[S-RD45_28PO1] 資源地質学の新展開: 地球環境変動と元素濃集

[SRD45-P02] 南アフリカ共和国カラハリマンガン鉱床の鉄同位体組成

*朝倉 純¹、山岡 香子²、ボロック デイビッド³、渡辺 寧²、川幡 穂高¹ (1.東京大学大気海洋研究所、2.産業技術総合研究所、3.ルイジアナ大学)

キーワード：鉄同位体, 縞状鉄鉱床, カラハリマンガン鉱床

南アフリカの古原生代Transvaal累層群Hotazel層にあるカラハリマンガン鉱床は、縞状鉄鉱床に三つのマンガンに富んだ層が挟在する世界最大の層状マンガン鉱床である。Hotazel層のマンガン鉱床および縞状鉄鉱床は、地球の大気中酸素が爆発的に増加した大酸化イベントとほぼ同時期に形成された。また、その形成年代からヒューロニアン氷河期のスノーボールアース事変との関連も示唆されている。鉄同位体は酸化還元状態の敏感な指標であり、縞状鉄鉱床形成時の海洋環境を推定するために適している。Hotazel層の縞状鉄鉱床およびマンガン鉱床における鉄同位体分析に関する先行研究としてはTsikos et al. (2010)による報告があるが、縞状鉄鉱床の鉄同位体について十分なデータが集まったとは言い難い。
本研究では、南アフリカ共和国カラハリマンガン鉱床で採取されたドリルコアに対し、XRD分析及びMC-ICP-MSを用いた鉄同位体分析を行い、その結果をTsikos et al. (2010)と比較した。鉄同位体の測定は標準試料IRMM-14に対するδ56Fe値で行った。
同位体測定の結果、Hotazel層全体を通して低いδ56Fe値(-0.70‰以下)が得られた。マンガンに富んだ層に限れば、δ56Fe値は-1.66から-2.86‰と特に低い値となった。δ56Fe値と鉄マンガン比との関係から、マンガンの存在比率が上がるに連れてδ56Fe値が低くなる傾向にあることが確認された。この結果は、Tsikos et al. (2010)の結果と調和的である。つまり、縞状鉄鉱床が重い鉄同位体のシンクとしての役割をもっており、マンガンの沈殿は軽い鉄同位体に富む海洋環境で起きたとするTsikosらの説を支持するものである。

Reference
Harilaos Tsikos, Alan Matthews, Yigal Erel, John M. Moore, 2010. Iron isotopes constrain biogeochemical redox cycling of iron and manganese in a Palaeoproterozoic stratified basin. Earth and Planetary Science Letters 298, 125-134. doi: 10.1016/j.epsl.2010.07.032