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Title :琉球列島・沖縄トラフに産する含マグネシウム炭酸塩の地球化学的研究
Title alternative :Geochemical Studies on Mg-bearing Carbonates in Ryukyu Islands and Okinawa Trough.
Authors :大森, 保
Authors alternative :Oomori, Tamotsu
Issue Date :Mar-1991
Abstract :平成元年~平成2年度科学研究費補助金(一般研究C)研究成果報告書
研究概要:(1)竹富島沖の海底熱水域での試料採集と分析ダイバ-が潜水して、サンゴ礁海底に噴出する熱水およびガスと周辺の堆積物を採集した。これらの試料の地球化学的研究より、この熱水は地下で海水と岩石が相互作用をして、組成変化していることがわかった。堆積物は現生のドロマイトを含む石灰岩であり、鉄、マンガン、ウラン、砒素、水銀、アンチモン、バリウムなどの重金属濃度が高い。これらの金属の異常濃集はおよそ500ー2000年位前の比較的最近におこなわれたと考えられる。炭素と酸素の同位体分析をおこなったが、竹富島沖のドロマイトは溶けやすく、通常のリン酸溶液によってカルサイトと分離溶解することができなかった。ガス分析の結果とあわせて検討すると、この海底温泉の熱源は火山活動もしくは熱水活動に起因する可能性がたかいといえる。平成3年1月23日より、調査区域の西方40Km、深度数Kmの地点で群発地震が発生し、継続中である。竹富島海底温泉との距離が近いことから、今回の地震と海底温泉となんらかの関係が予想される。地下深所にかなり熱いものがあると予想されるので、今後、海底温泉と地震および海底火山との関係を明らかにすることが必要である。 (2)沖縄トラフ熱水域(伊是名、伊平屋海域)での試料採集と分析潜水艇「しんかい2000」「なつしま」による調査に参加し、伊平屋海域で熱水噴出物(炭酸塩堆積物)を採集した。この地域では100℃以下の低温熱水であった。堆積物のX線回折から主要構成鉱物はカルサイトと菱マンガン鉱であった。また、中性子放射化分析により、これにはマンガン、砒素、水銀、銀などが含まれることがわかった(地球化学討論会1990,月刊地球1990で発表)。伊是名海域の試料についてγ線スペクトル分析をおこなった。ウラン系列とトリウム系列のラジウムとその娘核種の放射能がきわめてつよい。しかし放射平衡には達しておらず、堆積物はおよそ10年から60年前かけて生成されたものと考えられる。また、昨年度に、海底より泡状の液体が湧出するのが観察されたが、これは二酸化炭素を主成分とするガスハイドレイトであった(Science 1990)。以上により、熱水活動の影響で生成される炭酸塩の化学的特性を明らかにできた。
Geochemical studies on carbonate sediments and related materials collected mainly from submarine hydrothermal sites of Taketomijima-Island and Okinawa Trough back arc basin have been carried out. The research results are summarized as follows. [A] Taketomijima submarine hydrothermal sites: (1) Samples of carbonate sediments, hot spring water and associated gas were collected from the bottom of coral reef of Taketomijima (ca. 22m in depth) by scuba divers. (2) The carbonate sediments are composed of foraminifera test, shell or fragments of coral skeleton. The dark colored secondary carbonates covered the cavity of pores of sediments. The proportion of dolomite and content of heavy metals such as Hg, As, Sb, Ba, Fe, Mn, Cd and U are abnormally high in the dark portion. (3) The chemistry and mineralogy of sediments of Taketomijime hydrothermal site is analogous to that of Kagosima-bay which is considered to be related to the volcanic activity of the adjacent area. (4) Frequent earthquake activity has been observed from January 23, 1991 until now at Iriomotejima Island, which is located ca. 30 Km west of Taketomijima hot spot. It will be important whether Taketomijima hot spring activity and Iriomote earthquake activity are related each other or not. The water temperature, chemical composition of water and associated gas should be monitored. [B] Okinawa Trough hydrothermal sites : (1) The carbonate sediments are collected from Iheya deep of Okinawa Trough by research submersible 'SINKAI2000' in 1989 and 1990. (2) X-ray diffraction and neutron activation analysis revealed that these carbonates are mainly composed of calcite, rhodechlosite (MnCO_3) and kuthonite (CaMn (CO_3)_ 2) and rich in Mn, As, Hg, and Ag. (3) On the other hand, sulphate and sulphide sediments are collected from Izena deep in 1989. The gamma-ray spectroscopy showed that activity of Ra-226, Ra-228 and their daughter nucleides is extremely high in barium sulphate containing sediments. These sediments are deposited by hydrothermal activity in recent years. (4) Liquid CO_2 and solid gas hydrate of CO_2 were observed at Izena deep hydrothermal sites.
Type Local :研究報告書
Publisher :大森保
URI :http://hdl.handle.net/20.500.12000/11347
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