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太古代苦鉄質岩中ジルコニウム鉱物3種局所分析による初期地球マントル地殻分化史解明

通过对太古宙基性岩中三类锆矿物的局部分析，阐明早期地幔壳分异的历史

基本信息

批准号：
20K14571
负责人：
沢田輝
金额：
$ 2.75万
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 Early-Career Scientists
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

项目摘要

本研究は苦鉄質岩や超苦鉄質岩などの一般的にはジルコンなどのジルコニウムを主成分にもつ鉱物がほとんど含まれない岩石から希少なジルコンを回収し、ウラン鉛年代や各種同位体比、微量元素組成を分析することで、地球のマントルや地殻の組成進化史を解読することを目指すものであった。一般的には、ジルコンは変成・変質に強く、地質学的時間を経過しても初生的な組成・同位体比を保持できるというメリットから地球史初期の地殻やマントルの情報の解読に活用されている。しかし、本研究で様々な超苦鉄質岩や苦鉄質岩の中の重鉱物を回収、分析する中で、これらの岩石の中では蛇紋岩化反応では強アルカリ性の熱水が生じることから、低温熱水活動であっても通常の熱水活動ではあまり反応しないジルコニウム鉱物が比較的容易に溶解、再沈殿していることが明らかになってきた。当初の目的であった初生的なジルコン組成や同位体比から地球史初期のマントルや地殻の情報を解読することは極めて困難であることがわかったが、その後の太古代中期や後期に苦鉄質岩・超苦鉄質岩体が地殻の中でどのように変成・変質を被ってきたかを解読するために有用な情報を得ることが可能になった。同時に、地球史初期の研究だけでなく、日本列島のような若い地質体でもプレート沈み込み帯での蛇紋岩化による元素移動のトレーサーとして活用できる可能性に注目している。日本各地のオフィオライトや蛇紋岩体からジルコニウム含有鉱物を回収・分析し、特に関東地方の中生代蛇紋岩体からは日本国内でこれまでに報告された中では最大級のバデレアイト(ZrO2組成の鉱物)の繊維状結晶集合体を発見した。これらの鉱物の年代測定や酸素・ハフニウム同位体比と微量元素組成の分析から低温熱水活動による地殻組成改変の解読のための新しい手法論の開拓にシフトして研究を進めた。

This paper deals with the analysis of the composition and evolution history of the Earth's crust by analyzing the isotopic composition and trace element composition of ferritic rocks and ultraferritic rocks. General information on the evolution of the Earth's crust, its composition, and isotope ratios, as well as geological time history, is used in the interpretation of information on the early stages of Earth's history. In this study, the ultra-bitter iron rocks and the heavy substances in the bitter iron rocks were analyzed and analyzed. The serpentine rocks in the rocks were strongly resistant to hot water generation. The low temperature hot water activity was relatively easy to dissolve and re-sink. The purpose of this study is to analyze the composition and isotopic ratio of the primary crust in the early period of Earth history, and to analyze the information of the crustal crust in the middle and late Archean periods. At the same time, the possibility of element movement in the early stage of earth history research, the Japanese archipelago and other geological bodies should be noted. A study of serpentine bodies in various parts of Japan, especially Mesozoic serpentine bodies in Kanto region, has been reported. The largest class of serpentine bodies (composed of ZrO2) has been found in Japan. A new method for the determination of the age of the earth's crust and the analysis of trace element composition is proposed.