化学層序と堆積年代に基づく超高濃度レアアース泥の生成機構および分布の解明

基于化学地层学和沉积时代阐明超高浓度稀土泥的形成机制和分布

• 批准号: 19J14560
• 负责人: 見邨 和英
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 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 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J14560/
• 关键词: 海底鉱物資源; レアアース泥; 堆積年代決定; イクチオリス層序; 古環境; 地球科学; 海底資源; 化石層序; イクチオリス; 機械学習

本研究は，新規レアアース資源として注目される深海堆積物「レアアース泥」が，「いつ・どこで・なぜ」生成したのかを解明するとともに，重点的に探査すべき海域を明らかにすることを目的とする．今年度はまず，研究対象10サイトのうち，堆積年代情報が存在しない5サイトについて，魚類の歯の微化石「イクチオリス」の層序に基づいて堆積年代を制約した．さらに，イクチオリスによる年代情報と，全岩コバルト濃度から推定される堆積速度の情報を組み合わせ，モンテカルロシミュレーションを用いて堆積年代および堆積速度の範囲を絞り込む手法を開発した．次に，上記手法を研究対象全てのサイトに適用して得られた堆積年代および堆積速度の情報を，全岩化学組成の情報と組み合わせ，太平洋の各海域において，どのような成分が各時代にどの程度供給されていたかを定量的に評価した．その結果，(1) 全サイトで共通した傾向として，生物源リン酸カルシウム（BCP）の供給フラックスが新生代（6,600万年前から現在まで）を通じて緩やかな減少傾向にあること，(2) 大陸起源成分の供給フラックスは新生代の中新世（約2,000万年前）以降で急激に増加したこと，の2つが明らかになった．さらに，(3) 上記の時代規制の傾向とは別に，BCPの供給フラックスが短期間で急激に高まるという現象が，北太平洋の一定の海域で生じていたことも明らかにした．最後に，上記の結果とBCPがレアアース泥におけるレアアースの主要なホスト鉱物であり，大陸起源成分はレアアースを希釈する主要な成分であることを踏まえて，現在の海底においてレアアースの濃集層が海底面下浅部に存在している海域を推定し，今後重点的に探査を行うべき海域を示した．この成果は，レアアース泥開発実現に向けた大きな進展であるとともに，今後様々な地球科学的研究にも応用可能である．

这项研究旨在阐明深海沉积物“稀土泥浆”的“何时，何时和为什么”，该沉积物吸引了人们作为一种新颖的稀土资源的注意，并阐明了将要重点进行研究的领域。今年，我们首先限制了基于微化石鱼牙齿的地层研究的10个没有沉积日期信息的10个地点的沉积年龄。此外，我们开发了一种方法，该方法将Ikutioris的年龄信息与根据岩石钴浓度估计的沉积速率的信息结合在一起，并使用Monte Carlo模拟缩小了沉积物年龄和沉积速率的范围。接下来，将上述方法应用于所有地点进行研究获得的沉积物年龄和沉积率的信息与整个岩石的化学成分相结合，并定量评估了太平洋每个水域中每个时期都提供了哪种组件。结果表明，所有站点之间的两个共同趋势：（1）在整个新生代时代（6600万年前到现在），生物源磷酸钙（BCP）的供应通量一直在逐渐下降，并且（2）自从Cenozoic时代以来（大约2000万年前），大陆起源成分的供应通量急剧增加。此外，除了上述时代的法规趋势外，还揭示了一种现象，其中BCP供应通量在短时间内突然在北太平洋的某些水域发生了。最后，鉴于上述结果以及BCP是稀土泥土中稀土的主要寄主矿物质，而大陆起源成分是稀释稀土的主要成分，我们估计了当今海底下方的稀有层浓缩层的区域，并介绍了当前海底在未来探索的区域。该结果是实现稀土泥土发展的重大进步，将来可以应用于各种地质研究。

项目成果

Chemostratigraphy of deep-sea sediments in the western North Pacific Ocean: Implications for genesis of mud highly enriched in rare-earth elements and yttrium

• DOI: 10.1016/j.oregeorev.2020.103392
• 发表时间: 2020-04
• 期刊: Ore Geology Reviews
• 影响因子: 3.3
• 作者: E. Tanaka;Kentaro Nakamura;K. Yasukawa;K. Mimura;K. Fujinaga;K. Iijima;T. Nozaki;Y. Kato

Note

• DOI: 10.1016/0197-0186(85)90135-4
• 发表时间: 1951-02
• 期刊: Edinburgh Medical Journal
• 作者: Y. Marignac;Xavier Coeytaux

Chemostratigraphic Correlations of Deep-Sea Sediments in the Western North Pacific Ocean: A New Constraint on the Distribution of Mud Highly Enriched in Rare-Earth Elements

• DOI: 10.3390/min10060575
• 发表时间: 2020-06-01
• 期刊: MINERALS
• 影响因子: 2.5
• 作者: Tanaka，Erika;Nakamura，Kentaro;Kato，Yasuhiro
• 通讯作者: Kato，Yasuhiro

DSDP/ODPの遠洋性粘土コアに記録された北太平洋における新生代の環境変動

DSDP/ODP 中上层粘土岩芯记录的北太平洋新生代环境变化

• 发表时间: 2019
• 作者: Ohta;J.;Yasukawa;K.;Nozaki;T.;Takaya;Y.;Mimura;K.;Fujinaga;K.;Nakamura;K.;Usui;Y.;Kimura;J.-I.;Chang;Q.;Kato;Y.;見邨和英・三鍋秀悟・大田隼一郎・中村謙太郎・安川和孝・藤永公一郎・高尾和宏・加藤泰浩;見邨和英，三鍋秀悟，中村謙太郎，安川和孝，大田隼一郎，藤永公一郎，町田嗣樹，加藤泰浩;見邨和英，山本克志，中村謙太郎，安川和孝，大田隼一郎，藤永公一郎，町田嗣樹，臼井洋一，加藤泰浩
• 通讯作者: 見邨和英，山本克志，中村謙太郎，安川和孝，大田隼一郎，藤永公一郎，町田嗣樹，臼井洋一，加藤泰浩

Fish proliferation and rare-earth deposition by topographically induced upwelling at the late Eocene cooling event

• DOI: 10.1038/s41598-020-66835-8
• 发表时间: 2020-06
• 期刊: Scientific Reports
• 影响因子: 4.6
• 作者: J. Ohta;K. Yasukawa;T. Nozaki;Y. Takaya;K. Mimura;K. Fujinaga;Kentaro Nakamura;Y. Usui;J. Kimura;Q. Chang;Y. Kato