ストロンチウム同位体をトレーサーに用いた熱水鉱液の化学進化に関する研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09640564
• 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, 助教授 (20155782)
• キーワード: ストロンチウム同位体 / 熱水素 / 火山岩 / スカルン鉱床 / 資源探査 / 環境トレーサー

研究概要

本研究はストロンチウム同位体を水質トレーサーに用い、熱水系の物質循環システムを再現すること、さらに資源探査や環境評価への指針を得ることを目的として行われたものである。南九州の屋久島に広く分布する花崗岩周辺のタングステン鉱床および菱刈金鉱床の熱水系について研究した。屋久島については充分なデータに基づく議論はできなかったが、堆積岩地域の鉱脈においても花崗岩に由来する低い^<87>Sr/^<86>Sr比を有するマグマ熱水の寄与が示唆された。菱刈地域の熱水系においては、変質岩や周辺の火山岩についてSr同位体に加えてNd・Pb同位体をトレーサーに用いて検討を行った。本地域の火山岩(安山岩〜石英安山岩)は北部の黒園山系と南部の獅子間野系に区別されるが、鉱床は獅子間野系火山岩類の後期の石英安山岩に伴い生じたと考えられている。Sr・Nd同位体の結果によれば、黒園山系火山岩は年代が若くなると共に周辺の四万十帯堆積岩類の混入およびより低温な結晶分化作用へと進化する。これに対して、獅子間野系火山岩類では、後期の石英安山岩や安山岩は低い^<87>Sr/^<86>Sr比と高い^<143>Nd/^<144>Nd比、更に高温の晶出温度を示し、より始源的なマグマ活動が示唆される。鉛同位体的には地殻下部にその起源が示唆された。一方、菱刈鉱山の石英脈および変質岩のPb同位体組成は明瞭に異なり、しかも単純なマグマ水と四万十帯堆積岩類の間の混合ラインに入らない。特に^<206>Pb/^<204>Pb比に相違が認められるが、その原因については不明である。熱水は降水が河川水や浅層地下水として進化した天水とマグマに由来する熱水の大きく二つに区分することができる。このような観点から天水そのものについてもSr同位体をトレーサーに用いた研究を行った。またSr同位体を利用した地化学的手法はスカルン型鉱床の成因や探査、石油探査においても有効であることを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Murakami H,Nakano,T: "Hydrothermal Alteration and original exploration of Zn-Pb skarn deposits in the Sakonish area,"Resoure Geology. 49. 259-280 (1999)
• [文献書誌] 加藤進 中野孝教: "石油抹鉱におけるストロンチウム同位体層序"石油技術協会誌. 64. 72-79 (1999)
• [文献書誌] Satake,K,Inoue T,Nakano,T: "Monitoring of nitrogen compounds in Yakushima・・・"Enuironmental Pollution. 102. 107-113 (1998)
• [文献書誌] 中野孝教、横尾頼子、田端鈴: "酸性雨研究におけるSr.Ph.同位体"ぶんせき. 10. 785-790 (1998)
• [文献書誌] Ito.T.Osui,・・・Nakano,T: "Strontium isotopic compsitiom of and・・・"Geochimica Cosmochimica Acta. 62. 1545-1554 (1998)
• [文献書誌] Nokano,T: "Pyroxene Geochemistry as an indicator for skann"Mineralogical Association Canada. 26. 147-167 (1998)