| 研究課題/領域番号 |
26709069
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
大竹 翼 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80544105)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 初期地球 / 地球表層環境 / 縞状鉄鉱層 / クロム / 熱水実験 / 生命の進化 / バーバトン緑色片岩帯 |
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| 研究実績の概要 |
平成26年度は，南アフリカバーバトン地域においてこれまで調査を行ってきた露頭とはことなる場所2個所において地質調査を行った。その結果，対象としているムーディーズ層を網羅することができ，大きく3つの縞状鉄鉱層を発見した。採取した試料は，薄片の顕微鏡観察と主要化学組成分析を行い，これらが典型的な酸化物型の縞状鉄鉱層であることや，クロムの濃集の程度が先行研究と比較して小さいことなどが明らかになった。この違いは当時の熱水活動の規模や堆積環境と密接に関連していると考えられるため，今後さらに微量元素成分を分析するなどして検討していく。これらの研究結果について国内の学会などで発表を行った。
また，縞状鉄鉱層の形成過程を実験的に実証するために，熱水フロースルー実験装置を製作した。鉄を含む溶液を直接ポンプに送り込むことを避けるために，リアクションセルの前にプレリアクションセルを設置することとした。また，チューブやバルブ部分はテフロン製を想定していたが，高圧条件に耐えられないことからステンレス（SUS316製）とすることとした。設計温度・圧力は摂氏200度, 10 MPaとした。実験装置作成後，予備実験としてシリカの溶解度測定を行った。摂氏150度, 5 MPaの設定温度・圧力まで達成することを確認したが，シリカの溶解度がこれらの温度・圧力条件よりも低くなっていた。したがって，サンプリング時における沈殿を考慮しなければならないことが分かり，今後サンプリングのラインにラインヒータを設置するなどして温度低下を防ぐ必要がある。
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| 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
究計画を概ね達成することができた。野外調査では，南アフリカバーバトン地域において詳細な地質調査を行うことができ，化学分析のための試料採取を行うことができた。薄片を作成し，顕微鏡観察を行った。また，主要元素化学組成については既に分析済みである。また，熱水フロースルー装置は，予算の削減により，計画通りのものは作成できなかったが，今後の研究計画を達成するための装置を作成できたと考える。また，予備実験を行い現時点における装置の問題点を抽出することができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成26年度に採取した試料については、試料はすでに溶解済みで今後ICP-MSによる微量分析を行い, 砕屑性成分の推定を行う。また、観察されたクロムのホスト鉱物であるクロム鉄鉱の酸素同位体比をSIMSで分析し、鉱物の形成温度を明らかにする。また、南アフリカ以外の同年代の縞状鉄鉱層についても顕微鏡観察と化学分析を行い、クロム濃集の有無を調べる。
平成26年度に作成した熱水フロースルー実験装置と用いて、縞状鉄鉱層が被ったと推定される熱水変質作用における鉄とクロム鉱物の変質を再現する。また、その際の鉱物中の微量元素の変化を明らかにする。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
熱水フロースルーの予備実験が想定通りに進まず、実験装置を改善するための消耗品を繰り越す必要があったため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
実験装置を改善するための消耗品に使用する。
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