SIMS分析による海底プラチナ資源生成環境の解明

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15K05340
• 研究機関: 静岡大学
• 研究代表者: 森下 祐一 静岡大学, 理学部, 教授 (90358185)
• 研究分担者: 比屋根 肇 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (70192292) ; 臼井 朗 高知大学, 海洋コア総合研究センター, 特任教授 (20356570)
• 研究期間 (年度): 2015-10-21 – 2019-03-31
• キーワード: SIMS / 微小領域分析 / 鉄マンガンクラスト / プラチナ / 海底鉱物資源

研究実績の概要

海底鉱物資源の一つとして注目される鉄マンガンクラスト中にプラチナ(Pt)が含まれている事が近年明らかになった。研究代表者は、SIMS (ims-1270) を使ってPt分析法を開発した（Morishita & Usui, 2015）。本研究はこの研究を発展させ、鉄マンガンクラストの成長方向に沿ってSIMS（NanoSIMS）分析し、クラストのPt存在形態を解明する。
鉄マンガンクラストの主成分は鉄マンガン酸化物である。層状マンガン酸化物の一種である低結晶質のvernaditeは粘土鉱物に類似した構造のため、SIMS分析のために必要な標準試料に適した大きな結晶が得られない。そこで、未知試料と同一組織を持つ鉄マンガンクラストに単位面積あたりの注入原子数を正確にコントロールしたイオンを注入した標準試料を用いた。
研究試料は、北大西洋の南鳥島に近い深さ3,000mの海山から採取され先行研究で年代測定を行なった鉄マンガンクラストを用い、成長方向に沿って４分割した。それぞれ100万年、200万年、300万年、400万年前に生成した鉄マンガンクラストの各４試料を最新面が表面となるように深さ方向に２セット（A, B）埋め込み、更にイオン注入Ptビームの同位体組成を求めるためにSiウエファも埋め込み、表面をダイヤモンド研磨した。Aはカナダのタンデム加速器を用いてPtイオンを注入し、標準試料を作成した。それらすべてを　NanoSIMSを用いて分析した。イオン注入標準試料で定量値を求めたのちに、Bで鉄マンガンクラストの成長方向への深さ方向Pt分析を行ない、各年代に生成した試料の評価を行った。その結果、年代方向への不均質はほとんど見られず、長および短時間のいずれにおいても安定した沈殿と元素分配が行われていたものと推察された。この成果は海底マンガン鉱床研究会で発表し、論文原稿を準備中である。

研究成果

• [雑誌論文] Chemical, microstructural and chronological record of phosphates in the Ksar Ghilane 002 enriched shergottite (2019)
  • 著者名/発表者名: Roszjar J.、Whitehouse M.J.、Terada K.、Fukuda K.、John T.、Bischoff A.、Morishita Y.、Hiyagon H.
  • 雑誌名: Geochimica et Cosmochimica Acta 巻: 245 ページ: 385～405
  • DOI: 10.1016/j.gca.2018.11.015
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Magmatic evolution estimated from trace elements in plagioclase from Procellarum KREEP terrane breccias (2019)
  • 著者名/発表者名: Togashi, S, Kita, N.T., Tomiya, A. and Morishita, Y.
  • 学会等名: 50th Lunar and Planetary Science Conference, Texas, USA
  • 国際学会
• [学会発表] 高品位金鉱床探査に資する微小領域分析技術 (2018)
  • 著者名/発表者名: 森下 祐一
  • 学会等名: 日本鉱業振興会研究助成研究成果報告会, 東京
  • 招待講演
• [学会発表] SIMS微小領域Au, Pt分析と鉄マンガンクラスト試料への適用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 森下 祐一
  • 学会等名: 海底マンガン鉱床の地球科学II -環境・開発・地球史-研究会,高知
• [学会発表] The dynamic history of Mars _ adding another puzzle piece from the analysis of Ca-phosphates in martian meteorites (2018)
  • 著者名/発表者名: Roszjar, J.1, Whitehouse, M. J., Terada, K., Fukuda, K., John, T., Bischoff, A., Morishita Y., and Hiyagon, H.
  • 学会等名: Austrian Geosciences Conference, Vienna, Austria
  • 国際学会
• [学会発表] Invisible gold in pyrite and pyrrhotite from epithermal, BIF-hosted and sedimentary gold deposits (2018)
  • 著者名/発表者名: Morishita, Y., Hammond, N.Q. and Ueno, H.
  • 学会等名: 28th Goldschmidt Conference 2018, Boston, USA
  • 国際学会
• [学会発表] Nature and origin of ore-forming fluids associated with BIF-hosted gold mineralization in the Kraaipan-Amalia greenstone belt, South Africa (2018)
  • 著者名/発表者名: Hammond, N.Q., Adomako-Ansah, K., Ishiyama, D., Yamamoto, M., Mizuta, T. and Morishita, Y.
  • 学会等名: Resources for future generations 2018, Vancouver, Canada
  • 国際学会
• [備考] 静岡大学理学部 森下研究室
  • URL: http://sutv.shizuoka.ac.jp/video/12/94
• [備考] サイエンスカフェ 金、プラチナの輝き：レアメタルは地球のどこにある？
  • URL: http://sutv.shizuoka.ac.jp/video/12/95
• [備考] 静岡大学理学部地球科学科 森下祐一
  • URL: http://www.sci.shizuoka.ac.jp/%7egeo/staff/Morishita/Morishita.html