| 研究概要 |
中央海嶺の海底熱水系において,海水が反応する相手の玄武岩が新鮮なものなのか,あるいは,既に変質を受けているものなのかを判別する事に使う事ができると考えられる溶解性成分(ホウ素とリチウム)に着目し,海水と玄武岩の150℃と300℃における相互作用の実験的研究を行った。玄武岩・海水相互作用に伴う海水の化学的な変化を連続的に測定する実験(Dickson型熱水反応装置による)とコンタミネーションを避けて正確な同位体比測定を行う試料を作る実験(コールドシール型熱水反応装置とオイルバスによる)の二つを平行して行った。実験装置はいずれも圧力容器と電気炉のみを購入し,圧力系と電源制御系を自作した。これらの装置を用いて,150℃と300℃で海水・玄武岩相互作用の実験を行った。150℃における最長の実験時間は,約1000時間である。海水の化学的変化を連続的に観察したDickson型熱水反応装置による実験結果は次のようになった。系の温度を昇温後,海水中のMg,SO4濃度が減少する。これに対して,K濃度は上昇し,Ca濃度もいったん減少した後,上昇する。pHもいったん減少し酸性化した後,増加する。これらの一連の溶液組成の変化は,海水中のMgが玄武岩と反応して含水変質鉱物を生じてpHを減少させる事と,Mgに代わって海水中に玄武岩からCaとKが放出される事,さらに,CaとSO4より硬石膏(CaSO4)が沈殿する事によって理解される。Mgの減少速度は,時間の対数に対してリニアーである。Dickson型熱水反応から,反応凍結後回収された岩石試料には,X線回折によりスメクタイトが同定された。コールドシール型熱水反応装置で作成したホウ素比測定用試料は,来年度測定予定で,コンタミネーションを防ぐため未開封で保存している。。
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