[S-CG55] 海洋底地球科学

[SCG55-02] 新生代の遠洋域におけるレアアース質量沈積速度の時空間分布

*高田 直翔¹、安川 和孝¹、中村 謙太郎^1,2、加藤 泰浩^1,2 (1.東京大学大学院工学系研究科、2.千葉工業大学次世代海洋資源研究センター)

キーワード：質量沈積速度、深海堆積物、太平洋、レアアース泥、海底鉱物資源

レアアース (rare-earth elements, REE) は様々なハイテク産業や低炭素技術に必要不可欠な元素である．このREEに富んだ深海堆積物である「レアアース泥」が南東太平洋および中央北太平洋の広域に分布しており，新たな海底鉱物資源として注目されている [1]．先行研究においては，過去の深海科学掘削で採取された堆積物コア試料の全岩元素濃度データセットに対して独立成分分析を適用し，レアアース泥の起源成分が明らかにされている [2]．しかしながら，この解析は堆積物中の各元素の相対割合から起源成分の混合関係を推定したものであり，海底に沈積する元素フラックスの絶対量に関する情報は含まれていなかった．
　本研究では，太平洋において既に得られている深海堆積物の元素濃度データセット [1] と，主に航海レポートから収集した微化石層序年代情報 [2] を用いて，各元素の質量沈積速度 (Mass Accumulation Rate：MAR) のデータセットを新たに構築した．堆積物の乾燥密度に堆積速度を乗じることによって，単位時間・単位面積あたりに沈積した堆積物の質量を出すことができ，さらに堆積物中の各元素濃度を掛け合わせることで元素ごとのMARを算出することができる [3]．特に，レアアース泥中のREEは主に海水由来であることから [2]，REEのMARに関しては，陸源砕屑物，生物源炭酸塩，および生物源シリカに由来するMARを差し引いて補正することで，海水から沈積したREEフラックスを算出した．これを，様々な時代・海域のコアについて実施しつつプレート運動を考慮することで，各時代における海洋からの元素沈積フラックスの時空間分布を復元することができる．
　レアアースのMARの空間分布を時代ごとに比較したところ，全岩堆積物中のREE濃度が低くともREEのMARが大きい地点があり，REEのMARは主に全岩堆積物の堆積速度に支配されている傾向が見られた．またレアアース泥の起源成分として生物起源成分，海水起源成分，熱水起源成分があることが知られているが[2]，それらと関わりの深い元素であるP，Co，FeのMARについても，全岩堆積物中の濃度分布とは異なる様相を呈した．本発表では，これらの元素MARデータセットを可視化し，新生代の遠洋域における元素MARの時空間分布の特徴について議論する．

[1] Kato et al. (2011) Nature Geoscience, 4, 535–539. [2] Yasukawa et al. (2016) Scientific Reports, 6, 29603. [3] Murray and Leinen. (1996) Geochimica et Cosmochimica Acta, 60(20), 3869-3878.