熱水性銅鉱床の研究：なぜ斑岩銅鉱床はできるのか？

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20K04123
• 研究機関: 秋田大学
• 研究代表者: 渡辺 寧 秋田大学, 国際資源学研究科, 教授 (90358383)
• 研究分担者: 越後 拓也 秋田大学, 国際資源学研究科, 准教授 (30614036)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 熱水性銅鉱化作用 / 斑岩銅鉱床 / 鉱脈型鉱床 / 東北日本弧 / 安定同位体組成 / K-Ar年代

研究実績の概要

最終年度にあたる令和４年度には，これまで得られたデータ，およびグラスベルグ鉱床の熱水変質鉱物の酸素・水素同位体分析（令和４年度分析）結果をもとに銅の濃集・沈殿をもたらした要因(鉱床形成にかかわったマグマの酸化還元度，熱水中の卓越硫黄種，鉱床形成場の温度圧力条件)を考察し，斑岩銅鉱床，鉱脈鉱床それぞれの形成条件を明らかにすることを目的とした．
グラスベルグ鉱床の熱水変質鉱物の酸素・水素同位体組成から計算された熱水の同位体組成は，-60～-85‰および1～5‰（カオリナイト水素・酸素），-40～-55‰および6‰（白雲母・パイロフィライト水素・酸素），-60‰および7～8‰（黒雲母水素・酸素）であった．これらの結果は，黒雲母および白雲母とパイロフィライトを形成した熱水は蒸気分別後のマグマ水の組成に一致し天水の寄与がほとんど認められない．カオリナイトはこれらの熱水と天水との混合により生じた熱水から形成されたと推定される．この結果はチリ，エルサルバドル斑岩銅鉱床での結果と類似する．一方秋田県白子森鉱床の菱マンガン鉱を形成した熱水や仁別花崗岩の白雲母の酸素同位体組成は-5‰で天水の大きな寄与が認められる．
これらの結果から，斑岩銅鉱化作用を伴う熱水と伴わない熱水では天水の寄与の度合いがきく異なることが示された．この差は斑岩銅鉱化作用が天水が循環しない高温でより静岩圧に近い条件で生じたことを示し，その様な条件が中新世の東北日本弧では実現されなかったことが斑岩銅鉱化作用の欠如をもたらしたと考察される．

研究成果

• [雑誌論文] HFSE and REE mineralization at Machinga prospect in the Chilwa alkaline province, southern Malawi (2023)
  • 著者名/発表者名: Kaonga Hendrix、Echigo Takuya、Watanabe Yasushi
  • 雑誌名: Journal of African Earth Sciences 巻: 198 ページ: 104791～104791
  • DOI: 10.1016/j.jafrearsci.2022.104791
• [雑誌論文] Chemical and short‐wave infrared characteristics of white mica associated with the Gajah Tidur porphyry copper system at the deep Grasberg Cu-Au-(Mo) deposit, Indonesia (2022)
  • 著者名/発表者名: Al Furqan Reza、Watanabe Yasushi、Arribas Antonio、Leys Clyde、Echigo Takuya、Putri Rici Anggun、Sevirajati Renanda
  • 雑誌名: Resource Geology 巻: 72 ページ: 12296～12296
  • DOI: 10.1111/rge.12296
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effective delineation of rare metal-bearing granites from remote sensing data using machine learning methods: A case study from the Umm Naggat Area, Central Eastern Desert, Egypt (2022)
  • 著者名/発表者名: Abdelkader Mohamed A., Watanabe Yasushi, Shebl Ali, El-Dokouny Hanna A, Dawoud Maher, Arpad Csamer
  • 雑誌名: Ore Geology Reviews 巻: 150 ページ: 105184～105184
  • DOI: 10.1016/j.oregeorev.2022.105184
• [学会発表] 秋田県白子森鉱床における銀・鉛・亜鉛・マンガン鉱化作用 (2022)
  • 著者名/発表者名: 山田 照万, 渡辺 寧
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2022年年会
• [学会発表] 東北日本弧において新たに発見された潜頭性巨大マグマー熱水系 (2022)
  • 著者名/発表者名: 渡辺 寧，山田照万，平田和希
  • 学会等名: 資源地質学会第 71 回年会学術講演会
• [学会発表] 東北日本弧における鉱脈型銅鉱化作用に関連したマグマプロセス (2022)
  • 著者名/発表者名: 左部翔大，昆 慶明，渡辺 寧，越後拓也
  • 学会等名: 資源地質学会第 71 回年会学術講演会
• [備考]
  • URL: http://www.gipc.akita-u.ac.jp/~yasushiwatanabe/
• [備考]
  • URL: https://akitauinfo.akita-u.ac.jp/html/100000361_ja.html