太古代から原生代前期までの海水組成進化-流体包有物を用いた手法の開発-

从太古代到早元古代海水成分的演化 - 开发利用流体包裹体的方法 -

• 批准号: 05J54112
• 负责人: 渋谷 岳造 (2007)
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05J54112/
• 关键词: 流体包有物; 太古代; 原生代; 海水組成; 二酸化炭素濃度; 炭素同位体; 熱水系; 液体包有物; 塩濃度

海水中のCO_2濃度変動は、地球の表層環境変動及び生命進化を議論する上で非常に重要である。しかし、これまでそれを推定する方法が確立されていなかったため、定量的な議論はされてこなかった。そこで本研究では、(1)海洋地殻の海洋底熱水変質作用に着目した地質学、岩石学、熱力学的手法、(2)熱水性石英中の流体包有物を用いた地球化学的手法を32、30、25、22億年前及び600万年前の地質体に適用し、地球史を通じた海水中のCO_2濃度の経年変化を推定した。(1)の手法により、海洋地殻中に固定されたCO_2量は、32億年前から600万年前まで減少していることが明らかになった。特に、25億年前のCO_2量は32億年前のものの10分の1以下であった。このことから、32億年前から25億年前に海水中のCO_2濃度が急激に減少したと考えられる。次に(2)の手法により、30、22億年前の海水のXCO_2に制約を与えた。この流体包有物の研究では、真空中で石英を破砕し、流体を抽出するシステムを新たに開発した。これまで、XCO_2または炭素同位体比のどちらかを測定する研究はされてきたが、本研究では真空ライン中でH_2O量の定量を可能にしたことにより、同一試料からXCO_2と炭素同位体比の両方を測定する方法を確立した。この手法を天然の試料に適用した結果、約30億年前の海水のXCO_2は現在より約100倍程度高く、22億年前は現在の数倍以下であることが明らかになった。以上のことからまた、現在の約100倍という太古代の高CO_2濃度の海水は原生代前期までに急激に減少したことが明らかになった。また、太古代の大気CO_2分圧は現在の約1000〜10000倍高いことが示唆された。

Changes in CO_2 concentrations in seawater, changes in the Earth's surface environment and the evolution of life are very important to the discussion. The method of estimation is established and quantitative. This study includes: (1) Geological, petrological and thermodynamic methods for the hydrothermal processes of the ocean crust and ocean floor;(2) Geochemical methods for the fluid inclusions in hydrothermal quartz; and (3) The application of geochemical methods to geological bodies 32, 30, 25, and 2.2 billion years ago and to the estimation of the age change of CO_2 concentration in seawater. (1)The amount of CO_2 in the crust of the ocean was fixed 3.2 billion years ago and decreased 6 million years ago. The amount of CO_2 2.5 billion years ago was less than 10 minutes before 3.2 billion years ago. The CO_2 concentration in seawater decreased rapidly 3.2 billion years ago 2.5 billion years ago (2) The method of XCO_2 in seawater 30,22 billion years ago is restricted by XCO_2. The study of fluid inclusions in vacuum and quartz is a new development. This paper studies the determination of carbon isotope ratio of XCO_2 and XCO_2 in vacuum and establishes a method for determining carbon isotope ratio of XCO_2. This technique is suitable for natural samples. About 3 billion years ago, XCO_2 in seawater is about 100 times higher than that in seawater. 2.2 billion years ago, XCO_2 is several times lower than that in seawater. The high CO_2 concentration in the Archean seawater is about 100 times higher than that in the Proterozoic seawater. The atmospheric CO_2 partial pressure in Archean is about 1000 ~ 10000 times higher than that in present time.

项目成果

Progressive metamorphism of the Taitao ophiolite ; Evidence for axial and off-axis hydrothermal alterations

• DOI: 10.1016/j.lithos.2007.04.003
• 发表时间: 2007-10
• 期刊: Lithos
• 影响因子: 3.5
• 作者: T. Shibuya;T. Komiya;R. Anma;T. Ota;S. Omori;Y. Kon;S. Yamamoto;S. Maruyama

2.5 Ga seafloor hydrothermal alteration in the Beasley River area,Hamersley,Pilbara Craton,Western Australia

西澳大利亚皮尔巴拉克拉通哈默斯利比斯利河地区2.5 Ga海底热液蚀变

• 发表时间: 2007
• 作者: 渋谷 岳造;小宮 剛;丸山 茂徳
• 通讯作者: 丸山 茂徳

Geotectonic framework of the Blueschist Unit on Anglesey–Lleyn, UK, and its role in the development of a Neoproterozoic accretionary orogen

• DOI: 10.1016/j.precamres.2006.11.002
• 发表时间: 2007-02
• 期刊: Precambrian Research
• 影响因子: 3.8
• 作者: T. Kawai;B. Windley;M. Terabayashi;H. Yamamoto;S. Maruyama;S. Omori;T. Shibuya;Y. Sawaki;Y. Isozaki

Middle Archaean ocean ridge hydrothermal metamorphism and alteration recorded in the Cleaverville area, Pilbara Craton, Western Australia

西澳大利亚皮尔巴拉克拉通克利弗维尔地区记录的中太古宙洋脊热液变质和蚀变

• 发表时间: 2007
• 期刊: Journal of Metamorphic Geology 25(5)
• 作者: Shibuya;T.;Kitajima;K.;Komiya;T.;Terabayashi;M.;Maruyama;S.
• 通讯作者: S.