[BCG06-P04] Geochemical constraints on the Earth environment after the Lomagundi Event;The Cape Smith belt, Canada
★Invited Papers
キーワード：古原生代、有機炭素同位体比
古原生代（25-20億年前）の始まりは，約25–23億年前の大酸化事変（Great Oxidation Event: GOE）や炭素同位体比の正異常（Lomagundi Event：約22-20億年前）により特徴付けられる．これらのイベントは太古代−原生代間での一次生産の増大や，海洋硫酸イオン濃度の増加，海洋酸化還元状態等の変化を示す（Lyons et al., 2014）．これまでの研究により上記イベントの原因や当時の地球環境変化については比較的明らかとされているが，イベント後の地球環境については明らかでない．そこで本研究では，約19.6億年前の黒色頁岩を対象に有機炭素同位体比分析を行うことでLomagundi Event後の地球環境に関する検討を行ってきた．
本研究で分析試料としたのはカナダ・ケープスミス帯ポブングニチュク層群から掘削されたコア試料（4G8069， 718.3333）である．これら２本のコア試料は砂岩－黒色頁岩互層（4G8069；90m，718.3333；50m）より構成されており，互いに10kmほど離れた地域から掘削されている．先行研究により，コア試料に含まれる砂岩－黒色頁岩層序は約19.6億年前にスペリオルクラトンの大陸斜面で堆積したものであることが明らかになっている(St-Onge and Lucas, 1990)．また，4G8069コア中の砂岩－黒色頁岩層序は直上のコマチアイト質の溶岩流のよって覆われている．718.3333コア試料は分析対象とした砂岩－黒色頁岩層序から約100m上部にコマチアイト質溶岩を含む．有機炭素同位体比の分析を行った黒色頁岩試料は，主成分鉱物として石英を含んでおり，副成分鉱物として白雲母，磁硫鉄鉱を含む．
4G8069コアにおいてδ13Corgは−32‰から−29‰の値をとり，大きく２度の変動をする（Carbon isotope excursions; CIEs）．CIE1ではコア底部（−32.0‰）から約45mかけて−29.5‰まで徐々に上昇する．CIE2では約5mかけての同位体減少（−29.5‰から−32.1‰）後，約25mかけての同位体上昇（−32.1‰から−31.0‰）をする．同様のCIEは718.3333コアの分析からも確認できる．718.3333コアにおいて，δ13Corgは−30.6‰から−33.2‰まで約8mかけて減少した後，約40mかけて-31.9‰まで上昇する．
コマチアイト質溶岩を基準としてδ13Corgの対比を行うと4G8069コアにおけるCIE1と718.3333コアにおけるCIEは同時期のものであると考えられる．したがってLomagundi Event終了後，少なくとも２度のCIEsが起きた可能性がある．このCIEを引き起こす原因については火山活動の活発化と陸上黒色頁岩の酸化の２つの可能性が考えられる．
References
Lyons, TW, Reinhard, CT, and Planavsky, NJ 2014, The rise of oxygen in Earth’s early ocean and atmosphere: Nature, v. 506, p.307-315.
St-Onge, MR, and Lucas, SB, 1990, Evolution of the Cape Smith Belt: Early Proterozoic continental underthrusting, ophiolite obduction and thick-skinned folding. In The Early Proterozoic Trans-Hudson Orogen of North America, v. 37, p. 313-351.
本研究で分析試料としたのはカナダ・ケープスミス帯ポブングニチュク層群から掘削されたコア試料（4G8069， 718.3333）である．これら２本のコア試料は砂岩－黒色頁岩互層（4G8069；90m，718.3333；50m）より構成されており，互いに10kmほど離れた地域から掘削されている．先行研究により，コア試料に含まれる砂岩－黒色頁岩層序は約19.6億年前にスペリオルクラトンの大陸斜面で堆積したものであることが明らかになっている(St-Onge and Lucas, 1990)．また，4G8069コア中の砂岩－黒色頁岩層序は直上のコマチアイト質の溶岩流のよって覆われている．718.3333コア試料は分析対象とした砂岩－黒色頁岩層序から約100m上部にコマチアイト質溶岩を含む．有機炭素同位体比の分析を行った黒色頁岩試料は，主成分鉱物として石英を含んでおり，副成分鉱物として白雲母，磁硫鉄鉱を含む．
4G8069コアにおいてδ13Corgは−32‰から−29‰の値をとり，大きく２度の変動をする（Carbon isotope excursions; CIEs）．CIE1ではコア底部（−32.0‰）から約45mかけて−29.5‰まで徐々に上昇する．CIE2では約5mかけての同位体減少（−29.5‰から−32.1‰）後，約25mかけての同位体上昇（−32.1‰から−31.0‰）をする．同様のCIEは718.3333コアの分析からも確認できる．718.3333コアにおいて，δ13Corgは−30.6‰から−33.2‰まで約8mかけて減少した後，約40mかけて-31.9‰まで上昇する．
コマチアイト質溶岩を基準としてδ13Corgの対比を行うと4G8069コアにおけるCIE1と718.3333コアにおけるCIEは同時期のものであると考えられる．したがってLomagundi Event終了後，少なくとも２度のCIEsが起きた可能性がある．このCIEを引き起こす原因については火山活動の活発化と陸上黒色頁岩の酸化の２つの可能性が考えられる．
References
Lyons, TW, Reinhard, CT, and Planavsky, NJ 2014, The rise of oxygen in Earth’s early ocean and atmosphere: Nature, v. 506, p.307-315.
St-Onge, MR, and Lucas, SB, 1990, Evolution of the Cape Smith Belt: Early Proterozoic continental underthrusting, ophiolite obduction and thick-skinned folding. In The Early Proterozoic Trans-Hudson Orogen of North America, v. 37, p. 313-351.