蛇紋岩に関連する炭化水素の成因解明：岩石内分布を考慮した化学形態別の炭素分析

阐明与蛇纹岩有关的碳氢化合物的起源：考虑岩石内分布的化学形态分析碳

• 批准号: 21K14034
• 负责人: 須田 好
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial 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: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14034/
• 关键词: カンラン岩; 蛇紋岩; 炭素循環; メタン; 炭化水素; 炭素; 非生物起源

本研究はカンラン岩中の炭素の分布に着目し、初生的な炭素と二次的な炭素を区別した上で、それぞれについて化学形態別の炭素量および炭素同位体比を明らかにすることを目標とする。初生的な炭素と二次的な炭素では岩石内の分布は異なるはずであり、前者は鉱物結晶内、後者は粒界に分布することが予想される。本研究では鉱物内および粒界に分布する炭素化合物の違いを評価するために、同一試料において全岩分析と主要鉱物ごとの分析を実施し比較する。2022年度は、分析前処理における全工程（鉱物分離、鉱物表面洗浄、試料の粉末化、粉末試料の有機溶媒抽出）の手法を確立させ、4種類のサンカルロス産カンラン岩試料について前処理を完了した。またEA-IRMSを用いて、これら4試料の全岩および主要鉱物ごとの全炭素量と炭素安定同位体比（δ13C）を測定した。その結果、同一試料中の鉱物種間で比較すると、全てのカンラン岩試料について、単斜輝石＞カンラン石＞斜方輝石の順に全炭素量が多くなることが分かった。鉱物試料中の全炭素のδ13C値は－24から－12‰（vs. VPDB）の範囲であった。全岩試料は鉱物試料と比較してδ13C値が低い傾向があり、このことは粒界に有機物が分布することを示唆する。今後、全岩および鉱物試料中の炭酸塩量およびそのδ13C値、有機溶媒抽出試料中の有機炭素成分の同定を行うことで、化学形態別の炭素の分布を明らかにする。2022年7月下旬に北海道赤岩青巌峡の蛇紋岩体から湧き出る強アルカリ性湧水（Nishiki et al., 2020）のサンプリング調査を実施した。GC-PDHIDを用いて溶存ガス成分の分析を行った結果、わずかにメタンが含まれていることが分かった。蛇紋岩に関連したメタンが湧出するサイトとして、長野県白馬八方温泉と合わせて調査を継続していく。

This study focuses on the distribution of carbon in rocks, the difference between primary carbon and secondary carbon, and the difference between chemical species and carbon isotope ratio. The primary carbon and the secondary carbon are distributed differently in the rock, the former in the crystal, and the latter in the grain boundary. In this study, the distribution of carbon compounds in the sample and the grain boundary were evaluated and compared with that of the whole rock analysis and the analysis of main compounds in the same sample. In 2022, the whole process of pretreatment for analysis (separation of impurities, surface washing of impurities, powdering of samples, extraction of organic solvents of powder samples) was established, and the pretreatment of rock samples for 4 types of impurities was completed. EA-IRMS was used to determine the total carbon content and carbon stable isotope ratio (δ 13C) of the whole rock and the main components of the sample. The results show that the total carbon content of clinopyroxene> clinopyroxene> orthopyroxene is higher than that of clinopyroxene. The δ13C value of total carbon in the sample is-24 ‰ (vs. VPDB). The whole rock sample has a low δ13C value and a low δ 13 C value. In the future, the carbon content in the whole rock and the carbon sample is too high, the δ13C value of the organic carbon component in the organic solvent extraction sample is too high, and the distribution of the chemical form of carbon is too high. In late July 2022, strong water gushed out of the serpentine rock mass in Cheonggi Gorge, Chiyan, Hokkaido (Nishiki et al., 2020) and the implementation of the survey. GC-PDHID is used to analyze the composition of the solution. Serpentine-related research and development in Nagano, Hakuba, Japan

项目成果

Novel quantitative method for individual isotopomer of organic acids from 13C tracer experiments determines carbon flow in acetogenesis

13C 示踪剂实验中有机酸单个同位素异构体的新定量方法可确定乙酸生成中的碳流量

• DOI: 10.1016/j.talanta.2023.124328
• 发表时间: 2023
• 期刊: Talanta
• 影响因子: 6.1
• 作者: Suda Konomi;Sakamoto Sachiko;Iguchi Akira;Tamaki Hideyuki
• 通讯作者: Tamaki Hideyuki

The origin of methane in serpentinite-hosted hyperalkaline hot spring at Hakuba Happo, Japan: Radiocarbon, methane isotopologue and noble gas isotope approaches

• DOI: 10.1016/j.epsl.2022.117510
• 发表时间: 2022-05
• 期刊: Earth and Planetary Science Letters
• 影响因子: 5.3
• 作者: K. Suda;T. Aze;Y. Miyairi;Y. Yokoyama;Y. Matsui;Hisahiro Ueda;T. Saito;Tomohiko Sato;Y. Sawaki;R. Nakai;H. Tamaki;H. Takahashi;N. Morikawa;S. Ono

GC-MSによる水溶液試料中の13C安定同位体ラベル化有機酸の分析法

使用 GC-MS 分析水样中的 13C 稳定同位素标记的有机酸

• 发表时间: 2021
• 作者: Suda Konomi;Aze Takahiro;Miyairi Yosuke;Yokoyama Yusuke;Matsui Yohei;Ueda Hisahiro;Saito Takuya;Sato Tomohiko;Sawaki Yusuke;Nakai Ryosuke;Tamaki Hideyuki;Takahashi Hiroshi A.;Morikawa Noritoshi;Ono Shuhei;須田好
• 通讯作者: 須田好

白馬八方蛇紋岩温泉の深部起源メタン

源自白马八方蛇纹石温泉深处的甲烷

• 发表时间: 2021
• 作者: 須田好;阿瀬貴博;宮入陽介;横山祐典;松井洋平;上田修裕;齋藤拓也;佐藤友彦;澤木佑介;中井亮佑;玉木秀幸;高橋浩;森川徳敏;Shuhei Ono
• 通讯作者: Shuhei Ono