太古代から原生代への地球大気変動に果たしたマントルの役割

地幔在太古代到元古代地球大气变化中的作用

• 批准号: 19KK0091
• 负责人: 上野 雄一郎
• 金额: $ 11.73万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-10-07 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19KK0091/
• 关键词: GOE; コマチアイト; 同位体異常; 硫黄同位体異常

本研究では、約24億年前に起きた大酸化事変 (GOE)に果たした固体地球変動の役割を解明することを目的として、マントルを含めた物質循環を主に硫黄同位体異常や微量元素分析等を用いて追跡する。本年度は、新型コロナウイルスの感染拡大により延期を余儀なくされていたオーストラリア野外調査を実施した。イルガルン地塊の緑色岩帯に産するコマチアイト（27億年前）とそれに伴う玄武岩質溶岩を主体に採取されたおよそ650試料は、西オーストラリア大の協力により東京工業大学に無事搬入され、現在データ取得に必要な試料調整が進んでいる。一方、負の33S同位体異常を示すジンバブエ産コマチアイト(27億年前)の解析を進めた結果、起源マントル物質に地球表層に由来する硫黄が混染していたことが改めて示された（Kubota et al., 2022）。この結果は27億年前に既に沈み込みが生じていた重要な証拠となり得るため、プレートテクトニクス開始時期に関する論争を大きく進展させるものである。一方、オーストラリア、ピルバラ地域に産する27億年前のコマチアイトの強親鉄性元素組成を解析した結果、起源マントル物質に含まれる強親鉄性元素は現在のマントルと同程度であり、同時代のジンバブエ産コマチアイトに認められる特徴と大きく異なることが判明した。今後は、マントルの地域不均質性に着目したデータ取得および解析を進めることでマントル酸化還元状態の変動要因やGOEとの因果関係について詳細な検討を行う予定である。

在这项研究中，为了阐明固体地球变化在大约24亿年前发生的大氧化事件（GOE）中的作用，我们重点研究了包括地幔在内的物质循环中的硫同位素异常和微量元素变化。跟踪使用分析等今年，我们在澳大利亚进行了实地考察，由于新冠病毒的传播而被迫推迟。大约650个样本，主要是来自Yilgarn地块绿岩带的科马提岩（27亿年前）和相关玄武岩熔岩，在西澳大利亚大学的合作下被安全运送到东京工业大学，目前正在整理数据采集所需的样品制备正在进行中。另一方面，对显示出33S同位素负异常的津巴布韦科马提岩（27亿年前）的进一步分析结果再次表明，原始地幔物质受到了来自地球表层的硫的污染（久保田）等人，2022）。这一结果可以提供重要证据，证明俯冲作用在 27 亿年前就已经发生，并且可以极大地推进有关板块构造起源的争论。另一方面，对澳大利亚皮尔巴拉地区出产的27亿年前科马提岩的强亲铁元素组成进行分析发现，源地幔物质中所含的强亲铁元素与地幔物质处于同一水平。发现这些特征与在津巴布韦科马提岩中观察到的特征显着不同。未来，我们计划通过围绕地幔区域异质性的数据采集和分析，详细研究地幔氧化还原状态变化的原因以及与GOE的因果关系。

项目成果

ハワイ諸島産マントル捕獲岩の全岩オスミウム同位体と強親鉄性元素組成

夏威夷群岛地幔捕虏体的全岩锇同位素和强亲铁元素组成

• 发表时间: 2020
• 作者: 藤田 遼; 石川 晃; 横山 哲也; Michael Garcia
• 通讯作者: Michael Garcia

ペルム紀パンサラッサ海Sr収支変化

二叠纪 Panthalassa 海 Sr 平衡的变化

• 发表时间: 2020
• 作者: 可児 智美; 磯崎 行雄; 三澤 啓司; 石川 晃; 米田 成一
• 通讯作者: 米田 成一

Spatial distribution and speciation of sulfur in Ediacaran limestones with μ-XRF imaging and XANES spectroscopy: Implications for diagenetic mobilization of sulfur species

利用 μ-XRF 成像和 XANES 光谱研究埃迪卡拉纪石灰岩中硫的空间分布和形态：对硫物种成岩作用的影响

• DOI: 10.1016/j.gca.2021.05.010
• 发表时间: 2021
• 影响因子: 5
• 作者: Matsu'ura Fumihiro;Nakada Ryoichi;Usui Tomohiro;Sawaki Yusuke;Ueno Yuichiro;Kajitani Iori;Saitoh Masafumi
• 通讯作者: Saitoh Masafumi

Highly refractory dunite formation at Gibbs Island and Bruce Bank, and its role in the evolution of the circum-Antarctic continent.

吉布斯岛和布鲁斯浅滩的高难熔纯榴石形成及其在环南极大陆演化中的作用。

• DOI: 10.3749/canmin.2100030
• 发表时间: 2021
• 作者: Akizawa; K.; Ishikawa; A.; Fujita; R.; Choi.; S.H.
• 通讯作者: S.H.

The micro-scale speciation analyses of sulfur in the Ediacaran limestones: Implications for diagenetic mobilization of sulfur species

埃迪卡拉纪石灰岩中硫的微观形态分析：对硫物质成岩作用的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: Fumihiro Matsuura; Ryoichi Nakada; Yusuke Sawaki; Yuichiro Ueno; Masafumi Saitoh; Kajitani Iori; Tomohiro Usui
• 通讯作者: Tomohiro Usui