深海底堆積物の続成作用による粘土鉱物形成に伴う化学成分・酸素安定同位体の挙動

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07640660
• 研究機関: 大阪市立大学
• 研究代表者: 中屋 晴恵 (益田 晴恵) 大阪市立大学, 理学部, 助教授 (70183944)
• キーワード: 自生粘土鉱物 / 続生作用 / 酸素同位体 / スメクタイト / フッ石 / 分別係数 / 地質温度計 / 深海底堆積物

研究概要

今年度は2年にわたる研究計画の2年次であった。初年度には、天然の試料から目的とする粘土鉱物の分離方法を確立した。また、自生粘土鉱物の温度変化に伴う化学成分の挙動と鉱物学的性質を検討するために透過型電子顕微鏡と分析電子顕微鏡を用いて観察を行った。また、同位体分別係数の決定を行うための水熱合成装置の設計と製作準備を行った。
2年度になる今年度は天然の自生粘土鉱物の酸素同位体比分析を行った。また、水熱合成装置を完成させ、実験を行っている。
形成温度と間隙水の安定同位体比が得られている南海トラフのボーリング坑から得られた試料から分離した粘土鉱物の酸素同位体比を測定した結果、堆積深度(温度)が増加するに従って、重酸素が減少する傾向が明瞭に認められる。したがって、粘土鉱物の酸素同位体比は地質温度計として有効に用いられることが明らかである。また、低温で広く認められる自生粘土鉱物であるスメクタイトの八面体陽イオンの化学組成が温度に依存して変わる傾向が認められた。酸素同位体と組み合わせて、スメクタイトの化学成分を用いた温度計の可能性を検討している。これらの結果は1998年3月に行なわれる水-岩石相互作用国際研究集会で発表する予定である。
水熱合成装置を完成させ、摂氏300度までの静水圧下で行えることを確認した。さらに、実験に用いるためのイライトの選定を行い、摂氏200度までの静水圧下で反応実験を行った。データは現在解析中である。

研究成果

• [文献書誌] 中屋晴恵: "深海底における粘土鉱物の形成機構。" 月刊地球.号外No 16. 55-58 (1996)
• [文献書誌] Gamo T., Chiba H., Masuda H., Edmonds H. N., Fujioka K., Kodama Y., Nanba H., and Sano Y.: "Chemical characteristics of hydrothermal fluids from the TAG mound of the mid-Atlantic Ridge in August 1994 : implications for spatial and temporal varlability of hydrotehrmal activity." Geophysical Research Letters. V23. 3483-3486 (1996)
• [文献書誌] Masuda H., O'Neil J. R., W.-T. Jiang and D. R. Peacor: "Relation between interlayer composition of authigenic smectite, mineral assemblages, 1/S reaction rate, and fluid composition in silicic ash of the Nankai Trough." Clays and Clay Minerals. V. 44. 443-459 (1996)