元素・同位体システマティクスによる地球資源形成プロセスの解明

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03453056
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 中野 孝教 筑波大学, 地球科学系, 助手 (20155782)
• 研究分担者: 梶原 良道 筑波大学, 地球科学系, 教授 (80015578)
• キーワード: 石炭鉱床 / 石油鉱床 / スカルン鉱床 / 土壌生態系 / Sr同位体 / 硫黄同位体 / レアア-ス元素 / 高速液体クロマトグラフィ-装置

研究概要

平成三年度においては、(1)元素・同位体分析システムの拡張と、(2)Sr同位体分析を様々な地質体に対して行いそれらの成因を明らかにすることを目的として研究を行った。
(1)に関しては、同位体分析用元素の分離・分取・定量の自動化を目的として、ウォ-タ-ズ社製の高速液体クロマトグラフィ-装置に特製のソフトウェアを搭載すると共に、Macintoshコンピュ-タによるデ-タ処理システムの効率化を行った。これにより分離の難しいレアア-ス元素に対してほぼ目的を達成することが出来た。これについては平成3年度の三鉱学会で報告し、現在分析方法をまとめている。
(2)に関しては、石炭・石油鉱床の他、スカルン鉱床産の試料の他、それらの形成を考える上で必要な水や草木類についても分析を行った。例えば石炭の場合、由来する草木類と地球化学的関係を知る必要があり、この点を明らかにするため筑波および八ケ岳周辺の試料について検討を行った。その結果、草木類のSr同位体組成は土壌水と一致すること、岩石のSr同位体的性質に応じて変化することが明らかとなりつつあり、石炭の成因と同時に土壌生態系における物質循環にSr同位体法が適用できることも明らかとなってきた。また常磐炭田地域の砕屑物に対してSr同位体法を適用し、当時の後背地の環境の復元を試みた。その結果、日本海拡大前後におけるテクトニックな環境変化が炭田地域の堆積物に残されている可能性を指摘することができた。石油については、中東および日本の試料について油田塩水とあわせ分析を行い、両者の間でSr同位体的平衡が成立しないことから互いに異なる起源を想定できること、また硫黄同位体組成も合わせて分析し、秋田と新潟地域では原油の起源物質が異なっていることなどが明らかとなりつつある。熱水鉱床については、茨城県の高取および加賀田鉱床のSr同位体的研究から、脈石のSrが周辺の岩石の溶脱によりもたらされたことが明らかとなった。これらの成果は現在まとめており一部印刷されている他、地質学会・地球化学会・鉱山地質学会などで発表ないし発表予定である。

研究成果

• [文献書誌] Nakano,T.: "An antipathetic relation the hedenbergite and johannsenite components in skarn clinopyroxene from the Kagata tungsten deposit,central Japan" Canadian Mineralogist. 29. 427-434 (1991)
• [文献書誌] Nakano,T.: "Strontium isotopic evidence on the contribution of host rock Sr to the Kagata magmaticーhydrothermal deposit Japan." Annual Report,lnstitute of Geoscience,University of Tsukuba. 17. (1991)
• [文献書誌] Nakano,T.,and Noda,H.: "Strontium isotopic equilibrium of limnetic molluscs with ambient lacustrine water in Uchinuma and Kasumigaura,Japan." Annual Report,lnstitute of Geoscience,University of Tsukuba,. 17. (1991)
• [文献書誌] 中野 孝教・田瀬 則雄・伊藤田 直史: "岩手県龍泉洞地域の水のSr同位体組成." 日本洞穴学研究所報告.10. (1992)
• [文献書誌] 中野 孝教: "地球表層環境の解析法 花こう岩のモ-ド組成と化学組成." 朝倉書店, (1992)