ジルコン包有硫化鉱物の多種硫黄同位体局所分析による初期地球硫黄循環の解明

通过对含锆石硫化物矿物中各种硫同位素的局部分析来阐明早期地球的硫循环

基本信息

批准号：
19J01768
负责人：
青山慎之介
金额：
$ 3.08万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

丹沢・ミシシッピの川砂試料、ジャックヒルズの堆積岩試料について、重鉱物を濃集させ、実体顕微鏡下観察、硫化包有鉱物を含むジルコンをマウント、あるいは重鉱物のすべてを数センチ四方のモールドにバラマキマウントした。研磨後、新たに導入した落射光付きの偏光顕微鏡を用いて産状を観察した。その結果、これら磁硫鉄鉱は自形ではなく、角のないdropletと呼ばれる形状であることが判明した。また走査型電子顕微鏡を用いてその化学組成を分析した。その結果、ジルコン中の包有硫化鉱物のほとんどは磁硫鉄鉱であることが明らかになった。これら産状、組成からジルコン中の硫化鉱物の成因を考察した。岩石はメルト状態から固化する時、シリケイト成分の多いメルトと硫黄成分の多いメルトに分離する。硫黄成分の多いメルトは冷却に従って最初に磁硫鉄鉱が晶出するが、その温度は1100度以上と非常に高温であることがわかっている。一方ジルコンの晶出温度は一般的に摂氏700から800度程度であるため、メルトとして磁硫鉄鉱をジルコンが取り込んだ可能性はかなり低いことが示唆される。そのため、シリケイトメルトがジルコンに取り込まれ、そのメルトに少量含まれる硫黄が磁硫鉄鉱として晶出したと考えられる。この推察はジルコン中の磁硫鉄鉱の周りに石英や長石類が存在することと調和的である。このような産状は丹沢・ミシシッピだけでなく、ジャックヒルズから得られたジルコンにも観察された。ICP-MSを用いた年代分析は試料に多大なダメージが有るため、SIMSを用いた局所同位体分析を先行すべく、丹沢・ミシシッピの川砂試料の一部に関しては西オーストラリア大学に局所分析を依頼し、その硫黄同位体比に異常がないことがわかった。しかしコロナウイルスの蔓延によりラボが閉鎖されたため、これ以降の同位体分析は行っておらず、硫化鉱物を包有するジルコンの探索に努めた。

将重型矿物集中在坦泽和密西西比河的沙子样品和杰克山沉积岩石样品中，在立体显微镜下，安装了含有硫化物的矿物质的氧化锆石，或将所有重型矿物固定在一个霉菌的几个厘米广场中。抛光后，使用新引入的偏光光显微镜观察到结果。结果，发现这些热层不是自我形成的，而是具有没有角落的液滴的形状。还使用扫描电子显微镜分析了化学成分。结果，据揭示了锆石中的大多数含硫化物矿物质是硫化盐。根据结果和组成检查了锆石中硫化物矿物质的原因。当岩石从其熔体状态下凝固时，它将其分成具有高硅酸盐含量的熔体，并融化高硫含量。融化富含硫的熔体首先在冷却时结晶了热油石，众所周知，在1100度或更高的情况下它的高度很高。另一方面，锆石的结晶温度通常约为700至800摄氏度，这表明锆石不太可能将其作为熔融熔融剂作为熔体。因此，在锆石中取硅酸盐的熔体，据信熔融中的硫含有硫化为黄胶。这种推论与锆石中黄铁矿周围的石英和长石很和谐。这种情况不仅在坦泽和密西西比州观察到，而且在从杰克·山（Jack Hills）获得的锆石中观察到。由于使用ICP-MS的年龄分析对样品有重大损害，因此，为了使用SIMS进行局部同位素分析之前，西澳大利亚大学要求对坦泽和密西西比州的某些河砂样本进行局部分析，并且发现硫同位素比率没有异常。但是，由于由于冠状病毒的扩散而关闭了实验室，因此未进行随后的同位素分析，我们试图寻找含有硫化物矿物质的锆石。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

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花岗岩硫同位素比揭示40亿年前全球微生物硫酸盐还原活动

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Akizawa;N.;Ohara;Y.;Okino;K.;Ishizuka;O.;Yamashita;H.;Machida;S.;Sanflippo;A.;Basch;V.;Snow;J.E.;Sen;A.;Hirauchi;K.;Michibayashi;K.;Harigane;Y.;Fujii;M.;Asanuma;H.;Hirata;T.;青山慎之介
通讯作者：
青山慎之介

Geochemical characteristics of metamorphic and igneous rocks from the Hida belt: whole-rock major and trace elements, and multiple S isotope compositions

飞騨带变质岩和火成岩地球化学特征：全岩主量元素和微量元素以及多种S同位素组成