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2022 年度 実績報告書

国際大陸掘削計画による32億年前の生物圏―水圏―大気圏―岩石圏相互作用の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H00184
研究機関北海道大学

研究代表者

大竹 翼  北海道大学, 工学研究院, 教授 (80544105)

研究分担者 石田 章純  東北大学, 理学研究科, 助教 (10633638)
杉谷 健一郎  名古屋大学, 環境学研究科, 教授 (20222052)
AGANGI ANDREA  秋田大学, 国際資源学研究科, 教授 (20840812)
掛川 武  東北大学, 理学研究科, 教授 (60250669)
大友 陽子  北海道大学, 工学研究院, 助教 (80612902)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード科学掘削 / 縞状鉄鉱層 / 地球表層環境 / 安定同位体 / 鉱物分離
研究実績の概要

R4年度はR3年度から引き続きバーバトンにて科学掘削が行われた。最後の掘削コアとなるsite 1では500m近くの掘削に成功し、ムーディーズ層群のうち最下層であるMdS1層の一部化学堆積物を含む砕屑性堆積岩を採取することができた。さらに上部のMdS2層では今回の掘削コアの中では最も深海部で堆積したと考えられる頁岩層の採取にも成功した。日本チームも11月に現地を訪れ、掘削後の現地の様子や周辺露頭の調査を行った。掘削コアは計8本, 総延長は3131mにわたる。32億年前の最古の沿岸域から深海底の砕屑性・化学性の堆積岩を網羅する新鮮な岩石試料を採取できたことは大きな科学的成果だと言える。国際共同プロジェクトとして共通の成果とするため、現地の代表チームにて掘削コアの岩石学的な記載が行われた後、コアを2分割し、半分はドイツ、ベルリンにあるBGRのコアセンターに輸送された。現在は非破壊分析による全岩化学組成のデータを収集しているところであり、岩石記載データと合わせて解析を行う。これまでに採取している露頭や稼行中の鉱山で採取済みの岩石試料では、これまで鉄やクロムの安定同位体比はバルク試料での分析のみを行っていたが、ホスト鉱物ごとの同位体比を明らかにするために、磁力選別や比重選別などの物理的な手法によって鉱物の選別を試みた。しかしながら、鉱物の粒径が小さすぎたため100%に近い鉱物の単体分離は困難であることが分かった。今後は化学的な抽出方法を検討する必要がある。

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

新型コロナ感染拡大のため予定よりも一年ほど遅れて掘削が開始されたが、当初1つのドリルリグのみでの掘削計画であったところを2つのリグを手配し2カ所を同時に掘削することで遅れはかなり取り戻した。R4年度で全ての掘削を終えることができたのは新型コロナ感染の影響が二年以上あったことを考えると全体的な計画はおおむね順調に進展していると言える。掘削コアの岩石記載や非破壊での主要化学組成分析もおおむね終えており、各国への試料の分配もR5年度には行われる予定になっている。各種分析法については引き続き検討が続けられており、ほぼ確立されているが、鉱物の分離法についてはまだ検討が必要である。化学的な処理法について来年度検討を行う。

今後の研究の推進方策

岩石記載と主要化学組成データを総合的に解析し、各国への分配試料の検討・調整を行う。採取した試料はこれまで露頭や鉱山で採取した試料と同様の処理を行い、各種分析を行う。鉱物分離の検討は、最近発表された酢酸を用いた抽出法を本研究室でも検討する。得られた成果について学会発表、論文投稿を行う。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2022 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] ヨハネスブルグ大学(南アフリカ)

    • 国名
      南アフリカ
    • 外国機関名
      ヨハネスブルグ大学
  • [国際共同研究] イェーナ大学(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      イェーナ大学
  • [国際共同研究] ニューサウスウェールズ大学(オーストラリア)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      ニューサウスウェールズ大学
  • [国際共同研究] ブルターニュ・オキシダンタル 大学(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      ブルターニュ・オキシダンタル 大学
  • [国際共同研究] ユニヴァーシティ・カレッジ・ ロンドン(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      ユニヴァーシティ・カレッジ・ ロンドン
  • [国際共同研究]

    • 他の国数
      4
  • [雑誌論文] Water quality in the Lisungwi and Kaphamtengo Rivers in Manondo, Central Malawi: Assessment of the impact of artisanal small scale gold mining2022

    • 著者名/発表者名
      Chikanda, F., Otake, T., Mwatseteza J., Sato, T.
    • 雑誌名

      Malawi Journal of Science and Technology

      巻: 14 ページ: 29-43

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Low-Temperature Hydrothermal Synthesis of Chromian Spinel from Fe-Cr Hydroxides Using a Flow-Through Reactor2022

    • 著者名/発表者名
      Ohtomo Yoko、Yang Jeehyun、Nishikata Miu、Kawamoto Daisuke、Kimura Yuki、Otake Tsubasa、Sato Tsutomu
    • 雑誌名

      Minerals

      巻: 12 ページ: 1110~1110

    • DOI

      10.3390/min12091110

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Formation of Ni-rich smectite in the Tagaung Taung Ni laterite deposit, Myanmar2022

    • 著者名/発表者名
      T. Otake, A. Murofushi, T. Daimon, R. Kikuchi, T. Sato
    • 学会等名
      Goldschmidt 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Iron precipitation and associated microbial activities in Ainai and Shojin river mine drainages, Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Ohtomo, T. Matsui, F. Chikanda, S. Tum, T. Otake, T. Sato
    • 学会等名
      Goldschmidt 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Mineralogical and geochemical characteristics of weathering profiles at Weda Bay Nickel laterite deposit, Halmahera, Indonesia2022

    • 著者名/発表者名
      D. V. Sari, T. Otake, R. Kikuchi, T. Sato, and G. Cock
    • 学会等名
      第71回資源地質学会年会講演会
  • [学会発表] 南アフリカ・ムーディーズ層群中の縞状鉄鉱層に産する磁鉄鉱の微量元素組成2022

    • 著者名/発表者名
      松川 春樹, 大友陽子, 大竹 翼 ,昆 慶明, 佐藤 努 ,掛川 武
    • 学会等名
      第71回資源地質学会年会講演会
  • [学会発表] Iron precipitation and associated microbial activities in acid mine drainages of Ainai and Shojin river mine2022

    • 著者名/発表者名
      大友 陽子, 松居 達也, チカンダ フランセス, セレイロイス タム, 大竹 翼, 佐藤 努
    • 学会等名
      JpGU 2022
  • [学会発表] 南アフリカ・バーバトン緑色岩帯ムーディーズ縞状鉄鉱層における鉄とマグネシウムの地球化学的挙動2022

    • 著者名/発表者名
      杉浦 遼平, 大竹 翼, 大友 陽子, 佐藤 努, SHIN Ki-Cheo
    • 学会等名
      JpGU 2022
  • [学会発表] 高品位Niラテライト鉱石におけるホスト相同定のための逐次抽出法の改善2022

    • 著者名/発表者名
      大竹 翼, 大門 嵩泰, 実松 健造, 高橋 嘉夫, 佐藤 努
    • 学会等名
      JpGU 2022

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公開日: 2023-12-25  

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