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北部北上帯 マンガン鉱床

岩手県の第二の鉱物

北部北上を形作るジュラ紀付加体活動で形成された

 岩手県のマンガン鉱床は、軽米町、野田町から田野畑村、山田町、大槌町から釜石市等に半島までの北部北上帯に典型的に分布している.
 鉱床の成因にはジュラ紀の無酸素海水が深く関係している.


マンガン鉱床 

岩手県から10種類の新鉱物が報告されているが、そのうち8つはマンガン関係であり、2番目の岩手の鉱物としてふさわしい。


1 マンガン鉱床の形成

 マンガン鉱床の形成原因として,以下の4つをあげることができる.

(1) マンガンノジュール型

(2) 熱水鉱床型

(3) 層状マンガン鉱床型

 (4) 付加体マンガン鉱床型

(1) マンガンノジュール型.

  現在の太平洋沖合のような酸素が豊富な深海底で出来る。

(2) 熱水鉱床型

海底火山の熱水などからマンガンが沈殿して出来る。

(3) 層状マンガン鉱床型

閉鎖された内海の還元的でマンガンが溶け込んだ深層水が酸素の豊富な表層に湧昇してマンガンが沈殿して出来る.
 層状構造を持つ堆積性の鉱床で,世界のマンガンの主要供給源である。生成時代は主に先カンブリア紀の南アメリカやガボンで、第三紀の黒海沿岸が次ぐ、第四紀の黒海やバルト海では現在も生成中である。
 埋蔵量は南アが最大で,世界の53%を占める。生成が良く研究されている黒海沿岸のウクライナのニコポリでは砂岩を主とする漸新世の浅海堆積物中に産する。

(4) 付加体マンガン鉱床型
  北部北上や京都府と岐阜県の北部などジュラ紀付加体のチャート中に存在する。
  ジュラ紀の海洋無酸素事変で還元的でマンガンが溶け込んだ深層水に、酸素を含んだ表層海水が沈降して出来るという仮説が示されている。



2 海底地震による津波を契機としたマンガン鉱の床生成(仮説)

付加帯型マンガン鉱床の生成については
(1)安定した成層状態となっている海水構造をとのようにして攪乱するか?
(2)酸化されて生成した沈殿マンガン化合物はどうやって速やかに埋没するか?
の2点が十分解明されていない。
 そこで海底地震による津波発生で
(1)海水の成層構造が壊れること
(2)海底地割れに沈殿したマンガン化合物が落ち込んで埋没されて再度融解せず保存される
という仮説を提唱する。

(1) 津波による表層海水の沈み込み
   ジュラ紀の海洋無酸素事変では、海流が存在せず、風波で大気から酸素が供給され、また光合成で酸素が供給される水深200mまでは酸素が存在するが、それ以下では酸素は存在せず、その還元的な海水にマンガンが溶け込んでいたと思われる。
   表層海水は蒸発で塩分濃度が高まり比重が重くなり、深層の海水と比重が逆転し不安定になっていく。なお、表層海水の蒸発は野田玉川鉱山のホウ素の状態からも推測できる。
   海底地震による地滑りで津波が発生すると、成層構造が壊れ、酸素が溶け込んでいる重い表層海水は深層に沈み込み、深層海水に溶け込んでいたマンガンが酸化されて沈殿する。.

(2) 海底地割れに落ち込み埋没
   沈殿したマンガン化合物は海底地震で生じた地割れに落ち込み、その後の余震などで地割れの表面は埋められて埋設され再び海底に溶け出さなくなり固定される。
   なお、地割れは同じ場所に何度も開くことから、マンガン鉱物は特定の場所に厚く溜まる傾向を持つ。
   また、地割れは海底各所に出来るから、海洋深層が酸化的だったペルム紀中期から還元的だった三畳紀末まで様々な時代のチャートに鉱床が出来るという矛盾も解決できる。.


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岩手大学教育学部 土谷信高研究室