Elucidation of the genesis of extremely REY-rich mud based on independent component analysis

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15H06144
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 安川 和孝 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (00757742)
• Project Period (FY): 2015-08-28 – 2017-03-31
• Keywords: 海洋資源 / 地球化学 / 多変量解析 / 独立成分分析

Outline of Annual Research Achievements

本研究は，日本の排他的経済水域 (EEZ) で近年発見され，新規レアアース資源として有望視されている「超高濃度レアアース泥」の生成機構を，地球化学データセットの多変量統計解析に基づき解明することを目的とする．平成28年度には，平成27年6月～7月に実施されたMR15-02航海で南鳥島EEZから採取された堆積物試料363試料について，ガラスビード法を用いた蛍光X線分析装置 (XRF) による主成分元素分析およびフッ酸-硝酸-過塩素酸の混酸処理による酸分解法を用いた誘導結合プラズマ質量分析装置 (ICP-MS) による微量元素分析を実施し，合計43元素の高精度化学組成データを取得した．この新規データと平成27年度までに得られていたデータを統合し，合計1192試料から成る南鳥島EEZの深海堆積物化学組成データセットを構築した．
この大規模な化学組成データ行列に対して，独立成分分析による多変量統計解析を実行した．その結果，南鳥島EEZの深海堆積物は，IC1：レアアースを濃集した生物源リン酸カルシウム成分，IC2：大陸起源の砕屑性成分，IC3：IC2とは別の砕屑性成分 (火山起源等の可能性が考えられる)，IC4：マンガン酸化物成分，IC5：堆積後の続成作用を表すと考えられる成分，という5次元の地球化学的独立成分 (Independent Component, IC) の組み合わせで表現できることを明らかにした．IC2が超高濃度層を挟んでステップ的な変化を示すことから，超高濃度レアアース泥の生成は海底堆積物の削剥を伴う底層流強化と関係している可能性が示唆された．

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] Tracking the spatiotemporal variations of statistically independent components involving enrichment of rare-earth elements in deep-sea sediments (2016)
  • Author(s): Yasukawa, K., Nakamura, K., Fujinaga, K., Iwamori, H., Kato, Y.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 6 Pages: -
  • DOI: 10.1038/srep29603
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Geological factors responsible for REY-rich mud in the western North Pacific Ocean: Implications from mineralogy and grain size distributions (2016)
  • Author(s): Ohta, J., Yasukawa, K., Machida, S., Fujinaga, K., Nakamura, K., Takaya, Y., Iijima, K., Suzuki, K. and Kato, Y.
  • Journal Title: Geochemical Journal Volume: 50 Pages: 591-603
  • DOI: 10.2343/geochemj.2.0435
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Geochemistry of REY-rich mud in the Japanese Exclusive Economic Zone around Minamitorishima Island (2016)
  • Author(s): Fujinaga, K., Yasukawa, K., Nakamura, K., Machida, S., Takaya, Y., Ohta, J., Araki, S., Liu, H., Usami, R., Maki, R., Haraguchi, S., Nishio, Y., Usui, Y., Nozaki, T., Yamazaki, T., Ichiyama, Y., Ijiri, A., Inagaki, F., Machiyama, H., Iijima, K., Suzuki, K, Kato, Y. and KR13-02, MR13-E02 Leg 2 and KR14-02 Cruise members
  • Journal Title: Geochemical Journal Volume: 50 Pages: 575-590
  • DOI: 10.2343/geochemj.2.0432
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Discovery of extremely REY-rich mud in the western North Pacific Ocean (2016)
  • Author(s): Iijima, K., Yasukawa, K., Fujinaga, K., Nakamura, K., Machida, S., Takuya, Y., Ohta, J., Haraguchi, S., Nshio, Y., Tsui, Y., Nozaki, T., Yamazaki, T., Ichiyama, Y., Ijiri, A., Inagaki, F., Machiyama, H., Suzuki, K., Kato, Y. and KR13-02 Cruise members
  • Journal Title: Geochemical Journal Volume: 50 Pages: 557-573
  • DOI: 10.2343/geochemj.2.0431
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 第4の海底鉱物資源『レアアース泥』 (2016)
  • Author(s): 野崎達生・飯島耕一・藤永公一郎・中村謙太郎・高谷雄太郎・安川和孝・大田隼一郎・加藤 泰浩
  • Journal Title: 日本海水学会誌 Volume: 70 Pages: 90-96
• [Presentation] レアアース泥の起源と地球システムのダイナミクス：独立成分分析による数理統計的アプローチの成果 (2016)
  • Author(s): 安川和孝・中村謙太郎・藤永公一郎・岩森光・加藤泰浩
  • Organizer: 日本地質学会第123年学術大会
  • Place of Presentation: 東京・日本大学 (桜上水)
  • Year and Date: 2016-09-11
  • Invited
• [Presentation] Spatiotemporal distribution of independent components constituting deep-sea sediments (2016)
  • Author(s): Yasukawa, K., Nakamura, K., Fujinaga, K., Iwamori, H., Kato, Y.
  • Organizer: Goldschmidt 2016
  • Place of Presentation: 横浜・パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2016-06-29
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 南鳥島EEZ内の深海堆積物を構成する地球化学的独立成分 (2016)
  • Author(s): 安川和孝・中村謙太郎・藤永公一郎・大田隼一郎・岩森光・加藤泰浩
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2016年大会
  • Place of Presentation: 千葉・幕張メッセ
  • Year and Date: 2016-05-25
• [Presentation] 前期始新世「超温暖期」を記録するインド洋深海堆積物の多元素組成データ構造 (2016)
  • Author(s): 安川和孝・中村謙太郎・加藤泰浩・池原実
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2016年大会
  • Place of Presentation: 千葉・幕張メッセ
  • Year and Date: 2016-05-23
  • Invited
• [Presentation] 深海堆積物へのレアアース濃集を支配する地球化学的独立成分 (2016)
  • Author(s): 安川和孝・中村謙太郎・藤永公一郎・岩森光・加藤泰浩
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2016年大会
  • Place of Presentation: 千葉・幕張メッセ
  • Year and Date: 2016-05-22