Clarification of generation process of ore deposits by estimation of present and past regional hydrothermal fluid systems with application to potential assessment of undiscovered deposits

本研究は①日本列島・周辺海域の地殻構造と金属資源の情報を網羅した総合金属資源データベースの構築，②現在の熱水流動系の解明，③鉱床を生成させた熱水の物理・化学条件の特定，④鉱床存在の可能性が高い場所を抽出できる手法の開発，の4つを目標におく。当初計画に沿い，令和4年度は陸域・海域での鉱床に関する既存資料を収集し，データベースを構築するとともに，熱水流動系解明のために3 km深度までの地温構造を推定した。また日本全域にわたる鉱石試料を収集し，鉱物・化学組成分析と流体包有物分析の均質化温度測定によって鉱床タイプごとの特徴抽出，および鉱床生成温度の推定を行った。特に主要元素と微量元素の濃度データを用いて主成分分析を行ったところ，各主成分には特有の特徴が現れ，第一主成分は酸性熱水による変質に関する指標であるなどと解釈できた。これと鉱物組成，希土類元素濃度データを組み合わせることで，元素濃集をもたらした熱水の化学的性質を推定できた。詳細なデータベースとするために，東北日本弧のベースメタル熱水鉱床（秋田県白子森，岩手県和賀仙人，新潟県赤谷）の基礎データを収集するとともに，黒鉱鉱床母岩のジルコンPb-U年代測定を実施した。その結果，東北日本弧東側の黒鉱鉱床が約13-14Ma，西側のものが15-16Maに形成され，時代の経過とともに鉱化作用の場が東へ移動したことが明らかになった。また，日本列島のような沈み込み帯における金属元素濃集のメカニズム解明のため，鉱物分析により，超苦鉄質岩の熱水変質によるニッケル，クロムなどの元素の挙動，および鉱床中の代表的な鉱物である硫砒鉄鉱，黄銅鉱がホウ素を含む熱水流体との反応によると特異なアンチモン鉱物などを伴うことなども明らかにできた。さらに，地殻の広域的透水性推定のため，室内実験や検層データを用いて岩石の浸透率と比抵抗の関係を明らかにした。

本研究は①日本列島・周辺海域の地殻構造と金属資源の情報を網羅した総合金属資源データベースの構築，②現在の熱水流動系の解明，③鉱床を生成させた熱水の物理・化学条件の特定，④鉱床存在の可能性が高い場所を抽出できる手法の開発，の4つを目標におく。当初計画に沿い，令和4年度は陸域・海域での鉱床に関する既存資料を収集し，データベースを構築するとともに，熱水流動系解明のために3 km深度までの地温構造を推定した。また日本全域にわたる鉱石試料を収集し，鉱物・化学組成分析と流体包有物分析の均質化温度測定によって鉱床タイプごとの特徴抽出，および鉱床生成温度の推定を行った。特に主要元素と微量元素の濃度データを用いて主成分分析を行ったところ，各主成分には特有の特徴が現れ，第一主成分は酸性熱水による変質に関する指標であるなどと解釈できた。これと鉱物組成，希土類元素濃度データを組み合わせることで，元素濃集をもたらした熱水の化学的性質を推定できた。詳細なデータベースとするために，東北日本弧のベースメタル熱水鉱床（秋田県白子森，岩手県和賀仙人，新潟県赤谷）の基礎データを収集するとともに，黒鉱鉱床母岩のジルコンPb-U年代測定を実施した。その結果，東北日本弧東側の黒鉱鉱床が約13-14Ma，西側のものが15-16Maに形成され，時代の経過とともに鉱化作用の場が東へ移動したことが明らかになった。また，日本列島のような沈み込み帯における金属元素濃集のメカニズム解明のため，鉱物分析により，超苦鉄質岩の熱水変質によるニッケル，クロムなどの元素の挙動，および鉱床中の代表的な鉱物である硫砒鉄鉱，黄銅鉱がホウ素を含む熱水流体との反応によると特異なアンチモン鉱物などを伴うことなども明らかにできた。さらに，地殻の広域的透水性推定のため，室内実験や検層データを用いて岩石の浸透率と比抵抗の関係を明らかにした。