Formation mechanism of seafloor massive sulfide deposit based on geochemical studies of gangue minerals

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H01172
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 17030:Human geosciences-related
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: Ishibashi Jun-ichiro 神戸大学, 海洋底探査センター, 教授 (20212920)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 新城 竜一 総合地球環境学研究所, 研究部, 教授 (30244289) ; 山中 寿朗 東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (60343331) ; 岡崎 裕典 九州大学, 理学研究院, 准教授 (80426288)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 海底熱水鉱床 / 脈石鉱物 / マイクロサーモメトリー / 同位体比測定 / 放射非平衡年代測定 / 間隙水 / 堆積層内交代モデル

Outline of Final Research Achievements

Geochemical studies were conducted for sediment cores collected by scientific drilling into the subseafloor region of active hydrothermal fields in the Okinawa Trough. Analyses by micro-thermometry, isotope measurements of strontium and sulfur, and radio disequilibrium dating were conducted focusing on gangue minerals such as barite, in order to reveal temperature and geochemical environments beneath the seafloor. The obtained results were well explained by ongoing subseafloor mineralization by mixing of the hydrothermal fluid and pore water derived from the entrained seawater. This study successfully provided geochemical constraints to support the hydrothermal replacement model for ore genesis of seafloor sulfide ore deposits.

Free Research Field

地球化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の独創性は、現世の熱水活動域の地質試料の地球化学的解析から海底下の流体の挙動に伴う鉱化作用の進行を具体的に示した点にある。従来は地質時代に形成された熱水鉱床の地質学的な証拠によって進められてきた鉱床形成過程の議論に、新しい研究戦略を提示した点が本研究成果の学術的意義である。また本研究成果は、海底熱水鉱床を金属資源として開発する際に予想される課題に合理的な対応をするための基盤となる科学的知見の一つである点で、社会的意義が高い。