The sulfur 4-isotope study for environment of the early Earth

早期地球环境的硫4-同位素研究

基本信息

批准号：
20H01999
负责人：
牛久保孝行
金额：
$ 11.4万
依托单位：
Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H01999/
关键词：
硫黄同位体 SIMS 二次イオン質量分析計硫化鉱物太古代 MIF 海底熱水鉱床

项目摘要

二次イオン質量分析計（SIMS）を用いて高精度の局所硫黄同位体比分析法を確立し、地質試料から太古代の表層環境の変動や堆積物中の微生物活動を読み解くことを目指している。令和４年度は火成岩試料や金属鉱床試料研究で必要となる二種類の硫化鉱物（Pyrrhotite [Fe1-xS]とChalcopyrite [CuFeS2]）のSIMS用標準試料を確立した。この成果は国内研究会で発表し、令和5年度からは天然試料の研究に活用する予定でいる。また、硫酸塩成分を含む炭酸塩鉱物（CAS）の標準試料を探す取り組みも継続して行う。プレートの沈み込みに伴って地球深部に沈み込んだ揮発性物質の挙動は、火成岩の硫黄同位体比変動から推定することが出来る。火成岩のオリビン結晶に取り込まれた火山ガラスの硫黄同位体比組成の特徴から、九州地域の南部と北部の火山では沈み込んだ揮発性物質の寄与量が異なる事が明らかになり、それぞれの地域でマグマ形成領域に供給された流体の形成深度が異なっていたことが明らかになった。この成果を査読論文として発表し、国内外の研究会でも発表した。大型の多細胞生物が多く出現するエディアカラ～カンブリア紀の堆積岩試料の硫化鉱物の硫黄同位体比の分析を実施し、堆積岩組織と硫黄同位体比、微量元素組成情報を組み合わせて海洋の酸化還元状態や堆積環境を探る研究を実施した。一部試料の成果については国内外の研究会で発表を行い、投稿論文原稿も準備中である。本研究には複数の研究グループが関わっており、令和5年度も引き続き分析研究を継続する。

利用二次离子质谱（SIMS）建立高精度的局部硫同位素比分析方法，旨在破译地质样品中古代地表环境和沉积物中微生物活动的变化。 2020年度，我们建立了火成岩样品和金属矿床样品研究所需的两种硫化物矿物（磁黄铁矿[Fe1-xS]和黄铜矿[CuFeS2]）的SIMS标准样品。研究结果将在国内研究会议上公布，并从2025年开始用于天然样品的研究。寻找含有硫酸盐成分的碳酸盐矿物（CAS）标准样品的工作也将继续进行。由于板块俯冲而俯冲到地球深处的挥发性物质的行为可以通过火成岩硫同位素比的变化来估计。根据火成岩橄榄石晶体中的火山玻璃的硫同位素比组成特征，可以清楚地看出九州地区南部和北部火山的俯冲挥发性物质的贡献不同。供给岩浆形成区域的流体深度不同。研究结果作为同行评审论文发表，并在国内外研究会议上发表。我们分析了埃迪卡拉纪至寒武纪沉积岩样品中硫化物矿物的硫同位素比，该时期存在许多大型多细胞生物，并结合沉积岩结构、硫同位素比和微量元素组成信息来确定硫化物的氧化还原状态。我们进行了研究以探索沉积环境。部分样本的结果将在国内和国际研究会议上展示，目前正在准备提交手稿。多个研究小组参与了这项研究，分析研究将在 2020 财年继续进行。