金・白金族元素沈殿の成因解明―ナノレベル存在形態解明の新展開

• 研究課題/領域番号: 18K03758
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分17030:地球人間圏科学関連
• 研究機関: 静岡大学
• 研究代表者: 森下 祐一 静岡大学, 防災総合センター, 客員教授 (90358185)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 金 / 白金 / SIMS / IRMS / 微小領域分析 / 深さ方向分析 / 鉱床成因 / 白金族 / 白金族元素 / 元素存在形態 / 沈殿機構 / 存在形態 / 微小領域

研究成果の概要

金と白金族元素は自然界においてミクロなスケールで偏在しており、微小なために顕微鏡でも見えないことが多い。様々な金鉱床から産する黄鉄鉱の10マイクロメーター以下の微小領域において金-ヒ素濃度を二次イオン質量分析法(SIMS)で定量分析し、金の存在形態や熱水の性質を推察した。
一方、海山から採取した鉄マンガンクラスト中の白金濃度をSIMSで分析し、白金の存在形態を明らかにした。また、鉱物の安定同位体比測定により、金属鉱床を生成した熱水の性質を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

金と白金族元素は、産業において様々な重要な役割を担っている。これら希少な元素は自然界においてミクロなスケールで偏在している事が多いために、未解明な課題も多い。陸上の様々なタイプの金鉱床と、将来の資源として注目される海底の鉄マンガンクラストを対象として、二次イオン質量分析法(SIMS)で金と白金を微小領域分析し、それらの存在形態を明らかにした。
安定同位体比分析による鉱床鉱物の研究と合わせ、これらの研究から学術的には鉱床の成因解明、社会的には資源を得るための知見が得られる。

研究成果

• [雑誌論文] Genesis and Evolution of Hydrothermal Fluids in the Formation of the High-Grade Hishikari Gold Deposit: Carbon, Oxygen, and Sulfur Isotopic Evidence (2022)
  • 著者名/発表者名: Morishita Yuichi、Yabe Yoriko
  • 雑誌名: Minerals 巻: 12 号: 12 ページ: 1595-1595
  • DOI: 10.3390/min12121595
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Magmatic evolution of the host magma of plutonic rocks in the Procellarum KREEP Terrane (2022)
  • 著者名/発表者名: Togashi Shigeko、Tomiya Akihiko、Kita Noriko T.、Morishita Yuichi
  • 雑誌名: Geochimica et Cosmochimica Acta 巻: 321 ページ: 375-402
  • DOI: 10.1016/j.gca.2021.12.029
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Ore Genesis of the Takatori Tungsten?Quartz Vein Deposit, Japan: Chemical and Isotopic Evidence (2021)
  • 著者名/発表者名: Morishita Yuichi、Nishio Yoshiro
  • 雑誌名: Minerals 巻: 11 号: 7 ページ: 765-765
  • DOI: 10.3390/min11070765
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Role of Hydrothermal Fluids in the Formation of the Kamioka Skarn-Type Pb?Zn Deposits, Japan (2021)
  • 著者名/発表者名: Morishita Yuichi、Wada Ayaka
  • 雑誌名: Geosciences 巻: 11 号: 11 ページ: 447-447
  • DOI: 10.3390/geosciences11110447
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Invisible Gold in Pyrite from Epithermal, Banded-Iron-Formation-Hosted, and Sedimentary Gold Deposits: Evidence of Hydrothermal Influence (2019)
  • 著者名/発表者名: Morishita Yuichi、Hammond Napoleon Q.、Momii Kazunori、Konagaya Rimi、Sano Yuji、Takahata Naoto、Ueno Hirotomo
  • 雑誌名: Minerals 巻: 9 号: 7 ページ: 447-447
  • DOI: 10.3390/min9070447
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Chemical, microstructural and chronological record of phosphates in the Ksar Ghilane 002 enriched shergottite (2019)
  • 著者名/発表者名: Roszjar J.、Whitehouse M.J.、Terada K.、Fukuda K.、John T.、Bischoff A.、Morishita Y.、Hiyagon H.
  • 雑誌名: Geochimica et Cosmochimica Acta 巻: 245 ページ: 385-405
  • DOI: 10.1016/j.gca.2018.11.015
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Significance of carbon and oxygen isotope ratios of hydrothermal calcite: Re-recognition of calcite for the interpretation of fluid-rock interaction processes during ore mineralization (2022)
  • 著者名/発表者名: Morishita, Y.
  • 学会等名: Goldschmidt Conference 2022, Hawaii, USA
  • 国際学会
• [学会発表] 防災における地質学：環境アセスの事例から (2022)
  • 著者名/発表者名: 森下 祐一
  • 学会等名: 静岡大学防災総合センター研究会
• [学会発表] 地質学の役割と重要性：リニア南アルプストンネルの水資源・自然環境への影響等を例として (2021)
  • 著者名/発表者名: 森下 祐一
  • 学会等名: 静岡県地質調査業協会 地盤技術講習会
  • 招待講演
• [学会発表] 鉱物資源・岩石・鉱山 (2021)
  • 著者名/発表者名: 森下 祐一
  • 学会等名: ふじのくに地球環境史ミュージアム学習会
  • 招待講演
• [学会発表] SIMSを用いた硫化鉱物中の見えない金の研究 (2020)
  • 著者名/発表者名: 森下祐一
  • 学会等名: SIMS研究会13
  • 招待講演
• [学会発表] SIMSによる鉄マンガンクラストの微小領域深さ方向分析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 森下 祐一
  • 学会等名: 海底マンガン鉱床の地球科学III -レアメタルと縞々を求めて-シンポジウム、高知
• [学会発表] 地質学を基盤としたIRMS・SIMS 研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 森下祐一
  • 学会等名: 日本質量分析学会同位体比部会、登別温泉
  • 招待講演
• [学会発表] 酸素・炭素同位体比から推定する菱刈鉱床熱水系 (2019)
  • 著者名/発表者名: 矢部頼子, 森下祐一
  • 学会等名: 日本質量分析学会同位体比部会、登別温泉
• [学会発表] 南アフリカ共和国ブッシュフェルト複合岩体北リムフラットリーフの酸素炭素同位体比について (2019)
  • 著者名/発表者名: 籾井一範, 森下祐一, D.F.Grobler
  • 学会等名: 日本質量分析学会同位体比部会、登別温泉
• [学会発表] 高品位金鉱床探査に資する微小領域分析技術 (2019)
  • 著者名/発表者名: 森下 祐一
  • 学会等名: 日本鉱業振興会研究助成研究成果報告会, 東京
  • 招待講演
• [学会発表] 鉱石中に潜在する見えない金・白金の微小領域分析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 森下祐一
  • 学会等名: 日本地質学会第126年学術大会, 山口大学
  • 招待講演
• [学会発表] 南アフリカブッシュフェルト複合岩体北リム,フラットリーフの鉱物学的特徴; クロム鉄鉱と輝石中のMg#とCr#に注目した観察 (2019)
  • 著者名/発表者名: 籾井一範, 森下祐一, N. Q. Hammond, D. F. Grobler
  • 学会等名: 資源地質学会第69回年会講演会, 東京
• [学会発表] 酸素・炭素同位体比から推定する菱刈鉱床熱水系 (2019)
  • 著者名/発表者名: 矢部頼子，森下祐一
  • 学会等名: 資源地質学会第69回年会講演会, 東京
• [学会発表] 浅熱水性金鉱床および熱水活動を受けた堆積岩胚胎金鉱床中の見えない金 (2019)
  • 著者名/発表者名: 森下祐一, N. Q. Hammond, 籾井一範, 小長谷莉未, 佐野有司, 高畑直人, 上野宏共
  • 学会等名: 資源地質学会第69回年会講演会, 東京
• [学会発表] Magmatic evolution estimated from trace elements in plagioclase from Procellarum KREEP terrane breccias (2019)
  • 著者名/発表者名: Togashi, S, Kita, N.T., Tomiya, A. and Morishita, Y.
  • 学会等名: 50th Lunar and Planetary Science Conference, Texas, USA
  • 国際学会
• [学会発表] 高品位金鉱床探査に資する微小領域分析技術 (2018)
  • 著者名/発表者名: 森下 祐一
  • 学会等名: 日本鉱業振興会研究助成研究成果報告会, 東京
  • 招待講演
• [学会発表] SIMS微小領域Au, Pt分析と鉄マンガンクラスト試料への適用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 森下 祐一
  • 学会等名: 海底マンガン鉱床の地球科学II -環境・開発・地球史-研究会,高知
• [学会発表] The dynamic history of Mars _ adding another puzzle piece from the analysis of Ca-phosphates in martian meteorites (2018)
  • 著者名/発表者名: Roszjar, J.1, Whitehouse, M. J., Terada, K., Fukuda, K., John, T., Bischoff, A., Morishita Y., and Hiyagon, H.
  • 学会等名: Austrian Geosciences Conference, Vienna, Austria
  • 国際学会
• [学会発表] Invisible gold in pyrite and pyrrhotite from epithermal, BIF-hosted and sedimentary gold deposits (2018)
  • 著者名/発表者名: Morishita, Y., Hammond, N.Q. and Ueno, H.
  • 学会等名: 28th Goldschmidt Conference 2018, Boston, USA
  • 国際学会
• [学会発表] Nature and origin of ore-forming fluids associated with BIF-hosted gold mineralization in the Kraaipan-Amalia greenstone belt, South Africa (2018)
  • 著者名/発表者名: Hammond, N.Q., Adomako-Ansah, K., Ishiyama, D., Yamamoto, M., Mizuta, T. and Morishita, Y.
  • 学会等名: Resources for future generations 2018, Vancouver, Canada
  • 国際学会
• [図書] Perspectives on deep-sea mining (2022)
  • 著者名/発表者名: Rahul Sharma, Yuichi Morishita et al.
  • 総ページ数: 689
  • 出版者: Springer
  • ISBN: 9783030879815
• [備考] サイエンスカフェ 金、プラチナの輝き：レアメタルは地球のどこにある？
  • URL: https://www.youtube.com/watch?v=ju4cYkyAoBo
• [備考] 静岡大学理学部 森下研究室
  • URL: http://sutv.shizuoka.ac.jp/video/12/94
• [備考] サイエンスカフェ 金、プラチナの輝き：レアメタルは地球のどこにある？
  • URL: http://sutv.shizuoka.ac.jp/video/12/95
• [備考] 静岡大学理学部地球科学科 森下祐一
  • URL: http://www.sci.shizuoka.ac.jp/%7egeo/staff/Morishita/Morishita.html