鉱床形成に関与した熱水の起源

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08404033
• 研究機関: 鹿児島大学
• 研究代表者: 根建 心具 鹿児島大学, 理学部, 教授 (10107849)
• 研究分担者: 上野 宏共 鹿児島大学, 理学部, 教授 (50004354) ; 小林 哲夫 鹿児島大学, 理学部, 助教授 (70112430) ; 富田 克利 鹿児島大学, 理学部, 教授 (20041220) ; 志賀 美英 鹿児島大学, 法文学部, 教授 (50154191)
• キーワード: 鉱化作用 / 硫黄同位体比 / ハロゲン元素 / 熱水の起源 / 変質作用 / 火成活動 / 酸素同位体比

研究概要

火成活動と鉱化作用の時空関係を明らかにすると共に,地球化学的に鉱床構成元素の運搬と沈殿の特徴をつかみ,鉱液の起源を明らかにすることが本研究の目的である。
1)北薩地域の浅熱水性金鉱床については,酸性マグマの役割が大変大きく、揮発性成分に飽和したキューポラ状の頂点に熱水が上昇濃集した。熱水は酸化的であり硫黄はSO2の形をとり有用金属とは結合していなかった。塩素が金属と錯イオンを作ってマグマから運搬した。四万十層は還元的であり、熱水の温度が下がるにつれて塩素の錯イオンがこわれ、硫黄は還元的な種に変化した。金属はこの環境で塩素の錯イオンから硫黄の錯イオンに変換された。熱水はさらに上昇し酸化的な地下水と遭遇することにより今度は硫黄の錯イオンがこわれて金の沈澱を促した。マグマと四万十層中の生物に由来する有機物の重要性が指摘された。
2)鹿児島湾に湧出する熱水の中に含まれる揮発性成分、特に硫黄のほとんどはマグマ起源であることが分かった。一方水のほとんどが海水起源である。深所での生物活動が熱水の進化と鉱床の形成に密接に関連している。
域の深成岩,火山岩,基盤岩および鉱石について地球化学的な解析を行った。島弧型花崗岩の非対称性と有用元素と錯イオンを作るハロゲン元素の挙動は鉱床の分布と性質に密接に関係しておりプレート沈み込み帯の地球化学に関する多くの知見が得られた。
本研究で得られた成果は既に何度かにわけて公表したが,今後も国際的な討論の材料にしてゆきたい。

研究成果

• [文献書誌] Nedachi,M.: "Geochemistry of paleosols formed under oxic and anovic condition in the Babeldaob island,Palau."South Pacific Study. Vol.20,No.1. 50-69 (1999)
• [文献書誌] Nedachi,M.: "Detrital and hydrothermal origins for quartz,pyrite,and uraninite in Au-U-richi conglomerates of the Witwatersrand gold field,South Africa"Mineralogical Magazine. Vol.62A. 1060-1062 (1999)
• [文献書誌] Nedachi,M: "Weathering of granite under an O2-and -richi atmosphere 2.45 Ga at Pronto,Ontario,Canada"Mineralogical Magazine. Vol.62A. 1062-1063 (1999)
• [文献書誌] 根建心具: "太平洋の土台と変動"南太平洋海域研究報告. No.31. 77-89 (1998)
• [文献書誌] Nedachi,M: "Weathering of Metabasalt at Archean-Proterozoic Boundary era,in Elliot Lake area,Ontario,Canada."Bulletin of Kagoshima Junshin Junior College. No.29. 216-228 (1998)
• [文献書誌] Ueno,H: "Investigation of the deep-sea chemosythetic ecosystem and submarine volcano at the Kasuga 2 and 3 seamounts in the northern mariana trough,Western Pacific"JAMSTEC J.Deep Sea Res.. vol.14. 127-138 (1998)
• [文献書誌] 上野宏共: "北薩・串木野ちいきにおける高分解能空中磁気・放射能探査結果について"物理探査学会論文集. vol.98. 352-356 (1998)
• [文献書誌] Tomita,K.: "Influence of Cations and Concentrations on the Morphology of Gypsum Crystals."Rep.Fac.Sci.Kagoshima Univ.. No.31. 57-65 (1998)
• [文献書誌] Tomita,K.: "Geology,Occurrenci,Characteristics and Paragenesis of the Mixed-Layer Kaolinite/Smectite Clay Deposit in Liloan,Cebu,Philippines."Rep.Fec Sci.Kagoshima Univ.. No.31. 67-73 (1998)
• [文献書誌] Tomita,K.: "Clay mineralogy and chemistry of alteration halos associated with qypsum vein deposits from Mainit area,qeothermal field,Calumpan Peninsula.Philippines"Clay Science. vol.10. 541-568 (1999)
• [文献書誌] Tomita,K.: "Formation and evolution of weathering products in rhyolitic pyroclastic flow deposit,south Kyushu,Japan"Clay Science. vol.105. 699-710 (1999)
• [文献書誌] Tomita,K: "Geology,mineraloqy and paragenesis of the bentonite deposit in Balanban,Cebu Province,Philippines"Rept.Fac.Sci.Kagoshima Univ.. vol.32. 43-54 (1999)
• [文献書誌] Kobayashi,T.: "AMS 14C dating of historic eruptions of Kirishima,Sakurajima and Kaimondake volcanoes,southern Kyushu,Japan."Radiocarbon. ol.42.2. 825-832 (1998)
• [文献書誌] Kobayashi,T.: "The 〜10ka multiple vent pyroclastic eruption sequence at Togariro volcanic centre,Taupo Volcanic Zone,new Zealand:Part1.Erutive process during regional extension.Part2.Petrological insights into magma storage and transport during regional extension."Jour.Volcanol.Geotherm.Res.. Vol.86.1. 19-44,-45-65 (1998)
• [文献書誌] 小林哲夫: "霧島山、御鉢火山の噴火史"火山. 44巻. 52-68 (1999)