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2012 年度 実績報告書

希土類元素地球科学の新たな可能性の探索

研究課題

研究課題/領域番号 11J07188
研究機関広島大学

研究代表者

中田 亮一  広島大学, 大学院・理学研究科, 特別研究員(DC1)

キーワード希土類元素(REE) / 水-岩石反応 / 酸化還元状態 / 安定同位体比 / 化学状態
研究概要

〈研究(1):原油中の希土類元素(REE)〉原油の生成過程における水一堆積岩と原油との間でのREEの分配挙動の解明を目指し,有機物の熟成過程におけるREEの分配挙動を模擬した室内実験を様々な温度条件下で行った.その結果,温度が高くなるにつれて腐植物質であるフミン酸に吸着していたREEが堆積岩へと分配されていくことが明らかとなった.同様の現象は天然でも生じていると推測されたため,石油資源開発から秋田県由利原油田のコア試料を提供して頂きREE濃度を測定したが,堆積岩へのREEの再分配は認められなかった.今後は,室内実験で見られた現象と天然で生じている反応の違いを埋めていく必要がある.
〈研究(2):水―岩石反応温度計としてのユーロピウム(Eu)異常の解釈〉試薬を調製し,主成分の存在度を保ったままREE濃度を高くした玄武岩を合成し,40,60,80℃で長期間反応実験を行った.反応温度が低く,同位体比を測定できるだけのEuは溶出されなかったが,水―岩石反応における重要な基礎データが得られており,今後は反応後の固相試料(合成玄武岩)の組織観察などを行なう予定である.
〈研究(3):古酸化還元指標としてのセリウム(Ce)異常の精密化〉これまでの研究で化学状態と安定同位体比を組み合わせることでより精密な酸化還元指標となることが明らかとなったことから,実際の地質学試料への応用を始めており,美濃帯の炭酸マンガンノジュールに現れる正のCe異常についての研究や,三畳紀のチャート試料について結果が出始めている.また,同じ希土類元素であるネオジムとサマリウムについても同様の実験を行い,化学的性質が似ている希土類元素の安定同位体分別を支配する要因が吸着構造に依存することを明らかにした.

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

研究(2)については計画変更を余儀なくされているが,研究(1)ではこれまで着目されていなかった有機物の熟成過程における元素の挙動について理解が進んでいる1また,研究(3)では天然試料への応用を進めている一方で,ネオジムとサマリウムの室内実験から希土類元素安定同位体分別について重要な知見が得られた.

今後の研究の推進方策

研究(1)については,今後も様々な研究機関等に依頼し,原油および貯留層(岩石)のREE濃度を測定することで,有機地球化学と無機地球化学の境界領域で生じる現象を明らかにしていく.研究(2)については,反応後の合成玄武岩の試料観察を行い,水一岩石反応における希土類元素の挙動を明らかにしていく.研究(3)については,今後も様々な地質学試料へと応用し,地球史を通した酸化還元状態の変化を明らかにしていく.

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (12件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Thermogenic Methane with Secondary Alteration in Gases Released from Terrestrial Mud Volcanoes2013

    • 著者名/発表者名
      R. Nakada and Y. Takahashi
    • 雑誌名

      Hydrocarbon

      ページ: 29-42

    • DOI

      10.5772/482

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Isotopic and speciation study on cerium during its solid-water distribution with implication for Ce stable isotope as a paleo-redox proxy2013

    • 著者名/発表者名
      R. Nakada, ほか
    • 雑誌名

      Geochimica et Cosmochimica Acta

      巻: 103 ページ: 49-62

    • DOI

      10.1016/j.gca.2012.10.045

    • 査読あり
  • [学会発表] 水一玄武岩相互作用におけるREEの挙動2013

    • 著者名/発表者名
      中田亮一, ほか
    • 学会等名
      第11回 微生物一鉱物一水一大気相互作用研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2013-03-21
  • [学会発表] Understanding of the mechanisms of stable isotopic fractionation of rareearth elements during adsorption2013

    • 著者名/発表者名
      R. Nakada, ほか
    • 学会等名
      Seminar on Frontiers of REE geochemistry
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2013-03-16
  • [学会発表] セリウム安定同位体分別に基づく古酸化還元状態の解明2013

    • 著者名/発表者名
      中田亮一, ほか
    • 学会等名
      第1回物構研サイエンスフェスタ
    • 発表場所
      つくば市
    • 年月日
      2013-03-14
  • [学会発表] セリウム安定同位体分別に基づく古酸化還元状態の解明2012

    • 著者名/発表者名
      中田亮一, ほか
    • 学会等名
      2012年度質量分析学会同位体比部会
    • 発表場所
      仙台市
    • 年月日
      2012-11-23
  • [学会発表] 酸マンガンノジュール形成環境の地球化学的制約2012

    • 著者名/発表者名
      中田亮一, ほか
    • 学会等名
      日本鉱物科学会2012年年会
    • 発表場所
      京都市
    • 年月日
      2012-09-19
  • [学会発表] An experimental study'on stable isotopic fractionation of rare earth elements during theadsorption on iron and manganese oxides2012

    • 著者名/発表者名
      R. Nakada, ほか
    • 学会等名
      19th International Mass Spectrometry Conference
    • 発表場所
      京都市
    • 年月日
      2012-09-18
  • [学会発表] 吸着における希土類元素安定同位体分別メカニズムの解明2012

    • 著者名/発表者名
      中田亮一, ほか
    • 学会等名
      第59回度地球化学会年会
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      2012-09-12
  • [学会発表] 有機物の熟成過程におけるREEの分配2012

    • 著者名/発表者名
      中田亮一, ほか
    • 学会等名
      第59回度地球化学会年会
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      2012-09-11
  • [学会発表] 有機物の熟成過程におけるREEの分配2012

    • 著者名/発表者名
      中田亮一, ほか
    • 学会等名
      第30回日本有機地球化学シンポジウム
    • 発表場所
      仙台市
    • 年月日
      2012-08-22
  • [学会発表] An experimental study on stable isotopic fractionation of rare earth elements during theadsorption on iron and manganese oxides2012

    • 著者名/発表者名
      R. Nakada, ほか
    • 学会等名
      The 22nd Goldschmidt Conference
    • 発表場所
      カナダ・モントリオール
    • 年月日
      2012-06-26
  • [学会発表] An experimental study on stable isotopic fractionation of rare earth elements during theadsorption on iron and manganese oxides2012

    • 著者名/発表者名
      R. Nakada, ほか
    • 学会等名
      6th Nordic Conference on Plasma Spectrochemistry
    • 発表場所
      ノルウェー・ローェン
    • 年月日
      2012-06-11
  • [学会発表] 水酸化鉄およびマンガン酸化物への吸着における希土類元素安定同位体分別に関する実験的研究2012

    • 著者名/発表者名
      中田亮一, ほか
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2012年大会
    • 発表場所
      千葉市
    • 年月日
      2012-05-21
  • [備考]

    • URL

      http://home.hiroshima-u.ac.jp/ryo-nakada/findings/finding.html

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公開日: 2014-07-16  

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