化学層序と堆積年代に基づく超高濃度レアアース泥の生成機構および分布の解明

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19J14560
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 見邨 和英 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC2)
• 研究期間 (年度): 2019-04-25 – 2021-03-31
• キーワード: 海底鉱物資源 / レアアース泥 / 堆積年代決定 / イクチオリス層序 / 古環境 / 地球科学

研究実績の概要

本研究は，新規レアアース資源として注目される深海堆積物「レアアース泥」が，「いつ・どこで・なぜ」生成したのかを解明するとともに，重点的に探査すべき海域を明らかにすることを目的とする．
今年度はまず，研究対象10サイトのうち，堆積年代情報が存在しない5サイトについて，魚類の歯の微化石「イクチオリス」の層序に基づいて堆積年代を制約した．さらに，イクチオリスによる年代情報と，全岩コバルト濃度から推定される堆積速度の情報を組み合わせ，モンテカルロシミュレーションを用いて堆積年代および堆積速度の範囲を絞り込む手法を開発した．
次に，上記手法を研究対象全てのサイトに適用して得られた堆積年代および堆積速度の情報を，全岩化学組成の情報と組み合わせ，太平洋の各海域において，どのような成分が各時代にどの程度供給されていたかを定量的に評価した．その結果，(1) 全サイトで共通した傾向として，生物源リン酸カルシウム（BCP）の供給フラックスが新生代（6,600万年前から現在まで）を通じて緩やかな減少傾向にあること，(2) 大陸起源成分の供給フラックスは新生代の中新世（約2,000万年前）以降で急激に増加したこと，の2つが明らかになった．さらに，(3) 上記の時代規制の傾向とは別に，BCPの供給フラックスが短期間で急激に高まるという現象が，北太平洋の一定の海域で生じていたことも明らかにした．
最後に，上記の結果とBCPがレアアース泥におけるレアアースの主要なホスト鉱物であり，大陸起源成分はレアアースを希釈する主要な成分であることを踏まえて，現在の海底においてレアアースの濃集層が海底面下浅部に存在している海域を推定し，今後重点的に探査を行うべき海域を示した．
この成果は，レアアース泥開発実現に向けた大きな進展であるとともに，今後様々な地球科学的研究にも応用可能である．

現在までの達成度 (段落)

令和2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

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

備考

プログラミング言語Pythonを用いた解析等の手法について、一部をWeb上で公開した。

研究成果

• [雑誌論文] Stratigraphic Variations of Fe?Mn Micronodules and Implications for the Formation of Extremely REY-Rich Mud in the Western North Pacific Ocean (2021)
  • 著者名/発表者名: Yasukawa Kazutaka、Kino Satoshi、Ohta Junichiro、Azami Keishiro、Tanaka Erika、Mimura Kazuhide、Fujinaga Koichiro、Nakamura Kentaro、Kato Yasuhiro
  • 雑誌名: Minerals 巻: 11 ページ: -
  • DOI: 10.3390/min11030270
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Fish proliferation and rare-earth deposition by topographically induced upwelling at the late Eocene cooling event (2020)
  • 著者名/発表者名: Ohta Junichiro、Yasukawa Kazutaka、Nozaki Tatsuo、Takaya Yutaro、Mimura Kazuhide、Fujinaga Koichiro、Nakamura Kentaro、Usui Yoichi、Kimura Jun-Ichi、Chang Qing、Kato Yasuhiro
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 ページ: -
  • DOI: 10.1038/s41598-020-66835-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Chemostratigraphic Correlations of Deep-Sea Sediments in the Western North Pacific Ocean: A New Constraint on the Distribution of Mud Highly Enriched in Rare-Earth Elements (2020)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Erika、Nakamura Kentaro、Yasukawa Kazutaka、Mimura Kazuhide、Fujinaga Koichiro、Ohta Junichiro、Iijima Koichi、Nozaki Tatsuo、Machida Shiki、Kato Yasuhiro
  • 雑誌名: Minerals 巻: 10 ページ: -
  • DOI: 10.3390/min10060575
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Geochemical features of Fe-Mn micronodules in deep-sea sediments of the western North Pacific Ocean: Potential for co-product metal extraction from REY-rich mud (2020)
  • 著者名/発表者名: Yasukawa Kazutaka、Kino Satoshi、Azami Keishiro、Tanaka Erika、Mimura Kazuhide、Ohta Junichiro、Fujinaga Koichiro、Nakamura Kentaro、Kato Yasuhiro
  • 雑誌名: Ore Geology Reviews 巻: 127 ページ: -
  • DOI: 10.1016/j.oregeorev.2020.103805
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Fish debris and rare-earth deposition event in the latest Eocene revealed by osmium isotope stratigraphy. (2020)
  • 著者名/発表者名: Ohta, J., Yasukawa, K., Nozaki, T., Takaya, Y., Mimura, K., Fujinaga, K., Nakamura, K., Usui, Y., Kimura, J.-I., Chang, Q., Kato, Y.
  • 学会等名: Goldschmidt 2020
  • 国際学会
• [学会発表] 遠洋性粘土の年代決定に向けた魚類の歯化石 (イクチオリス) の効率的な収集・観察方法の開発 (2020)
  • 著者名/発表者名: 見邨和英・三鍋秀悟・大田隼一郎・中村謙太郎・安川和孝・藤永公一郎・高尾和宏・加藤泰浩
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2020
• [備考] Note
  • URL: https://note.com/mim_2020