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微小領域・同位体比分析による金・白金鉱床の成因解明

通过微区和同位素比分析阐明金矿和铂矿的来源

基本信息

批准号：
22K03736
负责人：
森下祐一
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Shizuoka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

産業で重要な役割を担う金 (Au) と、白金 (Pt) などの白金族元素 (PGE) は、自然界においてミクロなスケールで偏在する希少元素である。本研究では、金鉱石や白金族鉱石などにおける“見えないAu”や“見えないPt”の存在形態を、ナノメータースケールの高空間分解能で分析できる二次イオン質量分析法 (SIMS) を用いて解明する。AuやPtの存在形態は元素の沈殿メカニズムに依存していると考えられるため、SIMS定量分析に加えて安定同位体比質量分析法(IRMS)も活用してAu, Pt 鉱床の生成環境を明らかにすることを最終目的とする。研究実施計画で初年度に行うこととしていた菱刈鉱床の成因解明を目的として、0.4mgまでの微小方解石試料の炭素酸素同位体比を測定して世界的に高品位で有名な菱刈金鉱床を生成した熱水の起源と進化を推定した。菱刈鉱床の基盤岩は北薩地域の周辺金鉱床と同様に四万十層であるが、四万十層中の有機炭素と反応して熱水中の溶存炭素種の炭素同位体比が低くなった。一方、北薩地域の他の金鉱床では熱水は全て天水起源であるのに対し、菱刈鉱床ではマグマ起源の熱水が天水起源の熱水系に流入することにより、高品位な金の濃集を実現したと結論した。本研究では黄鉄鉱の微小領域硫黄同位体比も測定した。先行研究ではバルク岩石の硫黄同位体比として約0パーミルが報告されており、マグマ起源の値を示すと考えられていた。本研究では二次イオン質量分析法(SIMS)を用いて黄鉄鉱の3マイクロメーター領域の硫黄同位体比を分析した。黄鉄鉱の硫黄同位体比の大部分が0パーミル付近に分布する点は先行研究と同様であるが、金の濃集部(Keisen veins)でかなり低い値を示すことがわかった。この研究成果は、バルク分析ではなく3マイクロメーターの微小領域で分析したことにより得られた。

Industry is important for gold (Au), platinum (Pt), platinum group elements (PGE), and rare elements in nature. In this study, the existence form and high spatial resolution energy analysis of gold, platinum and platinum minerals were analyzed by quadratic mass spectrometry (SIMS). The existence of Au and Pt depends on the elemental composition of Au and Pt, SIMS quantitative analysis and stable isotope ratio mass analysis (IRMS). The final purpose of SIMS is to make use of the environment in which Au and Pt are formed. The purpose of this study is to determine the carbon isotope ratio of 0.4 mg calcite samples and to estimate the origin and evolution of hot water produced by high-grade calcite beds in the world. The carbon isotope ratio of dissolved carbon species in the 40-layer organic carbon bed is lower than that in the 40-layer organic carbon bed. The results show that the hot water from other gold deposits in North and South China is flowing into the hot water system from the source of water and the concentration of high-grade gold. In this study, we measured sulfur isotope ratios in small fields of iron oxide. A preliminary study of sulfur isotope ratios in rocks was carried out to show the origin of sulfur isotopes. In this study, secondary mass spectrometry (SIMS) was used to analyze sulfur isotope ratios in the iron and steel fields. Most of the sulfur isotope ratios of yellow iron are 0. The distribution of sulfur isotopes is close to that of gold. The results of this research are as follows: