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2014 年度 実施状況報告書

原生代環境下における水ー岩石鉱物相互作用とその後の地球環境形成に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 24540522
研究機関岡山理科大学

研究代表者

小林 祥一  岡山理科大学, 理学部, 教授 (20109739)

研究分担者 坂本 尚史  千葉科学大学, 公私立大学の部局等, 教授 (60098580)
草野 圭弘  倉敷芸術科学大学, 芸術学部, 教授 (40279039)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
キーワード原生代 / 地球環境 / 降雨と岩石 / 人工風化
研究実績の概要

本研究では,原生代初期の酸素が大気中に供給され始めた頃の地球環境を再現し,「水(特に降雨)」と「岩石鉱物」間の相互作用とその後の地球環境形成への影響について,実験的に明らかにすることを目的としている.具体的には,A.原生代環境下での初期地球表面を構成する岩石鉱物の風化変質に伴う物質の移動、B.溶脱元素の種類および量と海洋資源との関係、C.主成分および微量成分の溶脱、および二次生成物への選択的吸着、D.当時の二酸化炭素含有雨水と岩石鉱物との相互作用の検討結果から、現在の地球で今後予想される二酸化炭素増加に伴う岩石鉱物(含石材等)への影響についての以上4点である.
一昨年製作した低酸素状態を再現できる装置を用い,原生代初期に地球表層に普遍的に存在したとされる玄武岩(静岡市産ピクライト質玄武岩)を対象に降雨による風化実験を進めている.実験条件は昨年の概要に示したとおりである.
これまでの研究によって得られた結果を以下に示す.岩石試料については,斑晶のかんらん石は3種酸溶液処理による変質が認められ,中でも硫酸処理による変質が顕著であった.3種酸溶液処理における斑晶のかんらん石表面は,かんらん石周辺およびクラックに沿って黄褐色に変化しており,MgおよびFeが減少し,Siが相対的に増加した.単斜輝石も同様の傾向がみられた.斜長石表面からはNa, Caの溶脱が認められた.岩石表面から得られたデータから,3種酸溶液による風化変質は二酸化炭素飽和水および蒸留水に比べ顕著でその程度は,硫酸,硝酸,塩酸の順であった.溶脱した元素については,イオン半径が70 pm付近の元素,および95~115 pm付近の元素の溶脱が顕著であった.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

実験期間が十分得られていないこと,そしてその影響から結果に対する解釈を十分行うことができていない.その原因は,原生代初期の環境を再現することが難しく,当初の装置製作に時間がかかり実験開始が遅れことにある.

今後の研究の推進方策

低酸素条件下での風化実験が,550日程度であることから,引き続き風化変質実験を続けていく.試料溶液および岩石片からのデータをもとに,研究実績の概要に示した,AおよびBについての検討を行ってゆきたい.これまで得られた基礎的データから地球環境形成との関係を明らかにするために,国内外の研究会,学会に参加し,他の研究者との考えも参考に検討してゆきたい.

次年度使用額が生じた理由

投稿した論文の受理が遅れ,当初予定していた投稿料の請求が次年度になったため.

次年度使用額の使用計画

この次年度使用額については受理されたことから投稿料として使用する.

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2014

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Calciborite from the Fuka mine, Okayama Prefecture, Japan2014

    • 著者名/発表者名
      S. Kobayashi, T. Ando, A. Kanayama, M. Tanabe, S. Kishi and I. Kusachi
    • 雑誌名

      J. Mineral. Petrol. Sci

      巻: 109 ページ: 13-17

    • DOI

      10.2465/jmps.130619

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Stability of α”-Fe16N2 in hydrogenous atmospheres2014

    • 著者名/発表者名
      S. Yamamoto, R. Gallage, S. Isoda, Y. Ogata, Y. Kusano, N. Kobayashi, T. Ogawa, N. Hayashi, M. Takahashi, M. Takano
    • 雑誌名

      Chem. Comm.

      巻: 50 ページ: 7040-7043

    • DOI

      10.1039/c4cc01839g

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Valence Transitions in Negative Thermal Expansion Material SrCu3Fe4O122014

    • 著者名/発表者名
      I. Yamada, K. Shiro, H. Etani, S. Marukawa, N. Hayashi, M. Mizumaki, Y. Kusano, S. Ueda, H. Abe, T. Irifune,
    • 雑誌名

      Inorg., Chem.

      巻: 53 ページ: 10563-10569

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of Yellowish-Red Al-Substituted α-Fe2O3 Powders and Their Thermostability in Color2014

    • 著者名/発表者名
      H. Hashimoto, M. Nnishi, H. Asaoka, T. Tomoaki, Y. Kusano, T. Fujii, J. Takada,
    • 雑誌名

      ACS Appl. Mater. Interfaces

      巻: 6 ページ: 20282-20289

    • 査読あり
  • [学会発表] 岡山県高梁市布賀鉱山産Pricerite2014

    • 著者名/発表者名
      安藤珠美 林綾華 鑛山明希子 小林祥一 草地功 岸友具 田邉満雄
    • 学会等名
      日本鉱物科学会2014年年会
    • 発表場所
      熊本大学黒髪北キャンパス
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-19
  • [学会発表] 斜長石―水系反応が温泉の泉質に及ぼす影響2014

    • 著者名/発表者名
      鑛山明希子 安藤珠美 一安采子 小林祥一 猶原順 北岡豪一
    • 学会等名
      第67回日本温泉科学会大会
    • 発表場所
      三朝温泉 三朝町営国民宿舎「ブランナールみささ」
    • 年月日
      2014-09-04 – 2014-09-07
  • [学会発表] 酸性泉による黒曜岩の風化に関する実験的研究2014

    • 著者名/発表者名
      一安采子 鑛山明希子 安藤珠美 小林祥一 猶原順 北岡豪一
    • 学会等名
      第67回日本温泉科学会大会
    • 発表場所
      三朝温泉 三朝町営国民宿舎「ブランナールみささ」
    • 年月日
      2014-09-04 – 2014-09-07
  • [学会発表] Metaborate minerals form the Fuka mine, Okayama prefecture, Japan.2014

    • 著者名/発表者名
      S. Kobayashi, T. Ando, A. Kanayama and I. Kusachi
    • 学会等名
      21th General meeting of the International Mineralogical Association
    • 発表場所
      Johannesburg, S. Africa
    • 年月日
      2014-09-01 – 2014-09-05
  • [学会発表] 原生代初期低酸素環境下における玄武岩の風化変質と海水の化学組成との関係2014

    • 著者名/発表者名
      鑛山明希子 安藤珠美 一安采子 猶原順 小林祥一
    • 学会等名
      資源地質学会第64回年会講演会
    • 発表場所
      東京大学小柴ホール
    • 年月日
      2014-06-25 – 2014-06-27

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公開日: 2016-05-27  

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