オフィオライト海洋地殻を用いた熱水変質に伴う元素移動モデルの確立

• 研究課題/領域番号: 15K17790
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 岩石・鉱物・鉱床学
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 山岡 香子 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, 主任研究員 (30610399)
• 研究期間 (年度): 2015-03-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2015年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 海洋地殻 / 熱水変質 / 微量元素 / 同位体

研究成果の概要

白亜紀の海洋地殻であるオマーンオフィオライトの主要・微量元素分析を実施し、海洋底からモホ面に至る海洋地殻断面の総括的な化学組成プロファイルを完成させた。この試料セットについてすでに報告されている二次鉱物組成、ストロンチウム・酸素・ホウ素の同位体組成にもとづいて、熱水変質の反応条件と元素の挙動について解析し、低温から高温までの熱水変質における物質収支を定量的に見積もることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

熱水変質した海洋地殻の化学組成は、海洋及び固体地球の化学進化を理解するために不可欠であるにも関わらず、掘削の困難さから、実際の海洋地殻から得られる情報は断片的であった。本研究ではオフィオライトをアナログとして、海洋地殻層序全体の化学組成プロファイルを明らかにし、全球的な物質循環に関して重要なリファレンスデータを提供することが出来た。

研究成果

• [国際共同研究] ハワイ大学(米国)
• [雑誌論文] Late Summer Peak and Scavenging-Dominant Metal Fluxes in Particulate Export Near a Seamount in the Western North Pacific Subtropical Gyre (2020)
  • 著者名/発表者名: Yamaoka Kyoko、Suzuki Atsushi、Tanaka Yuichiro、Suzumura Masahiro、Tsukasaki Ayumi、Shimamoto Akifumi、Fukuhara Tatsuo、Matsui Takaaki、Kato Shogo、Okamoto Nobuyuki、Igarashi Yoshiaki
  • 雑誌名: Frontiers in Earth Science 巻: 8 ページ: 558823-558823
  • DOI: 10.3389/feart.2020.558823
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Modern precipitation of hydrogenetic ferromanganese minerals during on-site 15-year exposure tests (2020)
  • 著者名/発表者名: Usui A., Hino H., Suzushima D., Tomioka N., Suzuki Y., Sunamura M., Kato S., Kashiwabara T., Kikuchi S., Uramoto G.-I., Suzuki K., Yamaoka K.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 号: 1 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1038/s41598-020-60200-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Potential influence of ocean acidification on deep-sea Fe-Mn nodules and pelagic clays: an improved assessment by using artificial seawater (2018)
  • 著者名/発表者名: Wang, Q., Kawahata, H., Yamaoka, K., Suzuki, A.
  • 雑誌名: Aquatic Geochemistry 巻: 24 号: 4 ページ: 307-322
  • DOI: 10.1007/s10498-018-9345-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Continuous growth of hydrogenetic ferromanganese crusts since 17 Myr ago on Takuyo-Daigo Seamount, NW Pacific, at water depths of 800-5500 m (2017)
  • 著者名/発表者名: A. Usui, K. Nishi, H. Sato, Y. Nakasato, B. Thornton, T. Kashiwabara, A. Tokumaru, A. Sakaguchi, K. Yamaoka, S. Ka, S. Nitahara, K. Suzuki, K. Iijima, and T.Urabe
  • 雑誌名: Ore Geology Reviews 巻: 印刷中 ページ: 71-87
  • DOI: 10.1016/j.oregeorev.2016.09.032
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Potential Influence of Ocean Acidification on Deep-Sea Fe?Mn Nodules: Results from Leaching Experiments (2017)
  • 著者名/発表者名: Wang Quan、Kawahata Hodaka、Manaka Takuya、Yamaoka Kyoko、Suzuki Atsushi
  • 雑誌名: Aquatic Geochemistry 巻: 23 号: 4 ページ: 233-246
  • DOI: 10.1007/s10498-017-9320-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Geochemistry and U-series dating of Holocene and fossil marine hydrothermal manganese deposits from the Izu-Ogasawara arc (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamaoka, K., Ma, L., Hishikawa, K., Usui, A.
  • 雑誌名: Ore Geology Reviews 巻: in press
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Geochemistry and U-series dating of Holocene and fossil marinehydrothermal manganese deposits from the Izu-Ogasawara arc (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamaoka, K., Ma, L. Hishikawa, K., Usui, A.
  • 雑誌名: Ore Geology Reviews 巻: - ページ: 114-125
  • DOI: 10.1016/j.oregeorev.2016.07.025
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Lithium isotopic systematics of submarine vent fluids from arc and back-arc hydrothermal systems in the western Pacific (2016)
  • 著者名/発表者名: Araoka, D., Nishio, Y., Gamo, T., Yamaska, K., Kawabata, H.
  • 雑誌名: Geochemistry, Geophysics, Geosystems 巻: 17 号: 10 ページ: 3835-3853
  • DOI: 10.1002/2016gc006355
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Annual particulate element fluxes in the central North Pacific Ocean from 30° to 46°N along 175°E (2020)
  • 著者名/発表者名: Yamaoka, K., Kawahata, H.
  • 学会等名: Goldschmidt Conference 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Modern precipitation of ferromanganese oxides and metal accumulation during 12-15-yr on-site experiment at NW Pacific seamounts (2020)
  • 著者名/発表者名: Usui, A., Hino, H., Suzushima, D., Kashiwabara, T., Tomioka, N., Yamaoka, K.
  • 学会等名: Goldschmidt Conference 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Strontium isotopic compositions of marine peridotites in the Oman ophiolite (2020)
  • 著者名/発表者名: Jiwon Eom, 若木重行，秋澤紀克，石川剛志，山岡香子，高澤栄一，川幡穂高
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2020
• [学会発表] コバルトリッチクラスト国際鉱区における堆積物の特性 (2020)
  • 著者名/発表者名: 山岡香子，鈴木 淳，太田雄貴，田中裕一郎，嶋本晶文，福原達雄，湊谷純平，加藤正悟，五十嵐吉昭，岡本信行
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2020
• [学会発表] Experimental study to assess the pH effect on metal release from Fe-Mn nodules and pelagic clays (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamaoka, K., Wang, Q., Kawahata, H., Suzuki, A.
  • 学会等名: The 29th International Ocean and Polar Engineering Conference (ISOPE-2019)
  • 国際学会
• [学会発表] Potential influence of ocean acidification on deep-sea Fe-Mn nodules: an assessment by using artificial seawater (2018)
  • 著者名/発表者名: 王 権、川幡穂高、山岡香子、鈴木 淳
  • 学会等名: JpGU Meeting 2018
• [学会発表] Kisimoto, K., Usui, A., Yamaoka, K., Nishimura, A., Yuasa, M., Suzuki, A., Suzuki, K., Kato, S. (2017)
  • 著者名/発表者名: 46th Underwater Mining Conference
  • 学会等名: Recent progress in the geological study of ferromanganese deposits in the Northwestern Pacific Seamounts: updated geological maps and seabed ROV observations
  • 国際学会
• [学会発表] 海底熱水系の固体・流体相互作用に関する同位体的研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山岡香子
  • 学会等名: 2017年度地球化学会年会
  • 招待講演
• [学会発表] 伊豆小笠原弧における現世および過去の熱水起源マンガン酸化物の化学組成 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山岡香子、臼井 朗
  • 学会等名: JpGU-AGU Joing Meeting 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Constant iron isotopic composition of Pacific deep water over the last 20 Ma (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamaoka, K., Borrok, D.M., Usui, A.
  • 学会等名: Goldschmidt Conference 2016
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県）
  • 年月日: 2016-06-26
  • 国際学会