Constraints on Cu and Zn concentrations in Paleoproterozoic seawater.

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17H04858
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 澤木 佑介 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (00635063)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 前期原生代 / 掘削試料 / 銅同位体比 / 亜鉛同位体比 / 真核生物

Outline of Annual Research Achievements

前期原生代の地層からは真核生物と解釈される形状化石が複数報告される。この時代は全球的に大気海洋が酸化的になった時代とされており、その大気海洋の酸化に応じて酸化還元鋭敏元素の濃度変化が起こったことが期待される。本研究では真核生物が多量に必要とする銅・亜鉛の海洋内における濃度変遷を調べる事を目的としている。当該時代の海洋の痕跡を保存している岩石を連続採取するために、ガボン共和国フランスヴィル地域周辺にて陸上掘削を行った。
掘削試料から作成した粉末試料を用いて、王水による酸処理、イオン交換の後、銅・亜鉛同位体比測定を行った。しかし、イオン交換の過程で同位体分別が起きている事が確認された。特に銅同位体比に関してはほぼ全ての試料で分析の再現性が確保されなかった。これは岩石試料中のCuがFeに比べて圧倒的に少ないために破過を起こしてしまう事、岩石中の有機物の分解が不完全であり、有機物がイオン交換樹脂中で反応を起こし、溶離曲線が変化した事などが原因として考えられる。亜鉛同位体比については試料数としては少ないながらもいくつかの分析点を得る事ができた。それらのデータに基づくと、前期原生代海洋中の亜鉛濃度は太古代に比べると上昇している様子が見て取れた。
上記銅・亜鉛同位体比の分析が当初予定に比べて芳しくないため、炭酸塩岩の希土類元素(REE)濃度を測定した。これらは海洋の情報を保持していると考えられ、Ceから見て酸化的な環境が局所的に存在していた事が明らかになった。また、今は炭酸塩として存在するMn鉱床も元々は酸化物として沈殿した証拠を得る事ができた。これらはいずれも前期原生代の海洋にも現在に類するほどの酸化的環境が局地的に存在していた事を意味する。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] マスク工科大学(ガボン)
  • Country Name: GABON
  • Counterpart Institution: マスク工科大学
• [Journal Article] Geology around Natural Reactors and Birthplace of Eukaryotes (2019)
  • Author(s): Sawaki, Y., Sato, T., Fujisaki, W., Ueda, H., Asanuma, H., Maruyama, S.
  • Journal Title: Journal of Geography (地学雑誌) Volume: 128 Pages: 549-569
  • DOI: doi.org/10.5026/jgeography.128.549
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Serpentinite-hosted hydrothermal system on the early Earth (2019)
  • Author(s): Ueda, H., Sawaki, Y.
  • Journal Title: Journal of Geography (地学雑誌) Volume: 128 Pages: 491-511
  • DOI: doi.org/10.5026/jgeography.128.491
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Redox condition and nitrogen cycle in the Permian deep mid-ocean: A possible contrast between Panthalassa and Tethys (2019)
  • Author(s): Fujisaki, W., Sawaki, Y., Matsui, Y., Yamamoto, S., Isozaki, Y., Maruyama, S.
  • Journal Title: Global and Planetary Change Volume: 172 Pages: 179-199
  • DOI: doi.org/10.1016/j.gloplacha.2018.09.015
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An integrated chemostratigraphic (δ13C-δ18O-87Sr/86Sr-δ15N) study of the Doushantuo Formation in western Hubei Province, South China (2019)
  • Author(s): Lan, Z., Sano, Y., Yahagi, T., Tanaka, K., Shirai, K., Papineau, D., Sawaki, Y., Ohno, T., Abe, M., Yang, H., Liu, H., Jiang, T., Wang, T.
  • Journal Title: Precambrian Research Volume: 320 Pages: 232-252
  • DOI: doi.org/10.1016/j.precamres.2018.10.018
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The Late Jurassic magmatic protoliths of the Mikabu greenstones in SW Japan: a fragment of an oceanic plateau in the Paleo-Pacific Ocean (2019)
  • Author(s): Sawada, H., Isozaki, Y., Aoki, S., Sakata, S., Sawaki, Y., Hasegawa, R., Nakamura, Y.
  • Journal Title: Journal of Asian Earth Sciences Volume: 169 Pages: 228-236
  • DOI: doi.org/10.1016/j.jseaes.2018.08.018
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nine requirements for the origin of Earth’s life: Not at the hydrothermal vent, but in a nuclear geyser system (2019)
  • Author(s): Maruyama, S., Kurokawa, K., Ebisuzaki, T., Sawaki, Y., Suda, K., Santosh, M.
  • Journal Title: Geoscience Frontiers Volume: 10 Pages: 1337-1357
  • DOI: doi.org/10.1016/j.gsf.2018.09.011
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Age constraints on the Palaeoproterozoic Lomagundi-Jatuli Event in Zimbabwe: zircon geochronology of the Magondi Supergroup (2019)
  • Author(s): Sawada, H., Mugandani, E. T., Sato, T., Sawaki, Y., Sakata, S., Isozaki, Y., Maruyama, S.
  • Journal Title: Terra Nova Volume: 31 Pages: 438-444
  • DOI: doi.org/10.1111/ter.12407
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Precambrian basement, provenance implication, and tectonic evolution of the Gargan block of the Tuva-Mongolia terranes, Central Asian Orogenic Belt (2019)
  • Author(s): Bold, U., Isozaki, Y., Aoki, S., Sakata, S., Ishikawa, A., Sawaki, Y., Sawada, H.
  • Journal Title: Gondwana Research Volume: 75 Pages: 172-183
  • DOI: doi.org/10.1016/j.gr.2019.05.003
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Shift in limiting nutrients in the late Ediacaran-early Cambrian marine systems of South China (2019)
  • Author(s): Nishizawa, M., Tsuchiya, Y., Du, W., Sawaki, Y., Matsui, Y., Wang, Y., Han, J., Komiya, T.
  • Journal Title: Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology Volume: 530 Pages: 281-299
  • DOI: doi.org/10.1016/j.palaeo.2019.05.036
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] Radiogenic Sr isotope chemostratigraphy of the Ediacaran Doushantuo Formation in the Yangtze Craton, South China (2019)
  • Author(s): 澤木佑介
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [Presentation] Trace element composition of zircon in Kofu granites: Quantitative indicator of sediment involved in parent magma (2019)
  • Author(s): Sawaki, Y., Asanuma, H., Sakata, S., Ohno, T.
  • Organizer: 日本地質学会第126年学術大会
• [Presentation] Constraint on the origin of methane from serpentinite-hosted Hakuba Happo hot spring by using 14CH4 and noble gas isotope (2019)
  • Author(s): Suda, K., Aze, T., Miyairi, Y., Yokoyama, Y., Matsui, Y., Ueda, H., Saito, T., Sato, T., Sawaki, Y., Nakai, R., Tamaki, H., Takahashi, H., Morikawa, N.
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [Presentation] 地質学的産状と化学組成を用いたグリーンランド・イスア表成岩帯の変成炭酸塩岩の起源の解明と初期太古代海洋環境の復元 (2019)
  • Author(s): Yoshida, S., Yasukawa, K., Kato, Y., Sawaki, Y., Komiya, T.
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [Presentation] Behavior of phosphorus during hydrothermal alteration of basalt under CO2-rich condition (2019)
  • Author(s): Murakami, A., Sawaki, Y., Ueda, H., Orihashi, Y., Machida, H., Komiya, H.
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [Presentation] Geotectonic history of Mona Complex in Anglesey-Lleyn, Wales (2019)
  • Author(s): Asanuma, H., Sawaki, Y., Maruyama, S.
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [Presentation] ガボン前期原生代フランスヴィル層群の炭酸塩炭素同位体層序 (2019)
  • Author(s): Sato, T., Sawaki, Y., Asanuma, H., Ueda, H., Maruyama, S.
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2019年大会
  • Invited
• [Presentation] Origin of methane in Hakuba Happo serpentinite-hosted hot spring: 14C and noble gas study (2019)
  • Author(s): Suda, K., Aze, T., Miyairi, Y., Yokoyama, Y., Matsui, Y., Ueda, H., Saito, T., Sato, T., Sawaki, Y., Nakai, R., Tamaki, H., Takahashi, H., Morikawa, N.
  • Organizer: Goldschmidt 2019 Conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Shift in limiting nutrients in late Ediacaran-early Cambrian oceans (2019)
  • Author(s): Nishizawa, M., Tsuchiya, Y., Du, W., Sawaki, Y., Matsui, Y., Wang, Y., Han, J., Komiya, T.
  • Organizer: Goldschmidt 2019 Conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Magnesium and strontium isotopic fractionations during experimental water-rock interactions at 300 °C, 500 bars (2019)
  • Author(s): Takei, Y., Ueda, H., Sawaki, Y., Ohno, T., Sakata, S.
  • Organizer: Goldschmidt 2019 Conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Occurrence and chemical composition of metamorphic carbonate rocks in the Isua supracrustal belt, West Greenland: Implications for the origin of the metacarbonate rocks and transitional trace element compositions of the Eoarchean seawater (2019)
  • Author(s): Yoshida, S., Yasukawa, K., Kato, Y., Sawaki, Y., Komiya, T.
  • Organizer: 日本地質学会第126年学術大会
• [Presentation] Carbon and nitrogen isotope signals of organic matter in the Cap Carbonate rock: Recovery of biological activity during deglaciation of the Marinoan Snowball Earth (2019)
  • Author(s): Anzai, M., Matsui, Y., Nishizawa, M., Sawaki, Y., Komiya, T.
  • Organizer: 日本地質学会第126年学術大会
• [Presentation] The end of the positive carbon isotope excursion and the appearance of eukaryotes in the Paleoproterozoic (2019)
  • Author(s): Sato, T., Sawaki, Y., Matsui, Y., Maruayma, S.
  • Organizer: 日本地質学会第126年学術大会
• [Presentation] Revised U-Pb zircon geochronology in the Archean North Pole area (2019)
  • Author(s): Asanuma, H., Sawaki, Y., Sakata, S., Maruyama, S.
  • Organizer: 日本地質学会第126年学術大会
• [Presentation] 二酸化炭素に富んだ蛇紋岩熱水 系のMg 同位体比 (2019)
  • Author(s): Ueda, H., Sawaki, Y., Takei, Y., Ohno, T., Shibuya, T.
  • Organizer: 2019年度日本地球化学会年会
• [Presentation] Magnesium and strontium isotopic fractionations during water-rock interactions in seafloor hydrothermal systems (2019)
  • Author(s): Takei, Y., Sawaki, Y., Ueda, H., Ohno, T.
  • Organizer: 2019年度日本地球化学会年会
• [Presentation] Development of new analytical methods for promoting research on Earth Metallomics (2019)
  • Author(s): Ohno, T., Sakata, S., Ijichi, Y., Nakabayashi, K., Fukami, Y., Sawaki, Y., Yamamoto, S.
  • Organizer: 2019年度日本地球化学会年会
• [Remarks] 澤木佑介のHP
  • URL: https://y-sawaki.jimdofree.com/