独立成分分析に基づく超高濃度レアアース泥の生成機構の解明

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15H06144
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 安川 和孝 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (00757742)
• 研究期間 (年度): 2015-08-28 – 2017-03-31
• キーワード: 海洋資源 / 地球化学 / 多変量解析 / 独立成分分析

研究実績の概要

本研究は，日本の排他的経済水域 (EEZ) で近年発見され，新規レアアース資源として有望視されている「超高濃度レアアース泥」の生成機構を，地球化学データセットの多変量統計解析に基づき解明することを目的とする．平成28年度には，平成27年6月～7月に実施されたMR15-02航海で南鳥島EEZから採取された堆積物試料363試料について，ガラスビード法を用いた蛍光X線分析装置 (XRF) による主成分元素分析およびフッ酸-硝酸-過塩素酸の混酸処理による酸分解法を用いた誘導結合プラズマ質量分析装置 (ICP-MS) による微量元素分析を実施し，合計43元素の高精度化学組成データを取得した．この新規データと平成27年度までに得られていたデータを統合し，合計1192試料から成る南鳥島EEZの深海堆積物化学組成データセットを構築した．
この大規模な化学組成データ行列に対して，独立成分分析による多変量統計解析を実行した．その結果，南鳥島EEZの深海堆積物は，IC1：レアアースを濃集した生物源リン酸カルシウム成分，IC2：大陸起源の砕屑性成分，IC3：IC2とは別の砕屑性成分 (火山起源等の可能性が考えられる)，IC4：マンガン酸化物成分，IC5：堆積後の続成作用を表すと考えられる成分，という5次元の地球化学的独立成分 (Independent Component, IC) の組み合わせで表現できることを明らかにした．IC2が超高濃度層を挟んでステップ的な変化を示すことから，超高濃度レアアース泥の生成は海底堆積物の削剥を伴う底層流強化と関係している可能性が示唆された．

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Tracking the spatiotemporal variations of statistically independent components involving enrichment of rare-earth elements in deep-sea sediments (2016)
  • 著者名/発表者名: Yasukawa, K., Nakamura, K., Fujinaga, K., Iwamori, H., Kato, Y.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 ページ: -
  • DOI: 10.1038/srep29603
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Geological factors responsible for REY-rich mud in the western North Pacific Ocean: Implications from mineralogy and grain size distributions (2016)
  • 著者名/発表者名: Ohta, J., Yasukawa, K., Machida, S., Fujinaga, K., Nakamura, K., Takaya, Y., Iijima, K., Suzuki, K. and Kato, Y.
  • 雑誌名: Geochemical Journal 巻: 50 ページ: 591-603
  • DOI: 10.2343/geochemj.2.0435
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Geochemistry of REY-rich mud in the Japanese Exclusive Economic Zone around Minamitorishima Island (2016)
  • 著者名/発表者名: Fujinaga, K., Yasukawa, K., Nakamura, K., Machida, S., Takaya, Y., Ohta, J., Araki, S., Liu, H., Usami, R., Maki, R., Haraguchi, S., Nishio, Y., Usui, Y., Nozaki, T., Yamazaki, T., Ichiyama, Y., Ijiri, A., Inagaki, F., Machiyama, H., Iijima, K., Suzuki, K, Kato, Y. and KR13-02, MR13-E02 Leg 2 and KR14-02 Cruise members
  • 雑誌名: Geochemical Journal 巻: 50 ページ: 575-590
  • DOI: 10.2343/geochemj.2.0432
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Discovery of extremely REY-rich mud in the western North Pacific Ocean (2016)
  • 著者名/発表者名: Iijima, K., Yasukawa, K., Fujinaga, K., Nakamura, K., Machida, S., Takuya, Y., Ohta, J., Haraguchi, S., Nshio, Y., Tsui, Y., Nozaki, T., Yamazaki, T., Ichiyama, Y., Ijiri, A., Inagaki, F., Machiyama, H., Suzuki, K., Kato, Y. and KR13-02 Cruise members
  • 雑誌名: Geochemical Journal 巻: 50 ページ: 557-573
  • DOI: 10.2343/geochemj.2.0431
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 第4の海底鉱物資源『レアアース泥』 (2016)
  • 著者名/発表者名: 野崎達生・飯島耕一・藤永公一郎・中村謙太郎・高谷雄太郎・安川和孝・大田隼一郎・加藤 泰浩
  • 雑誌名: 日本海水学会誌 巻: 70 ページ: 90-96
• [学会発表] レアアース泥の起源と地球システムのダイナミクス：独立成分分析による数理統計的アプローチの成果 (2016)
  • 著者名/発表者名: 安川和孝・中村謙太郎・藤永公一郎・岩森光・加藤泰浩
  • 学会等名: 日本地質学会第123年学術大会
  • 発表場所: 東京・日本大学 (桜上水)
  • 年月日: 2016-09-11
  • 招待講演
• [学会発表] Spatiotemporal distribution of independent components constituting deep-sea sediments (2016)
  • 著者名/発表者名: Yasukawa, K., Nakamura, K., Fujinaga, K., Iwamori, H., Kato, Y.
  • 学会等名: Goldschmidt 2016
  • 発表場所: 横浜・パシフィコ横浜
  • 年月日: 2016-06-29
  • 国際学会
• [学会発表] 南鳥島EEZ内の深海堆積物を構成する地球化学的独立成分 (2016)
  • 著者名/発表者名: 安川和孝・中村謙太郎・藤永公一郎・大田隼一郎・岩森光・加藤泰浩
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2016年大会
  • 発表場所: 千葉・幕張メッセ
  • 年月日: 2016-05-25
• [学会発表] 前期始新世「超温暖期」を記録するインド洋深海堆積物の多元素組成データ構造 (2016)
  • 著者名/発表者名: 安川和孝・中村謙太郎・加藤泰浩・池原実
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2016年大会
  • 発表場所: 千葉・幕張メッセ
  • 年月日: 2016-05-23
  • 招待講演
• [学会発表] 深海堆積物へのレアアース濃集を支配する地球化学的独立成分 (2016)
  • 著者名/発表者名: 安川和孝・中村謙太郎・藤永公一郎・岩森光・加藤泰浩
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2016年大会
  • 発表場所: 千葉・幕張メッセ
  • 年月日: 2016-05-22