Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

白金族元素 / Re-Os同位体系 / 化学状態 / 地殻物質循環 / 鉄隕石 / 堆積物 / XANES / 環境変遷 / XAFS / マルチトレーサ / 海水 / Os同位体比 / 海洋環境 / ペルム紀-三畳紀境界 / チャート / 白金鉱石 / EXAFS / 地殻物質

白金(Pt)やオスミウム(Os)など白金族元素やレニウム(Re)の、濃度ならびに化学状態の研究、および白金族元素に関連するRe-Os同位体系の研究により、地球表層の物質循環と地球表層環境の変遷を明確にすることが、本研究の大きな目的である。
1.地殻物質のRe-Os同位体系データ
Re-Os同位体系の研究により、中国タクラマカン砂漠の風成堆積物の主要な供給源が、周辺部の氷河堆積物、河川堆積物、チベット高原の土壌であることを明らかにした。さらに、砂漠内部での風成堆積物の均質化過程の重要性を示した。また、黄土のRe-Os同位体系データが、大陸地殻物質のRe-Os同位体系の特徴を表していることを示した。
2.鉄隕石中の微量のOsの化学状態の決定
XANES法によりIIAタイプの鉄隕石Negrillos中のOs(濃度65ppm)は、金属相として存在していることを分光学的に示した。天然試料のppmオーダーのOsの化学状態に関する、最初の研究成果である。
3.海洋環境におけるOs同位体比の時代変遷の解明
ペルム紀一三畳紀境界(P-T境界、約2億5千万年前)は、大規模な生物絶滅の時期として知られている。P-T境界に海底で堆積した秩父帯南帯チャートの研究により、^<187>Os/^<188>Os比は下部ペルム紀の約2億7千万年前から、当時の定常的な海水の^<187>Os/^<188>Os比(0.4-0.6)よりも低い0.1-0.3の値に下がり、この低い値がP-T境界において、さらには下部三畳紀の約2億4千万年前においても継続していることが判明した。P-T境界における環境変動の要因として、隕石衝突説よりも大規模火成活動説の方が妥当と考えられる。
4.海水から堆積物へのReとOsの除去過程の解明
Reは、還元的環境ではわずかに堆積物へ移動し、酸化的環境では海水中に溶存したままである。一方、Osは、広範囲の酸化還元状態において、海水から堆積物へ除去されることを明らかにした。

白金族元素 / 化学状態 / Re-Os同位体系 / マルチトレーサー / 海洋堆積物 / 黄土 / XAFS / 放射光 / XANES / EXAFS / 鉄隕石

白金族元素は、近年の分析方法の進歩にともない、地球深部の研究や地球表層における物質循環の研究などに、大変有用なトレーサーとして広く利用されるようになった。しかし、白金族元素の地球化学的挙動についは不明な点が多い。本研究では、白金族元素の地球化学的挙動の研究の第一歩として、岩石や鉱物中に微量に含まれている白金族元素の価数などの化学的状態を明らかにすることを目的としている。本年度の研究実績の概要は次の通りである。
1.マルチトレーサー法にるReとOsの海洋堆積物への除去過程に関する研究:
Re、Osの地球表層における物資循環を考察する際の基本的データとして必須である、海洋堆積物への除去過程を^<183>Re、^<185>Osなどの放射性核種を含むマルチトレーサーを用いて検討した。Osは酸化的環境においても堆積物に吸着される一方で、有機炭素がないと堆積物へは除去されないことが判明した。一方、Reの堆積物への除去は、酸化還元状態に依存していることを示し、ReとOsは海水から堆積物への除去機構が異なることを示した。
2.堆積物中におけるOsの化学状態:
海水から還元的条件の堆積物へ取り込まれたOsの化学状態を推定するためにOsL_<III>端XAFSを測定した。海水中へ添加したOsはOs(IV)Cl_6^<-2>と,Os(VIII)O_4であったが、堆積物中でのOsの価数は、海水へ添加した化学状態にかかわらず、XANESからは+3価、EXAFSからは+4価と解析された。XANESとEXAFSの結果は、異なる価数を示すものの、海水中での化学状態にかかわらず、還元的な環境下の堆積物でOsは+3価または+4価の還元的な状態であることを示した。
3.地殻物質のRe-Os同位体系データ:
Os同位体組成を用いた中国乾燥地域での風成堆積物の移動・運搬過程についての研究を行い、黄土のRe-Os同位体系のデータが、大陸地殻物質のRe-Os同位体系の特徴を表していることを示した。

【研究分担者】
高橋嘉夫	広島大学	大学院・理学研究科	助教授	(Kakenデータベース)
鈴木勝彦	海洋研究開発機構	地球内部変動研究センター	グループリーダー	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
鈴木勝彦	京都大学	大学院・理学研究科	助手	(Kakenデータベース)
高橋嘉夫	広島大学	大学院・理学研究科	助教授	(Kakenデータベース)