Presentation Information
[T18-P-20]Paleozoic seawater Os isotope record reconstructed from umbers in accretionary complexes of eastern Australia
*Tomu SAKAI1, Koichiro FUJINAGA2,1, Moei YANO2,1, Kazutaka YASUKAWA1, Yoichi USUI3, Keishiro AZAMI4,2, Yamato SONODA1, Jonathan C. Aitchison5, Kentaro NAKAMURA1,2, Yasuhiro KATO1,2 (1. Univ. Tokyo, 2. CIT, 3. Kanazawa Univ., 4. Tohoku Univ., 5. Univ. Queensland)
Keywords:
umber,strata-bound ferromanganese deposit,hydrothermal ferromanganese sediment,Os isotopic composition,Paleozoic
海水のオスミウム同位体比（187Os/188Os）は，大陸由来成分（～1.4）とマントル・宇宙起源成分（～0.126）の相対的寄与を反映する[1]．海水Os同位体比の復元には，現世海底のFe-Mn酸化物に富む熱水性堆積物，遠洋性粘土，遠洋性石灰質堆積物，Fe-Mnクラスト・ノジュールなどが用いられてきた[2]．しかし，現存する海洋底堆積物はおおむね過去約2億年以内に限られるため，それ以前の海水Os同位体比を現在の海底試料から直接復元することは困難である．そこで近年，沈み込み帯で付加体に取り込まれた過去の海底堆積物を用いた古海水Os同位体比の復元が進められている[3–9]．
日本列島の付加体には，アンバー鉱床（層状Fe-Mn酸化物鉱床），層状Mn鉱床，別子型鉱床などの層準規制型鉱床が分布する．このうちアンバーは，中央海嶺玄武岩（MORB）類似の緑色岩に伴って出現し，海嶺近傍で形成されたFeやMnに富む熱水性堆積物を起源とすると考えられている[4–9]．アンバーは堆積時に海水からOsなどの微量元素を吸着するため，当時の海水Os同位体比の記録媒体として有用である．日本列島の付加体中のアンバー研究により，デボン紀以降の海水Os同位体比の長期変動は概略的に復元されつつある[4–9]．しかし，日本列島の試料だけでは記録が中生代以降に偏り，古生代の記録は断片的である．一方，オーストラリア東部のNew England Orogenには，前期〜中期古生代の付加体が広く分布し[10]，シルル紀〜石炭紀の層状チャートやMORB類似の緑色岩が報告されている．そのため，日本列島の試料よりも古い時代のアンバーが保存されている可能性が高い．そこで，2025年9月に東京大学・千葉工業大学・金沢大学・クイーンズランド大学による共同調査が実施された．本研究では，同調査で発見・採取された，New England Orogenに属するBonshaw地域（石炭紀前期：336–326 Ma）およびBingara地域（シルル紀中期：433–427 Ma）のアンバーを対象に，全岩化学分析およびRe–Os同位体分析を実施した．
BonshawおよびBingaraの試料はいずれもFe2O3*およびMnOに富み，Fe2O3*とP2O5，V，Ni，Cr，ΣREYなどの間に正の相関が認められた．PAASで規格化したREYパターンはCeの負異常を伴うほぼフラットな形状を示し，本研究試料が海嶺近傍で形成された熱水性Fe-Mn堆積物を起源とすることを支持する．石炭紀前期のBonshawおよびシルル紀中期のBingaraアンバーの初生187Os/188Os比は，それぞれ0.471–0.490（平均0.482±0.012），0.510–0.596（平均0.549±0.012）であった．本結果を既報のアンバーOs同位体データと合わせると，シルル紀以降の海水187Os/188Os比は，LIPsの噴出期など一部の時代を除き，おおむね0.4–0.6の範囲で推移した可能性がある．さらに，推定堆積年代幅に対応する古海水Sr同位体比と比較すると，両者の間には正の相関傾向が認められた．今後，顕生代全般のアンバーOs同位体データを蓄積し，海水Sr同位体比と統合的に比較することで，地球表層環境の短期変動（Os同位体比）と長期変動（Sr同位体比）を統合的に理解できると期待される．
引用文献：[1] Peucker-Ehrenbrink and Ravizza (2000) Terra Nova 12, 205–219. [2] Peucker-Ehrenbrink and Ravizza (2020) Geologic Time Scale 2020, 239–257. [3] Ravizza et al. (2001) Earth Planet. Sci. Lett. 188, 369–381. [4] Kato et al. (2005) Geochem. Geophys. Geosyst. 6, Q07004. [5] Fujinaga et al. (2022) Ore Geol. Rev. 142, 104683. [6] Kuwahara et al. (2022) Glob. Planet. Change 216, 103920. [7] Yano et al. (2023) J. Asian Earth Sci. 241, 105480. [8] Azami et al. (2025) Ore Geol. Rev. 182, 106661. [9] 坂井ほか (2025) 日本地球惑星科学連合2025 年大会. [10] Aitchison (1990) Mar. Micropaleontol. 15, 365–378.
日本列島の付加体には，アンバー鉱床（層状Fe-Mn酸化物鉱床），層状Mn鉱床，別子型鉱床などの層準規制型鉱床が分布する．このうちアンバーは，中央海嶺玄武岩（MORB）類似の緑色岩に伴って出現し，海嶺近傍で形成されたFeやMnに富む熱水性堆積物を起源とすると考えられている[4–9]．アンバーは堆積時に海水からOsなどの微量元素を吸着するため，当時の海水Os同位体比の記録媒体として有用である．日本列島の付加体中のアンバー研究により，デボン紀以降の海水Os同位体比の長期変動は概略的に復元されつつある[4–9]．しかし，日本列島の試料だけでは記録が中生代以降に偏り，古生代の記録は断片的である．一方，オーストラリア東部のNew England Orogenには，前期〜中期古生代の付加体が広く分布し[10]，シルル紀〜石炭紀の層状チャートやMORB類似の緑色岩が報告されている．そのため，日本列島の試料よりも古い時代のアンバーが保存されている可能性が高い．そこで，2025年9月に東京大学・千葉工業大学・金沢大学・クイーンズランド大学による共同調査が実施された．本研究では，同調査で発見・採取された，New England Orogenに属するBonshaw地域（石炭紀前期：336–326 Ma）およびBingara地域（シルル紀中期：433–427 Ma）のアンバーを対象に，全岩化学分析およびRe–Os同位体分析を実施した．
BonshawおよびBingaraの試料はいずれもFe2O3*およびMnOに富み，Fe2O3*とP2O5，V，Ni，Cr，ΣREYなどの間に正の相関が認められた．PAASで規格化したREYパターンはCeの負異常を伴うほぼフラットな形状を示し，本研究試料が海嶺近傍で形成された熱水性Fe-Mn堆積物を起源とすることを支持する．石炭紀前期のBonshawおよびシルル紀中期のBingaraアンバーの初生187Os/188Os比は，それぞれ0.471–0.490（平均0.482±0.012），0.510–0.596（平均0.549±0.012）であった．本結果を既報のアンバーOs同位体データと合わせると，シルル紀以降の海水187Os/188Os比は，LIPsの噴出期など一部の時代を除き，おおむね0.4–0.6の範囲で推移した可能性がある．さらに，推定堆積年代幅に対応する古海水Sr同位体比と比較すると，両者の間には正の相関傾向が認められた．今後，顕生代全般のアンバーOs同位体データを蓄積し，海水Sr同位体比と統合的に比較することで，地球表層環境の短期変動（Os同位体比）と長期変動（Sr同位体比）を統合的に理解できると期待される．
引用文献：[1] Peucker-Ehrenbrink and Ravizza (2000) Terra Nova 12, 205–219. [2] Peucker-Ehrenbrink and Ravizza (2020) Geologic Time Scale 2020, 239–257. [3] Ravizza et al. (2001) Earth Planet. Sci. Lett. 188, 369–381. [4] Kato et al. (2005) Geochem. Geophys. Geosyst. 6, Q07004. [5] Fujinaga et al. (2022) Ore Geol. Rev. 142, 104683. [6] Kuwahara et al. (2022) Glob. Planet. Change 216, 103920. [7] Yano et al. (2023) J. Asian Earth Sci. 241, 105480. [8] Azami et al. (2025) Ore Geol. Rev. 182, 106661. [9] 坂井ほか (2025) 日本地球惑星科学連合2025 年大会. [10] Aitchison (1990) Mar. Micropaleontol. 15, 365–378.
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