海洋性マンガン酸化物の地球化学的研究

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海洋底に存在するマンガン酸化物にはマンガン・ノジュールとマンガン・クラストが知られている。それらの起源として海水、熱水、統成の3つの要因が考えられているが、マンガンクラストでは統成起源によるものはほとんどないとされている。これら起源と鉱物組成との関連性についてはすでにかなり明らかにされているが、化学組成との関連性は明確でない。本研究では、成因のわかっているマンガン酸化物を分析し、成因(起源)と化学組成との関連性を考察した。分析試料としては中部太平洋産のマンガン・ノジュール、熱水性マンガン推積物、伊豆小笠原孤産の熱水性マンガンクラストを選んだ。元素分析には非破壊中性子放射化分析と誘導結合プラズマ発光分光分析を用いた。得られた結果は次の様にまとめられる:(i)ノジュールはクラストに比べて、一般にCo、Ni、Znの存在度が大きいが、As、Sb、Wの存在度にはほとんど差がない、(ii)熱水性マンガンクラストにおいて、Ba、Srの存在度に地域差が認められる、(iii)日本海産のマンガンクラスト(熱水性と推定される)には、Ba、Srのほか、U、Thも高い濃度で存在する、(iv)Todorokiteの熱安定性の違いは化学組成に大きな差を与えない。統成起源のノジュールが熱水起源のクラストに比べCo等の金属元素を多く含有するのは、同ノジュールがこれら元素を構成要素とするbuseriteからなるためであるとされている。これに対して、As、Sb、W等の元素の存在度がマンガン酸化物の起源によらずほぼ等しいのは、buserite,todorolsiteへの捕集機構がこれらの元素で差がないことを示唆する。一般に希工類元素の含有量は熱水性のマンガン酸化物よりも、統成起源のマンガン酸化物の方が大きい。存在度パターンではCeの正及び負の異常を示すものが少なくなかった。Euの存在度異常も見られたが、Ceのそれより頻度的に少なく、またほとんどが負の異常であった。