T12［トピック］堆積地質学の最新研究

[T12-P-20] ベトナム北東部のデボン紀-石炭紀境界堆積岩中の有機物に記録された古環境および古生態系変遷

*四木 りさ¹、沢田 健²、高嶋 礼詩³、小松 俊文⁴ (1. 北海道大学理学院自然史科学専攻、2. 北海道大学理学研究院地球惑星科学部門、3. 東北大学学術資源研究公開センター総合学術博物館、4. 熊本大学大学院先端科学研究部基礎科学部門)

キーワード：

バイオマーカー、デボン紀-石炭紀境界、ハンゲンベルグ事変、ベトナム

[はじめに] デボン紀-石炭紀（D-C）境界は，海洋無酸素事変（OAE）がおこり，それに関連して海洋生物や陸上植物の約45%が絶滅したとされるハンゲンベルグ事変が起こったことが知られている。ハンゲンベルグ事変では，海水準変動が繰り返し発生していたことが推測されており，ヨーロッパや北米で無酸素・高硫黄な環境が有光層にまで広がる有光層ユーキシニア（PZE）が形成されていたと考えられている（Marynowski and Filipiak, 2007; Kaiser et al., 2016; Sahoo et al., 2023）。また，海水準変動に伴う陸上浸食が絶滅の原因の一つとも考えられており，これに伴うシアノバクテリアの急増傾向が示唆されている（Marynowski et al., 2012）。本研究では，ベトナム北東部デボン紀-石炭紀境界堆積岩のバイオマーカー分析とケロジェン分析から，堆積環境や古海洋環境を復元した。
[試料と方法] 分析試料はハンゲンベルグ事変の層準を含む，デボン紀ファメニアン後期から石炭紀トルネーシアン前期におけるベトナム北東部Cat Ba島のCat Co層群Pho Han層の黒色頁岩および灰色石灰岩を用いた。バイオマーカー分析では，有機溶媒抽出とシリカゲルカラム分けの後，尿素アダクト法により直鎖アルカンと分枝状・環状アルカンを分別し，GC-MSによる分析を行った。またHCl/HF 処理によってケロジェン・有機質微化石を分離し，それらを顕微鏡下で観察した。
[結果と考察] バイオマーカー分析の結果，酸化環境で生成されるプリスタン（Pr），還元環境で生成されるフィタン（Ph），高硫黄環境を示すジベンゾチオフェン（DBT），真核生物に由来するステラン，陸上植物または真核藻類に由来する三環性テルパン（TriT），シアノバクテリアに由来するn-アルキル三環性テルパン（αNATT），陸上植物起源のレテンが検出された。酸化還元指標であるPr/Ph比は，全層準を通して約0.5以下の値を取っており，還元的な環境であったことが示された。また，DBTはハンゲンベルグ事変において高い値を示しており，DBTの生成に必要な硫黄が海洋中に多く存在する，より高硫黄環境であった可能性が示唆される。陸上植物由来のC₂₃TriTと海生藻類由来の(C₁₉+C₂₀)TriTの比である，海/陸比を表すC₂₃/(C₁₉+C₂₀)TriT比は，全体的に海起源の寄与を示す一方で，D-C境界の直後において急激に陸上起源が増加していた。シアノバクテリアの寄与を示すαNATT/TriT比および陸上植物の寄与を示すレテン/フェナントレン比も，D-C境界の直後において増加傾向が見られた。
ケロジェンの顕微鏡観察では，蛍光を示さない黒色の無定形質有機物（NFA）が大部分を占めており，わずかに木片（wood）が観察された。明確な花粉・胞子（sporomorph）や海生パリノモルフは見つからない。したがって，D-C境界直後において陸上植物起源の有機物の流入が増加したことは示唆される。陸源物質の流入増加がシアノバクテリアなどの海生藻類の生産性と結びついたかどうかは検討しているが，両者が関連している可能性が考えられる。

[引用文献]
Marynowski and Filipiak (2007) Geol. Mag. 114 569-595.
Marynowski et al. (2012) Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 346–347, 66–86.
Kaiser et al. (2016) Geological Society, London, Special Publications. 423, 387-437.
Sahoo et al. (2023) Nature. 615, 640-645.