硫黄同位体地球化学的OAE判別手法の確立とその応用検証的展開

• Project/Area Number: 14654090
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Petrology/Mineralogy/Science of ore deposit
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 梶原 良道 筑波大学, 地球科学系, 教授 (80015578)
• Project Period (FY): 2002 – 2003
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2003)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2003: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2002: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
• Keywords: 硫黄同位体地球化学 / 海洋無酸素事変(OAE) / 炭酸塩構造置換態硫酸(SSS) / 硫黄同位体層序学 / 硫黄同位体古環境解析学 / 海洋硫黄同位体進化 / 生物源炭酸塩 / 硫黄同位体酸化還元分別 / 硫黄同位体 / 地球化学 / 同位体分別 / 海洋無酸素事変 / 構造置換態硫酸 / 硫化物 / 炭酸塩 / 古環境論

Research Abstract

著者は地質時代のOAE(海洋無酸素事変:Ocean Anoxic Event)を識別するための硫黄同位体地球化学指標として、生起源硫化物と同時代海水硫酸との間の見かけ同位体分別度が有効であることを提唱してきた。この手法を一般化する上での基本的問題の一つは、エバポライト硫酸塩を産しない堆積物系から同時代海水硫酸の同位体情報をどのようにして獲得するかである。この問題を克服するため、通常堆積岩に多少とも普遍的に含まれている生起源炭酸塩中の微量SSS(構造置換態硫酸:Structurally Substituted Sulfate)に注目した。SSSを分離抽出するには、共存している硫化物態硫黄の二次酸化混染を避けることに最大限の注意を払う必要がある。本研究では、試料の酸溶解・濾過・SSS回収の全処理過程を窒素ガスで置換した無酸素雰囲気のグローブボックス内で且つ各処理溶液に窒素ガスを流しつつ迅速に行う方法を採用し、この問題を解決した。同抽出法を応用し、本邦四国太平洋岸で採取した多数の現世珊瑚炭酸塩骨格試料の分析を行った。その結果、珊瑚骨格は平均6000ppm(最大10000ppm)の高濃度のSSSを含有しており、その同位体比は海水硫酸のグローバル平均値(δ=+21permil)とほぼ一致していることが明らかとなった。また、石炭紀バシュキリアン(320Ma)相当の珊瑚質石灰岩に応用し、当時の古海水同位体比(δ=+17permil)の復元に成功するとともに、共存硫化物との分別度から同堆積埋没盆にOAEは生起していなかったことを明らかにした。さらに、東北日本黒鉱地域の中新世泥質岩の硫黄同位体システマテイクスから、著者のOAE判別手法が生痕化石及び底棲有孔虫群集から推定される酸化還元環境と調和的であることを実証した。これらは、硫黄同位体層序学及び硫黄同位体古環境解析学の有効性を保証する基礎的成果であり、今後の新展開が期待される。

Research Products

• [Publications] Komuro, K.: "Paleoceanography and heavy metal enrichment of mudstones in the Green Tuff region, northeastern Japan"Resource Geology. 53(1). 37-49 (2003)
• [Publications] Komuro, K.: "Heavy sulfur-isotope enrichment in middle Miocene Onnagawa mudstones in the Green Tuff region, northeastern Japan"Resource Geology. 53(1). 61-65 (2003)
• [Publications] Ishihara, S.: "Origin of sulfur in some magmatic hydrothermal ore deposits of south China"Bulletin of Geological Survey of Japan. 53(3/4). 157-165 (2003)
• [Publications] Eguchi, A.: "Sulfur content and isotopic ratio of modern coral skeletons from the Pacific coast of southwestern Shikoku, Japan"Annual Report, Institute of Geoscience, University of Tsukuba. 29. 27-29 (2003)
• [Publications] Kajiwara, Y.: "Isotopic compositions of trace sulfate and sulfiole in a lower Bashkirian coralline carbonate clast from Japan"Annual Report, Institute of Geoscience, University of Tsukuba. 29. 31-35 (2003)
• [Publications] Ishihara, S.: "Sulfur Content and Isotopic Ratio of Cambro-Ordovician Carbonate Rocks from South Korea"Resource Geology. 52・1. 41-48 (2002)
• [Publications] Kulange, B.J.: "Cu-Fe bearing zinc sulfide from Laloki stratabound massive sulfide deposit, Papua New Guinea"Resource Geology. 52・1. 67-72 (2002)
• [Publications] Komuro, K.: "Benthic Foraminifera in Siliceous Black Ore from the Ezuri Kuroko Deposit, Hokuroku District, Japan"Resource Geology. 52・2. 111-121 (2002)
• [Publications] Ishihara, S.: "Possible Carbonate Origin of Ore Sulfur from Geumsong Mo Deposit, South Korea"Resource Geology. 52・3. 279-282 (2002)
• [Publications] Ishihara, S.: "Origin of sulfur in some magmatic-hydrothermal ore deposits of south China"Bulletin of the Geological Survey of Japan. 54・1(印刷中). (2003)