2019 Fiscal Year Annual Research Report
海底マンガン酸化物鉱床とレアアース泥の一体解析による統一的成因の解明
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17H01361
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
中村 謙太郎 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (40512083)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安川 和孝 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (00757742)
臼井 洋一 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球深部ダイナミクス研究分野, 研究員 (20609862)
町田 嗣樹 千葉工業大学, 次世代海洋資源研究センター, 上席研究員 (40444062)
大田 隼一郎 千葉工業大学, 次世代海洋資源研究センター, 主任研究員 (70793579)
藤永 公一郎 千葉工業大学, 次世代海洋資源研究センター, 上席研究員 (90409673)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 海底鉱物資源 / 同位体 / 年代決定 / 化学データ解析 / 深層海流 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、以下の結果を得た。
(1) 太平洋全域の深海掘削コアの試料について、主成分・微量元素組成分析結果とイクチオリス層序年代結果の総合的な解析に着手した。その結果、太平洋全域においてレアアース泥が化学的特徴の異なる二つの層から成る共通の化学層序を示すことが確認された。そして、太平洋レアアース泥のレアアース濃集が、漸新世以前には生物源リン酸カルシウムの過剰な供給によってもたらされ、それ以降は一定の生物源リン酸カルシウム供給の下での堆積速度の低下によりもたらされていることが明らかとなった。また、中新世から現在に向かって大陸源物質の供給が卓越することで堆積速度が上昇し、レアアース濃度が時代と共に低下していることもわかった。興味深いことに、これらの時代は新生代のグローバルな気候変動の大きな転換点として知られる時代であり、レアアース泥の形成が全球的な気候の変動と密接にリンクしていることが初めて明らかとなった。
(2) 南鳥島EEZのマンガンノジュール試料については、核の鉱物分析および主成分・微量元素分析結果の解析を行った、その結果、南鳥島ノジュールの核は主に鉄石、燐灰岩、火山岩、凝灰岩、珪岩、泥岩からなることが明らかとなった。このうち、鉄石、燐灰岩、火山岩、凝灰岩については、明らかに周辺の海山からもたらされたものであることが明白である。また珪岩については，瑪瑙・水晶を含む石英脈の破片であることが明らかとなり、これも海山における火成活動の産物と解釈された．さらに泥石についても、化学組成分析の結果南鳥島EEZの海底に分布する泥とは明らかに組成の異なるものが多数含まれていることが明らかとなった。このことから、泥岩の核についても海山から供給されたものである可能性が高いことが明らかとなり、マンガンノジュールの形成には、海山の崩落による岩片等の核となる物質の供給が必須であることが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
試料の採取およびそれらの分析・解析、レアアース泥の分析データ解析および年代決定については、当初計画どおり順調に進展している。
今年度は、これらの分析の順調な進展によって、予定よりも早く考察を進めることができ、その結果太平洋レアアース泥の形成史の全貌と、その新生代気候変動との関連がほぼ解明できるところまで到達した。また，マンガンノジュール核の集中的な分析・解析という従来に無い新しいアプローチによって、初めてノジュール形成の必要条件を明らかにすることに成功した。これらを総括的に評価すれば、研究の進展は当初計画を上回っていると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度も、引き続き試料の化学組成分析およびOs同位体分析並びにイクチオリス層序解析による年代決定を進める計画である。それに加えて，得られたデータの解析についてもさらに進めて行く予定であり、特に本研究の総仕上げとして「レアアース泥とマンガン酸化物鉱床の形成史およびこれらの資源の成因的関連の全容解明」に向けた考察にも踏み込んで行く所存である．また、これまでに得られた成果の論文発表についても、積極的に進めて行く予定である。
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Research Products
(37 results)
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[Journal Article] Chemostratigraphy of deep-sea sediments in the western North Pacific Ocean: Implications for genesis of mud highly enriched in rare-earth elements and yttrium2020
Author(s)
Tanaka, E., Nakamura, K., Yasukawa, K., Mimura, K., Fujinaga, K., Iijima, K., Nozaki, T., Kato, Y.
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Journal Title
Ore Geology Reviews
Volume: 119
Pages: 103392
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Visualisation method for the broad distribution of seafloor ferromanganese deposits2019
Author(s)
Machida, S., Sato, T., Yasukawa, K., Nakamura, K., Iijima, K., Nozaki, T., Kato, Y.
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Journal Title
Marine Georesources & Geotechnology
Volume: ---
Pages: 1696432
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Significant impacts of pelagic clay on average chemical composition of subducting sediments: New insights from discovery of extremely rare-earth elements and yttrium-rich mud at Ocean Drilling Program Site 1149 in the western North Pacific Ocean2019
Author(s)
Mimura, K., Nakamura, K., Yasukawa, K., Machida, S., Ohta, J., Fujinaga, K., Kato, Y.
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Journal Title
Journal of Asian Earth Sciences
Volume: 186
Pages: 1696432
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Statistic and isotopic characterization of deep-sea sediments in the western North Pacific Ocean: Implications for genesis of the sediment extremely enriched in rare-earth elements.2019
Author(s)
Yasukawa, K., Ohta, J., Miyazaki, T., Vaglarov, B. S., Chang, Q., Ueki, K., Toyama, C., Kimura, J.-I., Tanaka, E., Nakamura, K., Fujinaga, K., Iijima, K., Iwamori, H., Kato, Y
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Journal Title
Geochemistry, Geophysics, Geosystems
Volume: 20
Pages: 3402-3430
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Origin of REY-rich mud in the North Pacific Ocean constrained from bulk geochemistry and depositional age.2019
Author(s)
Mimura K., Yamamoto K., Nakamura K., Yasukawa, K., Ohta J., Fujinaga K., Machida S., Usui Y. and Kato Y.
Organizer
Goldschmidt Abstracts 2019. August 22, 2019, Barcelona, Spain.
Int'l Joint Research
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[Presentation] REY-rich mud: An overview from scientific and engineering perspectives.2019
Author(s)
Kato Y., Yasukawa, K., Nakamura K., Fujinaga K., Takaya Y., Ohta J., Tanaka E., Mimura K., Iijima K., Machida S. and Nozaki T.
Organizer
Goldschmidt Abstracts 2019. August 22, 2019, Barcelona, Spain.
Int'l Joint Research
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[Presentation] Fluctuation of osmium isotope composition recorded in Cenozoic pelagic brown clay from the western North Pacific Ocean.2019
Author(s)
Ohta J., Nozaki T., Takaya Y., Yasukawa, K., Fujinaga K., Nakamura K., Kimura J.-I., Chang Q. and Kato Y.
Organizer
Goldschmidt Abstracts 2019. August 20, 2019, Barcelona, Spain.
Int'l Joint Research
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[Presentation] Geochemical features of “invisible gold” in pyrites from the Akeshi and Kasuga deposits, Kagoshima, Japan.2019
Author(s)
Ishida M., Romero R., Leisen M., Torimoto J., Nozaki T., Yasukawa, K., Fujinaga K., Nakamura K., Reich M. and Kato Y.
Organizer
Goldschmidt Abstracts 2019. August 20, 2019, Barcelona, Spain.
Int'l Joint Research
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[Presentation] Geochemistry of REY carriers within REY-rich muds in the Pacific Ocean.2019
Author(s)
Kashiwabara T., Toda R., Nakamura K., Yasukawa, K., Fujinaga K., Kubo S., Nozaki T., Takahashi Y., Suzuki K. and Kato Y.
Organizer
Goldschmidt Abstracts 2019. August 19, 2019, Barcelona, Spain.
Int'l Joint Research
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