてすでに硫酸還元バクテリアの活動が活発であり、大気中にある程度の酸素が存在していたことを示す結果を得た。
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[Publications] Chu,Xue-lei;Ohmoto,H.: "Kinetics of isotope exchange reactions involving intra- and inter- molecular reactions.Part I.Rate law for system with two chemical compounds and three exchangeable atoms" Geochimica et Cosmochimica Acta. 55. 1953-1963 (1991)
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[Publications] Ohmoto,H.;Hayashi,K.et al.: "Solubility and reaction kinetics of solution-solid reactions determined by in situ observations" Nature. 351. 634-636 (1991)
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[Publications] Hayashi,K.;Ohmoto,H.: "Solubility of gold in NaClー and H_2Sーbearing aqueous solutions at 250 ー 350℃" Geochimica et Cosmochimica Acta. 555. 2111-2126 (1991)
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[Publications] Ohmoto,H.: "Biogeochemistry of sulur and the mechanisms of sulfide-sulfate mineralization in Archean oceans.In "Early Organic Evolution:Implications for Mineral & Energy Resources"" Springer Verlag Publ.Co., 640 (1992)
