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

• 研究課題/領域番号: 18J22633
• 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: 東京大学
• 研究代表者: 田中 えりか 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)
• 研究期間 (年度): 2018-04-25 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円); 2020年度: 700千円 (直接経費: 700千円); 2019年度: 700千円 (直接経費: 700千円); 2018年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
• キーワード: 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

研究実績の概要

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．

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Stratigraphic Variations of Fe-Mn Micronodules and Implications for the Formation of Extremely REY-Rich Mud in the Western North Pacific Ocean (2021)
  • 著者名/発表者名: Yasukawa Kazutaka、Kino Satoshi、Ohta Junichiro、Azami Keishiro、Tanaka Erika、Mimura Kazuhide、Fujinaga Koichiro、Nakamura Kentaro、Kato Yasuhiro
  • 雑誌名: Minerals 巻: 11 号: 3 ページ: 270-270
  • DOI: 10.3390/min11030270
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 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)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Erika、Nakamura Kentaro、Yasukawa Kazutaka、Mimura Kazuhide、Fujinaga Koichiro、Ohta Junichiro、Iijima Koichi、Nozaki Tatsuo、Machida Shiki、Kato Yasuhiro
  • 雑誌名: Minerals 巻: 10 号: 6 ページ: 575-575
  • DOI: 10.3390/min10060575
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 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)
  • 著者名/発表者名: Yasukawa Kazutaka、Kino Satoshi、Azami Keishiro、Tanaka Erika、Mimura Kazuhide、Ohta Junichiro、Fujinaga Koichiro、Nakamura Kentaro、Kato Yasuhiro
  • 雑誌名: Ore Geology Reviews 巻: 127 ページ: 103805-103805
  • DOI: 10.1016/j.oregeorev.2020.103805
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Expedition 378 Preliminary Report: South Pacific Paleogene Climate (2020)
  • 著者名/発表者名: Thomas, D.J., Rohl, U., Childress, L.B., and the Expedition 378 Scientists
  • 雑誌名: International Ocean Discovery Program 巻: 378 ページ: 1-21
  • DOI: 10.14379/iodp.pr.378.2020
  • オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 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)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Erika、Nakamura Kentaro、Yasukawa Kazutaka、Mimura Kazuhide、Fujinaga Koichiro、Iijima Koichi、Nozaki Tatsuo、Kato Yasuhiro
  • 雑誌名: Ore Geology Reviews 巻: 119 ページ: 103392-103392
  • DOI: 10.1016/j.oregeorev.2020.103392
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 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)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 雑誌名: Geochemistry, Geophysics, Geosystems 巻: 20 号: 7 ページ: 3402-3430
  • DOI: 10.1029/2019gc008214
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A new and prospective resource for scandium: Evidence from the geochemistry of deep-sea sediment in the western North Pacific Ocean (2018)
  • 著者名/発表者名: Yasukawa Kazutaka、Ohta Junichiro、Mimura Kazuhide、Tanaka Erika、Takaya Yutaro、Usui Yoichi、Fujinaga Koichiro、Machida Shiki、Nozaki Tatsuo、Iijima Koichi、Nakamura Kentaro、Kato Yasuhiro
  • 雑誌名: Ore Geology Reviews 巻: 102 ページ: 260-267
  • DOI: 10.1016/j.oregeorev.2018.09.001
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2020
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Marine Os Isotope Record during the Eocene Hyperthermals in the Indian Ocean: Implication for Continental Silicate Weathering Feedback (2020)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, E., Yasukawa, K., Ohta, J., Nakamura, K., Ravizza, G. and Kato, Y.
  • 学会等名: Goldschmidt 2020
  • 国際学会
• [学会発表] IODP Expedition 378 South Pacific Paleogene Climate: New high-resolution high-latitude Cenozoic Section (2020)
  • 著者名/発表者名: Ursula Rohl, Deborah J Thomas, and Laurel Childress and the Expedition 378 Science Party
  • 学会等名: EGU General Assembly 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Chemostratigraphic Correlation of REY-Rich Mud Cores in the Western North Pacific Ocean. (2019)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, E., Nakamura, K., Yasukawa, K., Fujinaga, K., Machida, S., Nozaki, T. and Kato, Y.
  • 学会等名: Goldshmidt 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Extended lateral correlation of deep-sea sediments around the Minamitorishima EEZ based on downhole variation of bulk chemical composition. (2019)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 学会等名: 第35回希土類学会討論会
• [学会発表] REY-Rich Mud: An Overview from Scientific and Engineering Perspectives (2019)
  • 著者名/発表者名: Kato, Y., Yasukawa, K., Nakamura, K., Fujinaga, K., Takaya, Y., Ohta, J., Tanaka, E., Mimura, K., Iijima, K., Machida, S. and Nozaki, T.
  • 学会等名: Goldschmidt2019
  • 国際学会
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [学会発表] レアアース泥に関する最新研究成果の概観 (2019)
  • 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・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
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2018年大会
• [学会発表] レアアース泥に関する最新研究成果の総括 (2018)
  • 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・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
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2018年大会
• [学会発表] 南鳥島南東方海域におけるレアアース泥の地球化学 (2018)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2018年大会
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 学会等名: 日本地質学会第 125 年学術大会
• [学会発表] 南鳥島レアアース泥研究の最新成果 (2018)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 学会等名: 日本地質学会第 125 年学術大会
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 学会等名: 日本地質学会第 125 年学術大会
• [学会発表] Downhole variation of REY-rich mud in the western North Pacific Ocean based on bulk chemical composition and Nd-Sr isotopic ratios (2018)
  • 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 2018
  • 国際学会
• [学会発表] A quantitative constraint on the distribution of extremely REY-rich mud based on mass balance calculations of Nd in the ocean (2018)
  • 著者名/発表者名: Yasukawa, K., Kawarabata, C., Tanaka, E., Mimura, K., Nakamura, K., Fujinaga, K. and Kato, Y.
  • 学会等名: Goldschmidt 2018
  • 国際学会