Constraints on Cu and Zn concentrations in Paleoproterozoic seawater.

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17H04858
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 澤木 佑介 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (00635063)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 原生代前期 / 銅同位体比 / 亜鉛同位体比

Outline of Annual Research Achievements

前期原生代の地層からは真核生物と解釈される形状化石が報告される。この時代は全球的に大気海洋が酸化的になった時代とされており、その環境移行期において真核生物に必須の海洋中銅・亜鉛濃度の変遷を調べる事を目的としている。その時代の海洋の痕跡を保存している岩石を連続採取するために、ガボン共和国フランスヴィル地域周辺にて陸上掘削を予定している。本年度は当該地域にて8月に10日間ほどの地質調査を行い、掘削場所の選定を行った。掘削場所はフランスヴィルから北西に位置するDoume駅の傍で、この地に産するFD層から下位に向かって掘削試料を採取する予定である。現在いくつかの掘削会社と陸上掘削に関する詳細を摺り合わせている最中である。
採取した岩石を日本に持ち帰り、薄片を作成して走査型電子顕微鏡で構成鉱物及び銅・亜鉛のホスト鉱物を調べた。その結果、銅と亜鉛のほとんどは黄鉄鉱や黄銅鉱、閃亜鉛鉱等の硫化物に含まれている事が明らかになった。次年度の化学分析時にはこれら硫化物を酸分解するために王水を用いる方針である。
一方で、フランスヴィルの北側に位置するOkondja盆地の堆積岩から新たに化石と思しき構造を発見した。この化石はフランスヴィル盆地の真核生物と解釈される構造が発見される地層よりも下位の層準から発見され、より古い真核生物化石の痕跡かもしれない。Okondja盆地の地層の堆積年代は貫入花崗岩中のジルコンのU-Pb年代によって制約されているが、ジルコンが非放射改変起源のPbを含むために誤差が大きかった。貫入岩体であるN’Goutou複合岩体から花崗岩を採取し、ジルコンを分離して年代測定を行った。先行研究同様非放射改変起源のPbが多かったが、混合曲線を引く事によってその影響を除外し、2191 +/- 13Maという年代を得る事ができた。この誤差は先行研究の1/10程度である。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

元々予定していた計画では、昨年度は(1)ガボンの乾季に地質調査を行い、陸上掘削試料を採取する場所を選定する事と、(2)地質調査時に堆積岩を採取して日本に持ち帰り、薄片観察を通して銅と亜鉛のホスト鉱物を特定して酸分解の指針を立てる事、の２つを目標としていた。これらに関しては上述の通り目標を達成する事ができた。
これに加えて、Okondja盆地の堆積岩から新たに発見した化石に関する記載は共著ではあるものの国際誌に２報出版された。また、N’Goutou複合岩体中の花崗岩の年代制約に関しても筆頭著者で国際誌に結果を報告する事ができた。
当初予定の完遂に加え、化石と年代に関する論文も発表できたことから上記の自己評価をするに至った。

Strategy for Future Research Activity

今年度の研究目標は堆積岩中の銅・亜鉛同位体比測定の遂行である。
前年度に選定した掘削場所で陸上掘削を行うために掘削会社との交渉を続け、夏を目処に掘削を終える。掘削時には現地を訪れ、掘削の状況を確認すると共に岩石記載を行い、分析に利用する箇所の選定を行う。このために既にガボン人研究者と日程に関する協議を行っている。選定箇所からマイクロドリルを用いて粉末試料を作成し、日本に持ち帰る。
前年度の薄片観察結果から、岩石の酸分解には王水を用いる事を決定した。酸分解後、陰イオン交換樹脂AG-MP-1Mを用いて銅と亜鉛を、特に鉄とチタンから分離する手法を確立する。これらの元素は同位体比分析時に干渉し、妨害元素となる事が見込まれるためである。それぞれ単離した銅と亜鉛をMC-ICP-MSを用いて同位体比分析を行う。得られた結果をその他の有機物炭素・窒素同位体比測定結果等と併せ、前期原生代海洋中での銅と亜鉛濃度の変遷を推察する。成果が得られ次第、順次学会で発表していきたい。

Research Products

• [Int'l Joint Research] マスク工科大学(ガボン)
  • Country Name: GABON
  • Counterpart Institution: マスク工科大学
• [Journal Article] Chronological constraints on the Paleoproterozoic Francevillian Group in Gabon (2017)
  • Author(s): Sawaki, Y., Moussavou, M., Sato, T., Suzuki, K., Ligna, C., Asanuma, H., Sakata, S., Obayashi, H., Hirata, T., Edou-Minko, A.
  • Journal Title: Geoscience Frontiers Volume: 8 Pages: 397-407
  • DOI: doi.org/10.1016/j.gsf.2016.10.001
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Geochemical characteristics of zircons in the Ashizuri A-type granitoids: An additional granite topology tool for detrital zircon studies (2017)
  • Author(s): Sawaki, Y., Suzuki, K., Asanuma, H., Okabayashi, S., Hattori, S., Saito, T., Hirata, T.
  • Journal Title: Island Arc Volume: 26 Pages: e12216
  • DOI: doi:10.1111/iar.12216
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A prolonged granitoid formation in Saglek Block, Labrador: Zonal growth and crustal reworking of continental crust in the Eoarchean (2017)
  • Author(s): Komiya, T., Yamamoto, S., Aoki, S., Koshida, K., Shimojo, M., Sawaki, Y., Aoki, K., Sakata, S., Yokoyama, T. D., Maki, K., Ishikawa, A., Hirata, T., Collerson, K. D.
  • Journal Title: Geoscience Frontiers Volume: 8 Pages: 355-385
  • DOI: doi.org/10.1016/j.gsf.2016.06.013
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Reactions between olivine and CO2-rich seawater at 300 °C: Implications for H2 generation and CO2 sequestration on the early Earth (2017)
  • Author(s): Ueda, H., Sawaki, Y., Maruyama, S.
  • Journal Title: Geoscience Frontiers Volume: 8 Pages: 387-396
  • DOI: doi.org/10.1016/j.gsf.2016.10.002
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An Akouemma hemisphaeria organic macrofossils colony hosting biodiversity assemblage on the seafloor of Okondja Basin (Gabon) dated at 2.2 Ga (2017)
  • Author(s): Edou-Minko, A., Moussavou, M., Sato, T., Tchikoundzi, C., Sawaki, Y., Ndong Ondo, S., Ortega, R., Maire, R., Kaestner, A., Mbina Mounguengui, M., Roudeau, S., Fleury, G., Carmona, A., de Parseval, Ph., Mvoubou, M., Moussavou, B. M.., Agondjo, M. O., Sasaki, O., Maruyama, S.
  • Journal Title: Journal of Geology and Geophysics Volume: 6 Pages: 1-21
  • DOI: doi:10.4172/2381-8719.1000281
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] New isotopic age data constrain the depositional age and accretionary history of the Neoproterozoic-Ordovician Mona Complex (Anglesey-Lleyn, Wales) (2017)
  • Author(s): Asanuma, H., Fujisaki, W., Sato, T., Sakata, S., Sawaki, Y., Aoki, K., Okada, Y., Maruyama, S., Hirata, T., Itaya, T., Windley, B. F.
  • Journal Title: Tectonophysics Volume: 706-707 Pages: 164-195
  • DOI: doi.org/10.1016/j.tecto.2017.03.017
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Growth, Duplication and Lateral Mutual Compressive Deformation of Akouemma hemisphaeria on the Seafloor of Okondja Basin at 2.2 Ga (Gabon) (2017)
  • Author(s): Edou-Minko, A., Moussavou, M., Sato, T., Sawaki, Y., Ndong Ondo, S., Maire, R., Fleury, G., Mbina-Mounguengui, M., Kaestner, A., Ortega, R., Roudeau, S., Carmona, A., Mvoubou, M., Moussavou, B. M., Sasaki, O., Maruyama, S.
  • Journal Title: International Journal of Geosciences (IJG) Volume: 8 Pages: 1172-1191
  • DOI: doi:10.4236/ijg.2017.89067
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] Toward a better understanding of trace element availability in Paleo-proterozoic seawater (2017)
  • Author(s): 澤木佑介、佐藤友彦、丸山茂徳
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2017年大会
• [Presentation] 87Sr/86Sr chemostratigraphy of Ediacaran Doushantuo Formation in the Yangtze Craton, South China (2017)
  • Author(s): 澤木佑介
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2017年大会
• [Presentation] Elevated Zn concentration in Paleoproterozoic seawater (2017)
  • Author(s): 澤木佑介、佐藤友彦、丸山茂徳
  • Organizer: 日本地質学会第124年学術大会
• [Presentation] Mid-Aechean low geothermal gradient metamorphism: constraints from phase relationships in metamorphosed BIF from the Inyoni shear zone of the Barberton granite-greenstone belt, South Africa (2017)
  • Author(s): 青木一勝、山本伸次、澤木佑介、浅沼尚、小宮剛
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2017年大会
• [Presentation] Experimental study on chemical nature of fluids in komatiite-hosted hydrothermal system on the early Earth (2017)
  • Author(s): Ueda, H., Shibuya, T., Sawaki, Y., Saitoh, M., Takai, K., Maruyama, S.
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2017年大会
  • Invited
• [Presentation] Oceanic sulfate increase events in the Ediacaran ocean (2017)
  • Author(s): 松浦史宏、斎藤誠史、澤木佑介、上野雄一郎
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2017年大会
• [Presentation] U-Pb zircon geochronology of the North Pole Dome adamellite in the eastern Pilbara Craton (2017)
  • Author(s): Asanuma, H., Obayashi, H., Sawaki, Y., Sakata, S., Suzuki, K., Kitajima, K., Hirata, T., Maruyama, S.
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2017年大会
• [Presentation] Biodiversity in the Paleoproterozoic Francevillian Group, Gabon (2017)
  • Author(s): Sato, T., Sawaki, Y., Maruyama, S.
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2017年大会
• [Presentation] The redox history and nitrogen cycle in the pelagic Panthalassic deep ocean during the double-phased extinction interval across Paleozoic-Mesozoic transition (2017)
  • Author(s): Fujisaki, W., Sawaki, Y., Yamamoto, S., Matsui, Y., Nishizawa, M., Isozaki, Y., Maruyama, S.
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2017年大会
• [Presentation] An oxidation event caused by a bolide impact?: Stratigraphy of the late Archean carbonates in western Australia (2017)
  • Author(s): Saitoh, M., Kurosawa, K., Usui, Y., Okumura, T., Onoue, T., Sato, H., Ishida, Y., Shibuya, T., Nishizawa, M., Matsui, Y., Sawaki, Y., Sato, T., Ueno, Y.
  • Organizer: 2017年度日本地球化学会年会
• [Presentation] A hydrothermal experiment using serpentinites exposed at Hakuba area (2017)
  • Author(s): 宮沢真盛, 青栁美里, 北沢蒼生, 原一煕, 田中俊博, 上田修裕, 澤木佑介
  • Organizer: 2017年度日本地球化学会年会
• [Presentation] Zircon U-Pb age of the Kurobegawa Granite in Omachi, Nagano: Towards the discovery of outcrops of the youngest granite on the Earth (2017)
  • Author(s): Taniguchi, H., Kinoshita, K., Morade, S., Hirabayashi, M., Sato, T., Sawaki, Y., Sakata, S.
  • Organizer: 2017年度日本地球化学会年会
• [Presentation] Chemical nature of fluids in komatiite-hosted hydrothermal system on the early Earth (2017)
  • Author(s): Ueda, H., Shibuya, T., Sawaki, Y., Saitoh, M., Takai, K., Maruyama, S.
  • Organizer: 2017年度日本地球化学会年会
• [Presentation] Paleoproterozoic carbon isotopic stratigraphy in Gabon (2017)
  • Author(s): Sato, T., Sawaki, Y., Saitoh, M., Matsui, Y., Maruyama, S.
  • Organizer: 日本地質学会第124年学術大会
• [Presentation] The possible linkages between carbon perturbations during the Toarcian Oceanic Anoxic Event and the Karoo-Ferrar volcanism in the central Panthalassa (2017)
  • Author(s): Fujisaki, W., Ueda, H., Suda, K., Sato, T., Matsui, Y., Sawaki, Y., Yokoyama, T.
  • Organizer: 日本地質学会第124年学術大会
• [Presentation] Zircon chronology of the Shurugwi greenstone belt in the Zimbabwe Craton and implication for the history of continental growth (2017)
  • Author(s): Sawada, H., Isozaki, Y., Sawaki, Y., Sakata, S., Fujisaki, W., Sato, T., Saito, T., Ueda, H., Maruyama, S.
  • Organizer: 日本地質学会第124年学術大会
• [Presentation] An oxidation event caused by a bolide impact?: Stratigraphy of the late Archean carbonates in western Australia (2017)
  • Author(s): Saitoh, M., Kurosawa, K., Usui, Y., Okumura, T., Onoue, T., Sato, H., Ishida, Y., Shibuya, T., Nishizawa, M., Matsui, Y., Sawaki, Y., Sato, T., Ueno, Y.
  • Organizer: 日本地質学会第124年学術大会
• [Presentation] The oldest age limit of the Lomagundi-Jatuli event: zircon geochronology of the Paleoproterozoic Magondi Supergroup in Zimbabwe (2017)
  • Author(s): Sawada, H., Isozaki, Y., Sawaki, Y., Fujisaki, W., Sakata, S., Maruyama, S., Ueda, H., Saito, T., Sato, T.
  • Organizer: GSA Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Paleoproterozoic organic carbon and nitrogen isotopic stratigraphy across the appearance of macrofossils in the Francevillian Basins, Gabon (2017)
  • Author(s): Sato, T., Sawaki, Y., Saitoh, M., Matsui, Y., Maruyama, S., Bakakas, K., Ligna, C., Moussavou, M., Edou-Minko, A.
  • Organizer: GSA Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Remarks] 澤木佑介のホームページ
  • URL: https://y-sawaki.jimdo.com/