花崗岩の四種硫黄同位体比から読み解く海洋－地殻－マントルの硫黄循環

从花岗岩中四种硫同位素比了解洋壳幔硫循环

基本信息

批准号：
14J04095
负责人：
青山慎之介
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

35億年より前の時代から微生物硫酸還元の痕跡の証拠を得るため、太古代花崗岩類中の硫化鉱物の四種硫黄同位体比を分析した。先行研究では日本の顕生代花崗岩の二種硫黄同位体比の分析から、海水硫酸や堆積物中の硫化物の硫黄の一部が花崗岩に取り込まれることが示唆されている。太古代の堆積岩の硫黄は平均すると正の同位体異常(D33S)を持つ一方、硫酸塩は負の同位体異常を持つから、特に太古代の花崗岩の硫黄同位体比を分析すればその硫黄の由来をより明瞭に制約できることが期待できる。太古代花崗岩およそ40~36億年前のカナダ・アカスタ、35, 32億年前の西オーストラリア・マウントエドガー、26億年前の南インド・チトラドゥルガに産出するものを使用し、計30余りの太古代花崗岩を分析した。その結果、これら太古代花崗岩中の硫化鉱物のD33S値はほとんどが、わずかではあるが負の同位体異常を示し、当時の海水硫酸が花崗岩に混入したことを強く示した。一方で、少数は正のD33S値を示し、太古代でも当時の堆積物や地殻物質が花崗岩に取り込まれていることを示した。さらに、２つの同位体異常(D33S & D36S)を組み合わせることによって、当時の微生物硫酸還元を評価した。微生物硫酸還元によって形成された硫化鉱物は特有の傾き(D36S/D33S = -10)を示すことが知られているが、花崗岩の四種硫黄同位体比はこれに近い傾きを示した。このことは即ち、海水硫酸が花崗岩に取り込まれる間の過程、おそらく海洋底において微生物硫酸還元反応が関与していることを示唆している。このような特徴は40億年前のアカスタ片麻岩からも得られたため、最古の微生物硫酸還元活動を示す証拠とした。

为了获得从35亿年前开始的微生物硫酸盐还原痕迹的证据，分析了古代花岗岩中硫化物矿物质的四个硫同位素比。先前的研究表明，日本苯二世花岗岩同位素比率的一部分硫硫同位素比，而沉积物中海水硫和硫化物中硫的一部分掺入了花岗岩中。古代沉积岩石中的硫具有阳性的同位素异常（D33S），而硫酸盐的同位素异常异常，因此可以更清楚地受到更明显的约束。古代花岗岩是使用加拿大阿卡斯塔（Acasta）生产的古代花岗岩进行了分析的，大约40-36亿年前，埃德加山（Mount Edgar），西澳大利亚州，352亿年前，以及印度南部的Chitradurga，26亿年前，总共分析了30多个古代花岗岩。结果，在这些古老的花岗岩中，硫化物矿物质的大多数D33值都显示出轻微但负同位素异常，这强烈表明当时的海水硫酸已混合到花岗岩中。另一方面，少数群体显示出正D33的值，表明即使在古代，从当时的沉积物和地壳材料也被纳入花岗岩。此外，通过将两个同位素畸变（D33S＆D36S）组合来评估当时的微生物硫酸盐还原。已知由微生物硫酸盐还原形成的硫化物矿物质表现出独特的斜率（D36S/D33S = -10），但是花岗岩的四硫同位素比率显示出接近此的斜率。这表明，将海水硫酸盐掺入花岗岩中的过程，也许微生物硫酸盐还原反应涉及海底。这些特征也是从40亿年前的Acasta片麻岩中获得的，是最古老的微生物硫酸盐还原活性的证据。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

四種硫黄同位体比迅速計測法の開発と南チャモロ蛇紋岩海山への応用

四种硫同位素比快速测量方法的开发及其在南查莫罗蛇纹岩海山的应用

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
青山慎之介;上野雄一郎
通讯作者：
上野雄一郎

Microbial activity below Archean seafloor constrained by quadruple sulfur isotopes analysis of pyrite grains in ca. 3.5 Ga basalts from Pilbara Craton, Western Australia

太古宙海底以下的微生物活动受到约 2000 年黄铁矿颗粒四硫同位素分析的限制。

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
青山慎之介;上野雄一郎
通讯作者：
上野雄一郎

光化学反応による硫黄同位体異常を用いた太古代大気組成の推定

利用光化学反应引起的硫同位素异常估计古代大气成分

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
遠藤美朗;上野雄一郎,青山慎之介;セバスチャン・ダニエラチェ
通讯作者：
セバスチャン・ダニエラチェ

Microbial Sulfate Reduction and Sulfur Cycle Below S. Chamorro Serpentinite Seamount

查莫罗蛇纹岩海山下方的微生物硫酸盐还原和硫循环

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
S. Aoyama;Y. Ueno;M. Nishizawa;J. Miyazaki;K. Takai
通讯作者：
K. Takai

立山地獄谷の温泉水の同位体比

立山地狱谷温泉水的同位素比

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
関香織;大場武;青山慎之介;上野雄一郎;神田径;丹保俊哉
通讯作者：
丹保俊哉

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通讯作者：
青山慎之介

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发表时间：
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影响因子：
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通讯作者：
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发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
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通讯作者：
M. Satish-Kumar

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DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
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通讯作者：
上野雄一郎 & 高井研

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DOI：
10.21820/23987073.2020.3.20
发表时间：
2020
期刊：
Impact
影响因子：
0
作者：
澤木佑介;佐藤友彦;藤崎渉;上田修裕;浅沼尚;丸山茂徳;Otgonbayar DANDAR; Atsushi OKAMOTO; Masaoki UNO; Noriyoshi TSUCHIYA;青山慎之介;Arai Ryuta
通讯作者：
Arai Ryuta