2017 Fiscal Year Research-status Report
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15K05340
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
森下 祐一 静岡大学, 理学部, 教授 (90358185)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
比屋根 肇 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (70192292)
臼井 朗 高知大学, 海洋コア総合研究センター, 特任教授 (20356570)
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| Project Period (FY) |
2015-10-21 – 2019-03-31
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| Keywords | 微小領域分析 / SIMS / プラチナ / 鉄マンガンクラスト / 海底鉱物資源 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
海底鉱物資源の一つとして注目される鉄マンガンクラスト中にプラチナ(Pt)が含まれている事が近年明らかになった。研究代表者は、SIMS (ims-1270) を使ってプラチナ分析法を開発した（Morishita & Usui, 2015）。本研究はこの研究を発展させるものである。鉄マンガンクラストの生長方向にSIMS（nano SIMS）分析し、クラスト中でのPtの存在形態を解明することを目的とする。
鉄マンガンクラストの主成分は鉄・マンガン酸化物である。層状マンガン酸化物の一種である低結晶質のvernaditeは粘土鉱物に類似した構造のため、SIMS分析のために必要な標準試料に適した大きな結晶が得られない。そこで、未知試料と同一組織を持つ鉄マンガンクラストに単位面積あたりの注入原子数を正確にコントロールしたイオンを注入した標準試料を用いる。
昨年度は北大西洋の南鳥島に近い深さ3000mの海山から採取された鉄マンガンクラストを用い、成長方向に沿って４分割した。それぞれ100万年、200万年、300万年、400万年前に生成した鉄マンガンクラストの各４試料を最新面が表面となるように深さ方向に２セット埋め込んだ。更に、イオン注入Ptビームの同位体組成を求めるためにSiウエファも埋め込んだ。それぞれの埋め込み試料をイオン注入試料と分析試料とした。
本年度は昨年度に調製した年代測定済の鉄マンガンクラストを研磨し、SIMS分析用試料を作成した。また、SIMS定量分析を行なうため、カナダのタンデム加速器を用いてイオン注入標準試料を作成した。作成した標準試料と未知分析試料をnano SIMSを用いて鉄マンガンクラストの成長方向への深さ方向Pt分析を行ない、各年代に生成した試料の評価を行った。次年度には本格的な深さ方向分析を行ない、Pt定量値の年代に応じた変化を測定する計画である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究で研究代表者が使用することになっていた国立研究開発法人産業技術総合研究所の高質量分解能SIMS (ims-1270 SIMS) が昨年度廃棄された。このため、連携研究者が所有する東京大学大気海洋研究所の高解像度SIMS (nano SIMS) を使用して研究を継続する事となった。ims-1270 SIMSとnano SIMSは一次イオンに陽イオン（Cs+）を用い、Pt定量分析において二次イオンとして陰イオン（195Pt-）を測定する事が出来る点では共通であるが、イオン光学系が異なる。
本年度は、nano SIMSを使用する場合の最適分析条件を実際の試料を使って検討した。その後、SIMS分析を行なってデータが得られたが、全国共同利用実験施設であるために充分なマシンタイムが得られず、計画を１年延長して最終年度に初期の成果が得られるような分析を行う予定であるが、全体の計画がやや遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
東京大学大気海洋研究所の共同利用研究に継続応募して採択されたため、来年度も同研究所のnano SIMSを使って分析出来ることになった。所期の計画通り、鉄マンガンクラストの深さ方向Pt分析を行なう。
また、SIMS分析で微小領域Pt定量値を求めると同時に、鉄マンガンクラストの主成分であるFe、Mn濃度やシリカ濃度、硫黄濃度も分析で求め、Ptとの相関関係を微小領域で調べることとしている。
一方、類似の海底鉱物資源にマンガン団塊があるが、Ptの濃集はクラストほどではないことが明らかになっている。鉄マンガンクラストへのPtの濃集は、クラスト構成鉱物のvernadite特有の元素分配の可能性も考えられるので、鉱物相としてvernaditeに加えてbuseriteを持つマンガン団塊試料の分析も行い、対比させることで濃集機構を検討したい。
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| Causes of Carryover |
現在までの進捗状況に記載した通り、全体計画がやや遅れており、マシンタイムの確保も充分では無かった。このため、分析に必要な予算の執行が一部後ろ倒しとなっている。
次年度は東京大学大気海洋研究所のnano SIMSのマシンタイムを出来るだけ多く確保して、多数の分析を行なっていく。また、得られる成果を学術大会にて発表すると共に、誌上発表の準備を進めるための経費として使用させて頂く。
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