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。

这项研究的重点是橄榄石中碳的分布，旨在区分原发性和次要碳，并阐明每种化学形式的碳含量和碳同位素比。岩石内的分布应在原碳和次要碳之间有所不同，前者预计将分布在矿物晶体内，而后者则在晶界处分布。在这项研究中，将对每个主要矿物进行总岩石分析和分析，并在同一样品中进行比较，以评估晶界内和处分布的碳化合物的差异。在2022财年，我们在分析预处理中建立了所有步骤（矿物分离，矿物表面清洁，样品粉末和粉末状样品的有机溶剂提取），并完成了从San Carlos的四种类型的橄榄油样品进行预处理。此外，使用EA-Irms测量了这四个样品的所有岩石和主要矿物的总碳含量和碳稳定的同位素比（Δ13C）。结果，当比较同一样品中的矿物质物种时，发现对于所有橄榄石标本，总碳含量在斜py虫>橄榄石> Olivine> orthophoroxene的顺序上增加。矿物样品中总碳的Δ13C值范围为-24至-12‰（vs.VPDB）。与矿物样品相比，所有岩石样品往往具有较低的Δ13C值，这表明有机物分布在晶界处。将来，将确定碳酸盐含量及其Δ13C值，以及有机溶剂提取物样品中的有机碳成分以及有机碳成分，以通过化学形式阐明碳的分布。 2022年7月下旬，在强烈的碱性春季（Nishiki等，2020）进行了一次抽样调查，该调查来自北海道的Akaiwa Seigan峡谷的蛇形尸体。使用GC-PDHID对溶解气体成分的分析表明，甲烷含量略有。调查将继续与长野县的Hakuba Happo Onsen一起继续，作为一个与蛇纹石相关的地点。

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