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新たなレアメタル資源・黒色頁岩型鉱床はどこでできるのか?―観測と理論からの制約―

研究課題

研究課題/領域番号 22K14637
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分31020:地球資源工学およびエネルギー学関連
研究機関千葉工業大学

研究代表者

矢野 萌生  千葉工業大学, 次世代海洋資源研究センター, 主任研究員 (30880281)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード黒色頁岩 / レアメタル / 貧酸素海洋 / XAFS / 数理モデル
研究開始時の研究の概要

本研究では,古生代~現世の貧酸素環境で形成した堆積物を対象に,レアメタル濃度と堆積物中でのレアメタル元素の存在形態に関する情報を取得し,その結果から推定される海洋の酸化還元状態や主要なレアメタルのホスト相・化学種などを制約条件に海洋から堆積物への元素沈積フラックスモデルを構築する.これにより,レアメタル濃集を支配する真に重要な過程は何か,どのような環境条件が揃うと資源と呼べるレベルまで元素が濃集するのかを定量的に検証することで,貧酸素環境における堆積性レアメタル鉱床の成因を明らかにする.最終的に,上で明らかにした資源生成の必要条件を満たす有望な地質体を新規探査の候補として提案することを目指す.

研究実績の概要

本研究は,古生代~現世の貧酸素環境で形成した堆積物を対象に,レアメタル濃度と堆積物中でのレアメタル元素の存在形態に関する情報を取得し,その結果から推定される海洋の酸化還元状態や主要なレアメタルのホスト相・化学種などを制約条件に海洋から堆積物への元素沈積フラックスモデルを構築することを目的としている.これにより,レアメタル元素の濃集を支配する真に重要な過程は何か,どのような環境条件が揃うと資源と呼べるレベルまで元素が濃集するのかを定量的に検証することで,貧酸素環境における堆積性レアメタル鉱床の成因を明らかにする.
令和5年度には,まずカリアコ海盆の最表層試料に対してマルチコレクタ誘導結合プラズマ質量分析装置 (Multi Collector Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry, MC-ICP-MS) によるレニウム (Re) 濃度測定を行い,その結果をもとに黒色泥,黒色頁岩のRe資源としてのポテンシャルの見積もりを行った.結果については,日本地質学会第130年学術大会で発表を行った.また,新規サンプル(ODP Site 1207 (Shatsky Rise) とイタリアGorgo a CerbaraセクションのOceanic Anoxic Event (OAE) 1aのサンプル)に対して,全有機炭素量・全硫黄量の測定を行った.さらに,これらのサンプルの主要・微量元素濃度のデータを加えたデータセットに対して独立成分分析(ICA)を行い,レアメタル元素の濃集メカニズムの検討を行った.その結果についての論文を現在準備中である.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究の目的を達成するためのデータの取得,解析が進められているため.

今後の研究の推進方策

今後はMC-ICP-MSを用いたRe濃度分析を行いデータを取得し,さらにXAFS測定により堆積物中でのレアメタル元素の存在形態に関する情報を取得する.それらの結果から,推定される海洋の酸化還元状態や主要なレアメタルのホスト相・化学種などを制約条件に海洋から堆積物への元素沈積フラックスモデルの構築を進める.

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Petrography and stratigraphic Os isotopic ages of ferromanganese nodules from the Northwest Pacific east of Minamitorishima Island2024

    • 著者名/発表者名
      Nozaki Tatsuo、Goto Kosuke T.、Takaya Yutaro、Shimada Kazuhiko、Owada Akira、Shimoda Gen、Kimura Jun-Ichi、Chang Qing、Onoue Tetsuji、Machida Shiki、Ishii Teruaki、Shimizu Kenji、Hirano Naoto、Mimura Kazuhide、Yano Moei、Ohta Junichiro、Kato Yasuhiro
    • 雑誌名

      Journal of Asian Earth Sciences: X

      巻: 11 ページ: 100176-100176

    • DOI

      10.1016/j.jaesx.2024.100176

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Marine osmium isotopic composition reconstructed from the early Permian umber deposit in the Japanese accretionary complex2023

    • 著者名/発表者名
      Yano Moei、Yasukawa Kazutaka、Nozaki Tatsuo、Fujinaga Koichiro、Ohta Junichiro、Nakamura Kentaro、Kato Yasuhiro
    • 雑誌名

      Journal of Asian Earth Sciences

      巻: 241 ページ: 105480-105480

    • DOI

      10.1016/j.jseaes.2022.105480

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The age and origin of the Ruwai polymetallic skarn deposit, Indonesia: evidence of Cretaceous mineralization in the Central Borneo metallogenic belt2023

    • 著者名/発表者名
      Cendi, D. P. D., Agangi, A., Idrus, A., Chelle-Michou, C., Lai, C-K., Ishida, M., Guillong, M., Gonzales-Alvarez, I., Takahashi, R., Yano, M., Mimura, K., Ohta, J., Kato, Y., Simbolon, D. R.
    • 雑誌名

      Economic Geology

      巻: -

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Iron deposition during recovery from Late Devonian oceanic anoxia: Implications of the geochemistry of the Kawame ferromanganese deposit, Nedamo Belt, Northeast Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Kuwahara Yusuke、Fujinaga Koichiro、Nozaki Tatsuo、Ohta Junichiro、Yano Moei、Yasukawa Kazutaka、Nakamura Kentaro、Kato Yasuhiro
    • 雑誌名

      Global and Planetary Change

      巻: 216 ページ: 103920-103920

    • DOI

      10.1016/j.gloplacha.2022.103920

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Os isotopic composition of Early Cretaceous seawater reconstructed from umber deposit in the Japanese accretionary complex2023

    • 著者名/発表者名
      Yano, M., Yasukawa, K., Fujinaga, K., Ohta, J., Kuwahara, Y., Nakayama, K., Nakamura, K., Kato, Y.
    • 学会等名
      Goldschmidt2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 現世海洋における黒色泥のレアメタル資源としての利用可能性の検討2023

    • 著者名/発表者名
      矢野萌生,安川和孝,中村謙太郎,加藤泰浩
    • 学会等名
      日本地質学会第130年学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 関東山地三波川帯長瀞地域に産する赤鉄片岩の起源と堆積場2023

    • 著者名/発表者名
      矢野萌生,安川和孝,野崎達生,藤永公一郎,小笠原光基,中村謙太郎,加藤泰浩
    • 学会等名
      JpGU Meeting 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 始新世温室地球における気候の長期トレンドの要因:海水オスミウム同位体比に基づく考察2023

    • 著者名/発表者名
      桑原佑典,安川和孝,大田隼一郎,矢野萌生,見邨和英,田中えりか,藤永公一郎,中村謙太郎,加藤泰浩
    • 学会等名
      JpGU Meeting 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 南鳥島マンガンノジュールのOs同位体層序年代決定とμXRF元素マッピングによる成長ハイエイタスの実態解明2022

    • 著者名/発表者名
      青柳颯汰,大田隼一郎,矢野萌生,見邨和英,浅見慶志朗,野崎達生,中村謙太郎,安川和孝,町田嗣樹,加藤泰浩
    • 学会等名
      日本地質学会第129年学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 横浪アンバーから復元した前期白亜紀の海水Os同位体組成2022

    • 著者名/発表者名
      藤永公一郎,矢野萌生,安川和孝,中村謙太郎,大田隼一郎,桑原佑典,中山健,加藤泰浩
    • 学会等名
      日本地質学会第129年学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 高知県国見山アンバーから復元したペルム紀前期の海水Os同位体組成2022

    • 著者名/発表者名
      矢野萌生,大田隼一郎,藤永公一郎,安川和孝,中村謙太郎,加藤泰浩
    • 学会等名
      JpGU Meeting 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] インド洋の炭酸塩堆積物より復元した古第三紀の海水Os同位体比記録:始新世「超温暖化」イベントにおける化学風化フィードバックへの示唆2022

    • 著者名/発表者名
      桑原佑典,安川和孝,大田隼一郎,矢野萌生,見邨和英,田中えりか,藤永公一郎,中村謙太郎,加藤泰浩
    • 学会等名
      JpGU Meeting 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 東北日本の小坂・尾去沢・細倉鉱床から産出した硫化鉱物のRe-Os同位体組成の特徴とその放射年代決定に対する示唆2022

    • 著者名/発表者名
      小笠原瑞姫,大田隼一郎,石田美月,矢野萌生,藤永公一郎,安川和孝,中村謙太郎,加藤泰浩
    • 学会等名
      JpGU Meeting 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 中央北太平洋の古海水Os同位体記録に基づく古第三紀温室地球の化学風化と火成活動に関する考察2022

    • 著者名/発表者名
      池上翔,安川和孝,田中えりか,大田隼一郎,桑原佑典,矢野萌生,藤永公一郎,中村謙太郎,加藤泰浩
    • 学会等名
      JpGU Meeting 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 南鳥島周辺海域の遠洋性粘土の岩相境界部分における化学組成およびOs同位体比の特徴2022

    • 著者名/発表者名
      宅間晴史,見邨和英,矢野萌生,大田隼一郎,藤永公一郎,安川和孝,中村謙太郎,加藤泰浩
    • 学会等名
      JpGU Meeting 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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