2019 Fiscal Year Research-status Report

超塩基性深成岩体に胚胎される熱水性白金鉱床の生成モデル構築

Research Project

Project/Area Number	19K03984
Research Institution	Akita University
Principal Investigator	越後拓也秋田大学, 国際資源学研究科, 准教授 (30614036)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	星出隆志秋田大学, 国際資源学研究科, 助教 (20647565) 荒岡大輔国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 研究員 (60738318) 渡辺寧秋田大学, 国際資源学研究科, 教授 (90358383)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	白金族元素 / 超塩基性岩 / ブッシュフェルト複合岩体 / 熱水変質作用 / ストロンチウム同位体 / 粒径分布
Outline of Annual Research Achievements	本研究課題では、南アフリカ共和国のブッシュフェルト複合岩体北部に位置するウォーターバーグPGE（白金族元素 Platinum Group Elements の略称）鉱床の形成モデルを構築するため、(1) 熱水変質鉱物の詳細な観察と分析、(2) 鉱石と母岩の微量元素およびSr-Nd同位体比測定、(3) PGE鉱化帯の岩石組織の定量的な解析を行うことを計画していた。今年度は前者2つの分析に取り組み、以下のような成果を得たので各項目に分けて説明する。 (1) 熱水変質鉱物の詳細な観察と分析: ウォーターバーグPGE鉱床には２つの鉱化帯が確認されており、上位の鉱化帯が塩基性岩を主体とするT-zone、下位の鉱化帯が超塩基性岩を主体とするF-zoneと呼ばれている。本研究ではいずれの鉱化帯についても熱水変質鉱物の同定を行った結果、角閃石や燐灰石、黒雲母といった含水鉱物が同定された。角閃石中の塩素量をSEM-EDSで半定量的に測定した結果、T-zoneの角閃石には3.4wt%、F-zoneの角閃石には4.2wt%のClが含有されていることが判明した。このことは、Clを含む熱水の作用が岩体全体に及んでいることを示唆する。 (2) 鉱石と母岩の微量元素およびSr-Nd同位体比測定：共同研究者である産総研の荒岡博士とともに、全岩組成の分析を行った。各種微量元素濃度を比較すると、T-zoneとF-zoenともにジルコニウム（Zr）濃度が100ppm近く含まれ、塩基性～超塩基性岩体にしてはZr濃度が高いことが明らかになった。また、Sr同位体はT-zoneでは大きな変動を示さなかったが、F-zoneのPGE鉱化帯では0.704以下と特異的に低い値を示した。このことは、T-zoneのPGE鉱化作用は単純な結晶分化作用、F-zoneの鉱化作用は初生的なマグマの注入によるものであることを示す。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 前述のとおり、本研究課題では (1) 熱水変質鉱物の詳細な観察と分析、(2) 鉱石と母岩の微量元素およびSr-Nd同位体比測定、(3) PGE鉱化帯の岩石組織の定量的な解析を行うことを目的としている。今年度は前者2つの分析を主に行い、上述のような成果を得ることが出来た。3つめの分析である岩石組織の定量分析にも着手しており、塩基性～超塩基性岩の単斜輝石について粒径分布関数を求める手法を確立した。来年度以降の分析につながる成果が得られ、おおむね順調に進展していると言える。
Strategy for Future Research Activity	前述のとおり、本研究課題では (1) 熱水変質鉱物の詳細な観察と分析、(2) 鉱石と母岩の微量元素およびSr-Nd同位体比測定、(3) PGE鉱化帯の岩石組織の定量的な解析を行うことを目的としている。それぞれの項目について説明する。(1) 今年度は主に塩素を含む鉱物の同定と分析を行ったが、来年度はフッ素などが含まれていないかも調べる。(2) Nd含有量が低いためにNd同位体の分析は難しいが、Mg同位体の分析を行う予定である。(3) PGE鉱化帯周辺によくみられる斑状斜長岩の成因について、定量的な解析に基づいて議論する。
Causes of Carryover	研究分担者が予定していた国内出張および海外出張について、別予算より旅費を支出することになったので旅費に余剰金が生じた。来年度はこの予算を使用して科研費課題の遂行に資する出張を行うこととする。