超高濃度レアアース泥の成因：その起源・元素濃集機構・堆積環境の解明

• 研究課題/領域番号: 16J07136
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 地球・資源システム工学
• 研究機関: 千葉工業大学 (2017); 国立研究開発法人海洋研究開発機構 (2016)
• 研究代表者: 大田 隼一郎 千葉工業大学, 次世代海洋資源研究センター, 主任研究員
• 研究期間 (年度): 2016-04-22 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: レアアース泥 / レアアース / 海底堆積物 / 海底資源 / 年代 / 古海洋 / 古環境 / 海底鉱物資源 / 深海底堆積物 / 生物源アパタイト / 顕微鏡

研究実績の概要

研究課題2年目である本年度の前半においては，超高濃度レアアース泥が生成した環境を明らかにするために，その堆積年代の推定を行った．研究に用いる堆積物コアとして，北西太平洋の南鳥島沖から採取された「超高濃度レアアース泥」層の見つかったコアに加えて，南太平洋から採取された「高濃度レアアース泥」層を含むコア，およびこれら2本のコアの間の地点（中央太平洋）から旧地質調査所によって採取された4本の堆積物コアを選定した．
まず，中央太平洋の4本のコアについて化学組成分析を行った．その結果，いずれのコアにおいても総レアアース濃度が1,500 ppmを超える高濃度レアアース泥層が見つかった．また，そのうちの1本には総レアアース濃度が4000 ppmを超える非常に高濃度なレアアース泥層が見つかった．これらのことは，レアアース資源ポテンシャルの高い堆積物が，南鳥島沖に限らずより広い海域で生成したことを示しており，資源工学的に重要な成果であるといえる．
次に，この中央太平洋のコアと南太平洋のコアを対象として，海水のオスミウム同位体比の経年変動と試料中のオスミウム同位体比の値を比較して年代を決定する「オスミウム同位体比層序」を用いて堆積年代の推定を行った．その結果，これらのコアの高濃度レアアース泥層の堆積年代は， 南鳥島の超高濃度レアアース泥層と同じく地球規模の寒冷化の開始時期にあたることがわかった．このことは大規模な地球環境変動と広域的な資源生成が関連している可能性を示しており，古海洋・古環境学的にも画期的な成果であるといえる．

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Technical University of Denmark(デンマーク)
• [雑誌論文] Uptake of porewater phosphate by REY-rich mud in the western North Pacific Ocean (2018)
  • 著者名/発表者名: Ijiri, A., Okamura, K., Ohat, J., Nishio, Y., Hamada, Y., Iijima, K., Inagaki, F.
  • 雑誌名: ＧＥＯＣＨＥＭＩＣＡＬ ＪＯＵＲＮＡＬ 巻: 52 号: 4 ページ: 373-378
  • DOI: 10.2343/geochemj.2.0522
  • NAID: 130007431358
  • ISSN: 0016-7002, 1880-5973
  • 年月日: 2018-07-31
  • 査読あり
• [雑誌論文] The tremendous potential of deep-sea mud as a source of rare-earth elements (2018)
  • 著者名/発表者名: Takaya, Y., Yasukawa, K., Kawasaki, T., Fujinaga, K., Ohta, J., Usui, Y., Nakamura, K., Kimura, J., Chang, Q., Hamada, M., Dodbiba, G., Nozaki, T., Iijima, K., Morisawa, T., Kuwahara, T., Ishida, Y., Ichimura, T., Kitazume, M., Fujita, T., Kato, Y.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 8 号: 1 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1038/s41598-018-23948-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Discovery of extremely REY-rich mud in the western North Pacific Ocean (2016)
  • 著者名/発表者名: Iijima, K., Yasukawa, K., Fujinaga, K., Nakamura, K., Machida, S., Takaya, Y., Ohta, J., Haraguchi, S., Nishio, Y., Usui, Y., Nozaki, T., Yamazaki, T., Ichiyama, Y., Ijiri, A., Inagaki, F., Machiyama, H., Suzuki, K., Kato, Y., KR13-02 Cruise members
  • 雑誌名: ＧＥＯＣＨＥＭＩＣＡＬ ＪＯＵＲＮＡＬ 巻: 50 号: 6 ページ: 557-573
  • DOI: 10.2343/geochemj.2.0431
  • NAID: 130005435147
  • ISSN: 0016-7002, 1880-5973
  • 年月日: 2016-11-30
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Geochemistry of REY-rich mud in the Japanese Exclusive Economic Zone around Minamitorishima Island (2016)
  • 著者名/発表者名: Fujinaga, K., Yasukawa, K., Nakamura, K., Machida, S., Takaya, Y., Ohta, J., Araki, S., Liu, H., Usami, R., Maki, R., Haraguchi, S., Nishio, Y., Usui, Y., Nozaki, T., Yamazaki, T., Ichiyama, Y., Ijiri, A., Inagaki, F., Machiyama, H., Iijima, K., Suzuki, K., Kato, Y., KR13-02, MR13-E02 Leg 2, KR14-02 Cruise Members
  • 雑誌名: ＧＥＯＣＨＥＭＩＣＡＬ ＪＯＵＲＮＡＬ 巻: 50 号: 6 ページ: 575-590
  • DOI: 10.2343/geochemj.2.0432
  • NAID: 130005435148
  • ISSN: 0016-7002, 1880-5973
  • 年月日: 2016-11-30
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Geological factors responsible for REY-rich mud in the western North Pacific Ocean: Implications from mineralogy and grain size distributions (2016)
  • 著者名/発表者名: J. Ohta, K. Yasukawa, S. Machida, K. Fujikawa, K. Nakamura, Y. Takaya, K. Iijima, K. Suzuki, and Y. Kato
  • 雑誌名: ＧＥＯＣＨＥＭＩＣＡＬ ＪＯＵＲＮＡＬ 巻: 50 号: 6 ページ: 591-603
  • DOI: 10.2343/geochemj.2.0435
  • NAID: 130005435146
  • ISSN: 0016-7002, 1880-5973
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] The latest research on REY-rich mud in the Pacific Ocean (2017)
  • 著者名/発表者名: 加藤泰浩，中村謙太郎，藤永公一郎，安川和孝，髙谷雄太郎，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
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2017年大会
• [学会発表] 全岩化学組成に基づく北太平洋の遠洋性深海堆積物層序 (2017)
  • 著者名/発表者名: 見邨和英，山本克志，中村謙太郎，安川和孝，大田隼一郎，藤永公一郎，町田嗣樹，加藤泰浩
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2017年大会
• [学会発表] 南太平洋におけるレアアース泥の分布と成因の解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中村謙太郎，李斯ヨウ，安川和孝，見邨和英，藤永公一郎，大田隼一郎，町田嗣樹，加藤泰浩
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2017年大会
• [学会発表] 南鳥島周辺の広域で観察されたマンガンノジュール分布と音響後方散乱強度との関係～YK17-11C航海速報～ (2017)
  • 著者名/発表者名: 町田嗣樹，安川和孝，飯島耕一，金子純二，大田隼一郎，藤永公一郎，石井輝秋，浅見慶志朗，堀之内航一，田中えりか，見邨和英，河原畑智朱，佐藤太一，中村謙太郎，加藤泰浩
  • 学会等名: 日本地質学会第124年学術大会
• [学会発表] レアアース泥研究の最新成果と南鳥島EEZにおける開発の実現に向けた取り組み (2017)
  • 著者名/発表者名: 加藤泰浩，中村謙太郎，藤永公一郎，安川和孝，髙谷雄太郎，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
  • 学会等名: 日本地質学会第124年学術大会
• [学会発表] The Origin of Deep-Sea Sediments in the Western North Pacific Ocean Based on Neodymium and Strontium Isotopic Ratios (2017)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, E., Yasukawa, K., Nakamura, K., Miyazaki, T., Vaglarov, B., Ohta, J., Fujinaga, K., Iwamori, H. and Kato, Y.
  • 学会等名: Goldschmidt 2017
  • 国際学会
• [学会発表] A Chemostratigraphic Correlation of Pelagic Clay in the North Pacific Ocean (2017)
  • 著者名/発表者名: Mimura, K., Yamamoto, K., Nakamura, K., Yasukawa, K., Ohta, J., Fujinaga, K., Machida, S. and Kato, Y.
  • 学会等名: Goldschmidt 2017
  • 国際学会
• [学会発表] 南鳥島周辺の遠洋性赤色粘土より測定した白亜紀最後期からの風成塵粒子サイズ変動 (2016)
  • 著者名/発表者名: 臼井洋一，大田隼一郎，飯島耕一，加藤泰浩
  • 学会等名: 日本地質学会第123年学術大会
  • 発表場所: 日本大学文理学部キャンパス（東京都世田谷区）
  • 年月日: 2016-09-12
• [学会発表] 海の鉱物資源の全容解明へ向けた新しい試み (2016)
  • 著者名/発表者名: 加藤泰浩，岩森光，中村謙太郎，尾上哲治，野崎達生，藤永公一郎，町田嗣樹，高谷雄太郎，安川和孝，大田隼一郎
  • 学会等名: 日本地質学会第123年学術大会
  • 発表場所: 日本大学文理学部キャンパス（東京都世田谷区）
  • 年月日: 2016-09-11
• [学会発表] 南鳥島EEZ南部における超高濃度レアアース泥の地球化学的特徴および分布状況 (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤永公一郎，安川和孝，中村謙太郎，髙谷雄太郎，大田隼一郎，大矢和孝，町田嗣樹，野崎達生，飯島耕一，加藤泰浩
  • 学会等名: 日本地質学会第123年学術大会
  • 発表場所: 日本大学文理学部キャンパス（東京都世田谷区）
  • 年月日: 2016-09-11
• [学会発表] 南鳥島EEZ南東部全域に分布するマンガンノジュール ～YK16-01航海速報～ (2016)
  • 著者名/発表者名: 町田嗣樹，飯島耕一，下村遼，安川和孝，藤永公一郎，野崎達生，金子純二，大田隼一郎，山本浩文，高谷雄太郎，石井輝秋，佐藤太一，中村謙太郎，加藤泰浩
  • 学会等名: 日本地質学会第123年学術大会
  • 発表場所: 日本大学文理学部キャンパス（東京都世田谷区）
  • 年月日: 2016-09-11
• [学会発表] REY-rich mud: A perspective on science and engineering of the new REY resource (2016)
  • 著者名/発表者名: Kato, Y., Fujinaga, K., Yasukawa, K., Ohta, J., Takaya, Y., Nozaki, T., Machida, S., Nakamura, K. and Iwamori, H.
  • 学会等名: Goldschmidt2016
  • 発表場所: Pacifico Yokohama（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-06-29
  • 国際学会
• [学会発表] Geochemical features and distribution of the extremely REY-rich mud in the Minamitorishima EEZ (2016)
  • 著者名/発表者名: Fujinaga, K., Yasukawa, K., Ohta, J., Nakamura, K., Takaya, Y., Nozaki, T., Machida, S., Iijima, K. and Kato, Y.
  • 学会等名: Goldschmidt2016
  • 発表場所: Pacifico Yokohama（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-06-29
  • 国際学会
• [学会発表] The origin of seafloor surface sediment in the western North Pacific Ocean (2016)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, E., Yasukawa, K., Nakamura, K., Miyazaki, T., Ohta, J., Fujinaga, K., Iwamori, H. and Kato, Y.
  • 学会等名: Goldschmidt2016
  • 発表場所: Pacifico Yokohama（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-06-29
  • 国際学会
• [学会発表] Chemostratigraphic correlation of deep-sea sediments in the western North Pacific Ocean and its implication for the origin of the extremely REY-rich mud (2016)
  • 著者名/発表者名: Mimura, K., Nakamura, K., Yasukawa, K., Ohta, J., Fujinaga, K., Machida, S. and Kato, Y.
  • 学会等名: Goldschmidt2016
  • 発表場所: Pacifico Yokohama（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-06-29
  • 国際学会
• [学会発表] A distribution of Cretaceous to Paleogene deep-water agglutinated foraminifers in the western North Pacific Ocean (2016)
  • 著者名/発表者名: Ohta, J., Nakamura, K., Yasukawa, K., Fujinaga, K., Iijima, K., Iwamori, H. and Kato, Y.
  • 学会等名: Goldschmidt2016
  • 発表場所: Pacifico Yokohama（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-06-27
  • 国際学会
• [学会発表] 北西太平洋の遠洋性堆積物中の白亜紀／古第三紀境界層付近における deep-water agglutinated foraminifers (2016)
  • 著者名/発表者名: 大田隼一郎，中村謙太郎，安川和孝，藤永公一郎，飯島耕一，岩森光，加藤泰浩
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2016年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
  • 年月日: 2016-05-25
• [学会発表] 南鳥島周辺EEZ内におけるレアアース泥研究の最新成果 (2016)
  • 著者名/発表者名: 加藤泰浩，藤永公一郎，中村謙太郎，安川和孝，大田隼一郎，高谷雄太郎，飯島耕一，町田嗣樹，野崎達生，木村純一，鈴木勝彦，岩森光
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2016年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
  • 年月日: 2016-05-25
• [学会発表] 南鳥島南方海域における超高濃度レアアース泥の分布状況 (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤永公一郎，安川和孝，町田嗣樹，野崎達生，高谷雄太郎，大田隼一郎，大矢和孝，新熊大生，西尾嘉朗，正木裕香，臼井洋一，原口悟，飯島耕一，天川裕史，鈴木勝彦，中村謙太郎，加藤泰浩，MR15-E02 Leg.2 乗船者一同
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2016年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
  • 年月日: 2016-05-25
• [学会発表] 南鳥島EEZ内の深海堆積物を構成する地球化学的独立成分 (2016)
  • 著者名/発表者名: 安川和孝，中村謙太郎，藤永公一郎，大田隼一郎，岩森光，加藤泰浩
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2016年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
  • 年月日: 2016-05-25
• [学会発表] 全岩化学組成及び同位体比に基づく南鳥島周辺EEZ内深海堆積物の起源の解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中えりか，安川和孝，中村謙太郎，宮崎隆，大田隼一郎，藤永公一郎，岩森光，加藤泰浩
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2016年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
  • 年月日: 2016-05-25
• [学会発表] 全岩化学組成に基づく北西太平洋の深海堆積物層序：レアアース泥起源への示唆 (2016)
  • 著者名/発表者名: 見邨和英，中村謙太郎，安川和孝，大田隼一郎，藤永公一郎，町田嗣樹，加藤泰浩
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2016年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
  • 年月日: 2016-05-25