Formation mechanism of seafloor massive sulfide deposit based on geochemical studies of gangue minerals

基于脉石矿物地球化学研究的海底块状硫化物矿床形成机制

基本信息

批准号：
21H01172
负责人：
石橋純一郎
金额：
$ 8.49万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、脈石鉱物に着目して鉱物学的・同位体地球化学的な解析を行って、鉱物が生成した際の温度・化学環境を詳細に特定し、堆積層内で進行する化学反応に注目した新しい鉱床形成モデルの構築を目指している。2022年度は、沖縄トラフ伊江山熱水域から得られた堆積物コアを対象試料として、堆積層内の温度・化学環境の鉛直分布を明らかにすることに注力した。まず堆積層から得られた粘土鉱物の酸素同位体比測定をニュージーランドGNSとの共同研究で進め、そこから推定した鉱物形成温度として49 mbsfにおける100℃から55 mbsfにおける220℃まで直線的かつ急激に温度が高くなる鉛直分布が得られた。この温度勾配は、重晶石の流体包有物の均質化温度の最高温度の鉛直分布と非常によく一致した。熱水変質鉱物である粘土鉱物と脈石鉱物である重晶石から独立に得られた温度情報が一致したことは、熱水成分が幅広く浸入したことで堆積層内の温度環境が一定期間にわたり（おそらく現在まで）高温に規制されたことを強く示唆している。この堆積物コアで53-65 mbsfに認められる鉱化体も、同じ熱水成分の浸入による鉱化作用で形成されたと結論づけることができる。年代研究においても、堆積層内における鉱化作用を支持する証拠が得られた。堆積物コアが得られた掘削地点の周囲の表層堆積物から浮遊性有孔虫を抽出して炭素14年代測定を行い1000年前後の年代が得られた。一方で、堆積層内の鉱化体から抽出された重晶石の年代測定によっては、放射非平衡法で30年程度、電子スピン共鳴法で数100年、といった堆積年代より若い鉱化年代が得られた。これらの成果の一部を5月の地球惑星科学連合年会（国内学会ポスター）および9月の地球化学会年会（国内学会口頭）にて発表した。また2021年度に国際学会で発表した内容が学会のProceedings として出版された。

这项研究旨在创建一种新的矿物形成模型，重点是甘酸盐矿物和同位素地球化学分析，并在详细产生矿物质时识别温度和化学环境，并着重于沉积物层中进展的化学反应。在2022财年，我们专注于使用从冲绳槽的Ieyama Ieyama Ieyama ieyama ieyama水热区获得的沉积物芯在沉积物层中温度和化学环境的垂直分布。首先，在与新西兰GNS的联合研究中进行了从沉积层获得的粘土矿物的氧同位素比测量，并获得了垂直分布，估计的矿物质形成温度从49 mbsf的100°C从100°C到55 mbsf的220°C。该温度梯度与含稀释液液的最高温度均质化温度的垂直分布非常吻合。独立于粘土矿物质获得的温度信息的匹配，这些矿物是水热改变的矿物质，而Barite是甘脉矿物质，强烈表明，水热成分的广泛浸润导致沉积层内的温度环境受到一定温度的调节（可能是现在）。可以得出的结论是，由于相同的热液成分浸润，还通过矿化形成了该沉积物芯中53-65 MBSF中发现的矿化化。 ERA研究还提供了支持沉积层中矿化的证据。从获得沉积物芯的发掘位点附近的表面沉积物中提取浮动有孔虫，并测量了碳14个日期以获得约1000年的日期。另一方面，取决于从沉积层的矿化物体中提取的巴石的日期，矿化年龄比沉积年龄的年龄年龄，例如使用电子自旋共振方法使用辐射 - 非平衡法和数百年的矿化年龄。其中一些结果是在5月（家庭学会海报）的地球与行星科学联盟的年度会议上和9月（家庭学会）的年度会议上提出的。此外，2021年在国际学会上提出的内容作为协会的会议记录出版。