鉄同位体組成分析による地圏/水圏―生物圏相互作用の解明

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13440160
• Research Institution: The University of Totyo
• Principal Investigator: 加藤 泰浩 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (40221882)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 平田 岳史 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (10251612)
• Keywords: 鉄同位体 / 生体鉱化作用 / 鉄鉱床 / 縞状鉄鉱層 / 同位体分別 / プラズマ質量分析計 / バイオマーカー / バクテリア

Research Abstract

申請者らは,現世や過去の地質試料の鉄同位体組成の大枠を確立し,それにより全地球史を通じての地圏/水圏と生物圏の相互作用を解明することを目的として,本研究を進行させた.次のような成果を得たが,研究の重要な部分については,現在も研究を進展させている.
(1)第四紀の陸上温泉活動に伴って,バクテリアなどが関与して生成した堆積性鉄鉱床(群馬鉄山)について,その化学組成が極めて特異であることを見い出し,Resource Geology誌に発表した.さらに,地球化学的分別過程では説明がつかないほど大きな同位体分別を受けた鉄が存在していることを発見した.現在までに報告されている同位体分別としては最大のものである.Science誌に投稿したが,長期間の査読の結果,最終的に受理されなかった.in situ分析に改良を加えて,近日中にScience誌に再投稿するつもりである.
(2)群馬鉄山と同様の成因で生成した鉄鉱床(長崎県佐世保周辺地域)に,やはりおおきな鉄同位体分別が存在することを見出した.本鉱床においても,顕微鏡観察において,様々なバクテリアが確認された.また本鉱床では,はじめて軽い同位体異常が見つかった.現在分析精度を上げて,再測定しており,関連する現象については近日中にResource Geology誌に投稿する.
(3)縞状鉄鉱層の化学的特徴についての重要な基礎データを得た.重要な国際誌であるPrecambrian Research誌に受理され,現在印刷中である.
(4)プラズマ質量分析計に改良を施し,より精度の高いin situ分析を実現した.その結果を重要な国際誌であるJ.Anal.Atom.Spectrom.やAnalytical Chemistryに発表した.

Research Products

• [Publications] Kato, Y., Nakamura, K., Ikezaki, A.: "Origin and global tectonic significance of Early Archean cherts from the Marble Bar greenstone belt, Pilbara Craton, Western Australia"Precambrian Research. (in press). (2003)
• [Publications] Kato.Y., Nakao, K., Isozaki, Y.: "Geochemistry of Late Permian to Early Triassic pelagic cherts from southwest Japan : implications for an oceanic redox change"Chemical Geology. 182/1. 15-34 (2002)
• [Publications] Kato, Y., Kano, T., Kunugiza, K.: "Negative Ce anomaly in the Indian banded iron formations : Evidence for the emergence of oxygenated deep-sea at 2.9〜2.7 Ga"Resource Geology. 52/2. 101-110 (2002)
• [Publications] Kato, Y., Ikeda T., Moriguchi, E.: "Unique geochemistry of sedimentary iron deposit formed by biologically induced mineralization"Resource Geology. 52/2. 123-134 (2002)
• [Publications] Kato, Y., Urabe, T., Kakegawa, T.: "Preface : A special issue devoted to 50^<th> Anniversary Symposium : Mineral resources, Earth's environments and life"Resource Geology. 52/2. 81-82 (2002)
• [Publications] Nakamura, K., Kato, Y.: "Carbonate minerals in the Warrawoona Group, Pilbara Craton : Implications for continental crust, life and global carbon cycle in the Early Archean"Resource Geology. 52/2. 91-100 (2002)
• [Publications] 加藤泰浩: "縞状鉄鉱層の語るもの-ダイナミックな地球の進化の産物"生物の科学 遺伝. 56/4. 36-41 (2002)
• [Publications] 中村謙太郎, 加藤泰浩: "太古代初期(3.5Ga)の海底熱水活動による海洋地殻の炭酸塩化作用とそのCO2シンクとしての重要性:II.全岩化学組成"資源地質. 52/2. 147-162 (2002)
• [Publications] Kato, Y., Ikezaki, A., Nakamura, K., Terabayashi., Maruyama, S.: "Origins and global-tectonic significance of 3.46 Ga marine-deposited cherts and terrigenous clastic rocks from Pilbara greenstone belts"AGSO-Geoscience Australia Record. 2001/37. 235-237 (2001)
• [Publications] Nakamura, K., Kato, Y.: "Carbonatization of oceanic crust by the seafloor hydrothermal activity and its significance as a CO2 sink in the Early Archean"AGSO-Geoscience Australia Record. 2001/37. 68-69 (2001)
• [Publications] 藤永公一郎, 加藤泰浩: "白亜紀後期の海嶺衝突現象に伴う鉄・マンガンに富む堆積物:現世の海嶺熱水性堆積物との地球化学的類似性"資源地質. 51/1. 29-40 (2001)
• [Publications] Fukuda, K., Matsunaga, M., Kato, Y., Nakai, I.: "Chemical speciation of trace titanium in Hamersley banded iron formations by X-ray fluorescence imaging and XANES analysis"Journal of Trace and Microprobe Technique. 19/4. 509-519 (2001)
• [Publications] Hirata, T.: "Chemically assisted-Laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry"Analytical Chemistry. 75. 228-233 (2003)
• [Publications] Tanimizu, M., Asada, Y., Hirata, T.: "Absolute Isotopic Composition and Atomic Weight of Commercial Zinc Using Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry"Analytical Chemistry. 74. 5814-5819 (2002)
• [Publications] Hirata, T.: "In-situ precise isotopic analysis of tungsten using laser ablation-multiple collector-inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-MC-ICPMS) with time resolved data acquisition technique"J.Anal.Atom.Spectrom.. 17. 204-210 (2002)
• [Publications] Hirata, T.: "Determinations of Zr isotopic composition and U-Pb age for terrestrial and extraterrestrial zircons and baddeleytes using laser ablation-inductively coupled plasma mass spectrometry : implications for Nb-Zr isotopic systematics"Chemical Geology. 176. 323-342 (2001)
• [Publications] Hirata, T., Ohno, T.: "In-situ isotopic ratio analysis of iron using a laser ablation-multiple collector-inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-MC-ICPMS)"J.Anal.Atom.Spectrom.. 16. 487-491 (2001)