多元素同位体比によるレアアース泥の時空間分布と地球表層環境変動の因果律の解明

• Project/Area Number: 18J22633
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Earth system and resources engineering
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 田中 えりか 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2018-04-25 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000); Fiscal Year 2020: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 2019: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
• Keywords: レアアース泥 / 遠洋性堆積物 / 多元素同位体 / 起源成分 / 環境変動

Outline of Annual Research Achievements

本研究は，太平洋の深海堆積物，砕屑性成分および魚類の歯の多元素同位体比 (Nd同位体, Sr同位体) を分析することで，(1) レアアース泥を含む南北太平洋の深海堆積物を構成する起源成分を明らかにし，(2) 太平洋における超高濃度レアアース泥の生成機構と海洋環境変動の関連を解明することを目的としている．2020年度は，北西太平洋から1地点，南鳥島周辺海域から1地点，および南太平洋から2地点の計4地点の多元素同位体分析を実施した．
まず，2018年度，2019年度から継続し，北西太平洋の1地点の堆積物コアから計8試料の全岩堆積物試料に対してNd-Sr同位体分析を実施した．さらに，北西太平洋コア，南鳥島周辺海域コアおよび南太平洋コアから魚類の歯試料27試料の取り出しを行い，Nd-Sr同位体分析に供した．また，2019年度に分離した砕屑性成分試料14試料のNd-Sr同位体分析を実施した．なお，Nd-Sr同位体比分析は，海洋研究開発機構 (JAMSTEC) 内の表面電離型質量分析計 (Thermal Ionization Mass Spectrometry; TIMS) を使用した．また，分析前の試料の前処理はJAMSTEC内のクリーンルームで，魚類の歯の取り出しは東京大学大学院工学系研究科システム創成学専攻内の実験室で実施した．続いて，先行研究にて取得されている研究対象試料の化学組成データに対し統計解析を実施した．その結果は，取得した同位体データと合わせて，起源成分の推定に利用した．以上の分析・データ解析を基にした3か年の研究成果により，上述の研究目的 (1), (2) を達成し，博士論文としてまとめた．

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Stratigraphic Variations of Fe-Mn Micronodules and Implications for the Formation of Extremely REY-Rich Mud in the Western North Pacific Ocean (2021)
  • Author(s): Yasukawa Kazutaka、Kino Satoshi、Ohta Junichiro、Azami Keishiro、Tanaka Erika、Mimura Kazuhide、Fujinaga Koichiro、Nakamura Kentaro、Kato Yasuhiro
  • Journal Title: Minerals Volume: 11 Issue: 3 Pages: 270-270
  • DOI: 10.3390/min11030270
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Chemostratigraphic Correlations of Deep-Sea Sediments in the Western North Pacific Ocean: A New Constraint on the Distribution of Mud Highly Enriched in Rare-Earth Elements (2020)
  • Author(s): Tanaka Erika、Nakamura Kentaro、Yasukawa Kazutaka、Mimura Kazuhide、Fujinaga Koichiro、Ohta Junichiro、Iijima Koichi、Nozaki Tatsuo、Machida Shiki、Kato Yasuhiro
  • Journal Title: Minerals Volume: 10 Issue: 6 Pages: 575-575
  • DOI: 10.3390/min10060575
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Geochemical features of Fe-Mn micronodules in deep-sea sediments of the western North Pacific Ocean: Potential for co-product metal extraction from REY-rich mud (2020)
  • Author(s): Yasukawa Kazutaka、Kino Satoshi、Azami Keishiro、Tanaka Erika、Mimura Kazuhide、Ohta Junichiro、Fujinaga Koichiro、Nakamura Kentaro、Kato Yasuhiro
  • Journal Title: Ore Geology Reviews Volume: 127 Pages: 103805-103805
  • DOI: 10.1016/j.oregeorev.2020.103805
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Expedition 378 Preliminary Report: South Pacific Paleogene Climate (2020)
  • Author(s): Thomas, D.J., Rohl, U., Childress, L.B., and the Expedition 378 Scientists
  • Journal Title: International Ocean Discovery Program Volume: 378 Pages: 1-21
  • DOI: 10.14379/iodp.pr.378.2020
  • Open Access / Int'l Joint Research
• [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 yttrium (2020)
  • Author(s): Tanaka Erika、Nakamura Kentaro、Yasukawa Kazutaka、Mimura Kazuhide、Fujinaga Koichiro、Iijima Koichi、Nozaki Tatsuo、Kato Yasuhiro
  • Journal Title: Ore Geology Reviews Volume: 119 Pages: 103392-103392
  • DOI: 10.1016/j.oregeorev.2020.103392
  • Peer Reviewed / Open Access
• [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 Kazutaka、Ohta Junichiro、Miyazaki Takashi、Vaglarov Bogdan Stefanov、Chang Qing、Ueki Kenta、Toyama Chiaki、Kimura Jun‐Ichi、Tanaka Erika、Nakamura Kentaro、Fujinaga Koichiro、Iijima Koichi、Iwamori Hikaru、Kato Yasuhiro
  • Journal Title: Geochemistry, Geophysics, Geosystems Volume: 20 Issue: 7 Pages: 3402-3430
  • DOI: 10.1029/2019gc008214
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A new and prospective resource for scandium: Evidence from the geochemistry of deep-sea sediment in the western North Pacific Ocean (2018)
  • Author(s): Yasukawa Kazutaka、Ohta Junichiro、Mimura Kazuhide、Tanaka Erika、Takaya Yutaro、Usui Yoichi、Fujinaga Koichiro、Machida Shiki、Nozaki Tatsuo、Iijima Koichi、Nakamura Kentaro、Kato Yasuhiro
  • Journal Title: Ore Geology Reviews Volume: 102 Pages: 260-267
  • DOI: 10.1016/j.oregeorev.2018.09.001
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] The Renaissance of the oldest oceanic plate: Perspective of REY-rich mud as a paleoceanographic archive in a pelagic realm of the Pacific Ocean (2020)
  • Author(s): 田中えりか・安川和孝・中村謙太郎・大田隼一郎・野崎達生・臼井洋一・藤永公一郎・飯島耕一・加藤泰浩
  • Organizer: JpGU-AGU Joint Meeting 2020
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Marine Os Isotope Record during the Eocene Hyperthermals in the Indian Ocean: Implication for Continental Silicate Weathering Feedback (2020)
  • Author(s): Tanaka, E., Yasukawa, K., Ohta, J., Nakamura, K., Ravizza, G. and Kato, Y.
  • Organizer: Goldschmidt 2020
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] IODP Expedition 378 South Pacific Paleogene Climate: New high-resolution high-latitude Cenozoic Section (2020)
  • Author(s): Ursula Rohl, Deborah J Thomas, and Laurel Childress and the Expedition 378 Science Party
  • Organizer: EGU General Assembly 2020
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Chemostratigraphic Correlation of REY-Rich Mud Cores in the Western North Pacific Ocean. (2019)
  • Author(s): Tanaka, E., Nakamura, K., Yasukawa, K., Fujinaga, K., Machida, S., Nozaki, T. and Kato, Y.
  • Organizer: Goldshmidt 2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Extended lateral correlation of deep-sea sediments around the Minamitorishima EEZ based on downhole variation of bulk chemical composition. (2019)
  • Author(s): 田中えりか・中村謙太郎・安川和孝・藤永公一郎・飯島耕一・町田嗣樹・加藤泰浩
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [Presentation] 南鳥島レアアース泥の化学層序：レアアース濃集機構に対する示唆 (2019)
  • Author(s): 田中えりか・安川和孝・中村謙太郎・見邨和英・藤永公一郎・飯島耕一・野崎達生・加藤泰浩
  • Organizer: 第35回希土類学会討論会
• [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: Goldschmidt2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] X線CTによる遠洋性粘土中の堆積構造および生物源アパタイト分布の観察 (2019)
  • Author(s): 臼井洋一・飯島耕一・町山栄章・市山祐司・田中えりか・藤永公一郎・安川和孝
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [Presentation] レアアース泥に関する最新研究成果の概観 (2019)
  • Author(s): 加藤泰浩・中村謙太郎・藤永公一郎・安川和孝・高谷雄太郎・大田隼一郎・田中えりか・見邨和英・飯島耕一・町田嗣樹・野崎達生・木村純一・岩森光
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [Presentation] 南鳥島EEZの拓洋第5海山東方海域におけるレアアース泥の地球化学的特徴と分布状況 (2019)
  • Author(s): 藤永公一郎・安川和孝・野崎達生・町田嗣樹・高谷雄太郎・大田隼一郎・矢野萌生・下村遼・田中えりか・見邨和英・堀之内航一・松本賢治・臼井洋一・山本浩文・中村謙太郎・加藤泰浩・KM17-14C航海 乗船者一同
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [Presentation] 南鳥島レアアース泥の鉱物組成および粒度分布：超高濃度レアアース泥の生成機構への示唆 (2019)
  • Author(s): 酒井巧・田中えりか・安川和孝・大田隼一郎・藤永公一郎・中村謙太郎・加藤 泰浩
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [Presentation] 南鳥島EEZのレアアース泥に含まれるマイクロマンガンノジュールの地球化学的及び形態的特徴 (2019)
  • Author(s): 木野聡志・安川和孝・浅見慶志朗・田中えりか・藤永公一郎・中村謙太郎・加藤泰浩
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [Presentation] 化学組成及び同位体比に基づく南鳥島周辺EEZ内堆積物の起源の変遷 (2018)
  • Author(s): 田中えりか・安川和孝・中村謙太郎・宮崎隆・Bogdan Vaglarov・藤永公一郎・岩森光・加藤泰浩
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2018年大会
• [Presentation] レアアース泥に関する最新研究成果の総括 (2018)
  • Author(s): 加藤泰浩・中村謙太郎・藤永公一郎・安川和孝・高谷雄太郎・大田隼一郎・田中えりか・見邨和英・飯島耕一・町田嗣樹・野崎達生・木村純一・岩森光
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2018年大会
• [Presentation] 南鳥島南東方海域におけるレアアース泥の地球化学 (2018)
  • Author(s): 藤永公一郎・安川和孝・町田嗣樹・佐藤峰南・下村遼・田中えりか・見邨和英・臼井洋一・飯島耕一・高橋亜夕・山本浩文・鈴木勝彦・中村謙太郎・加藤泰浩・MR16-07乗船者一同
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2018年大会
• [Presentation] 南北太平洋のレアアース泥の起源：全岩化学組成及び同位体比に基づく示唆 (2018)
  • Author(s): 田中えりか・安川和孝・中村謙太郎・宮崎隆・Vaglarov Bodgan・大田隼一郎・藤永公一郎・岩森光・加藤泰浩
  • Organizer: 日本地質学会第 125 年学術大会
• [Presentation] 南鳥島レアアース泥研究の最新成果 (2018)
  • Author(s): 加藤泰浩・高谷雄太郎・ 安川和孝・中村謙太郎・藤永公一郎・大田隼一郎・町田嗣樹・田中えりか・見邨和英・飯島耕一・野崎達生・木村純一・岩森光
  • Organizer: 日本地質学会第 125 年学術大会
• [Presentation] 南鳥島レアアース泥のスカンジウム資源ポテンシャル (2018)
  • Author(s): 安川和孝・大田隼一郎・見邨和英・田中えりか・高谷雄太郎・臼井洋一・藤永公一郎・町田嗣樹・野崎達生・飯島耕一・中村謙太郎・加藤泰浩
  • Organizer: 日本地質学会第 125 年学術大会
• [Presentation] Downhole variation of REY-rich mud in the western North Pacific Ocean based on bulk chemical composition and Nd-Sr isotopic ratios (2018)
  • Author(s): Tanaka, E., Yasukawa, K., Nakamura, K., Miyazaki, T., Vaglarov, B., Ohta, J., Fujinaga, K., Iwamori, H. and Kato, Y.
  • Organizer: Goldschmidt 2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A quantitative constraint on the distribution of extremely REY-rich mud based on mass balance calculations of Nd in the ocean (2018)
  • Author(s): Yasukawa, K., Kawarabata, C., Tanaka, E., Mimura, K., Nakamura, K., Fujinaga, K. and Kato, Y.
  • Organizer: Goldschmidt 2018
  • Int'l Joint Research