新潟県・山形県県境金丸ウラン鉱床地区における中新統釜杭層ウラン濃集層に含まれる有機物の特徴  [in Japanese] Characteristics of organic matter in uranium-rich coaly shales from Miocene sequence at Kanamaru, Japan  [in Japanese]

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新潟県・山形県県境金丸ウラン鉱床地区において掘削採取された中新統釜杭層コア試料についてケロジェンとバイオマーカーの分析を行い,ウラン濃集層(U=25-100 ppm; Th=23-42 ppm) に含まれる有機物の特徴を明らかにした.<br> ビジュアルケロジェン分析により,有機炭素量の高い試料では,木質ケロジェンが多く,有機炭素量が低い試料では,無定型ケロジェンが多いことが示された.熱分解ガスクロマトグラフ質量分析により,熱分解物は主にアルキル芳香族炭化水素(アルキルベンゼン,アルキルインデン,アルキルナフタレンなど)とn- アルカンからなり,鎖状イソプレノイドアルカン,n- アルケン,n- 脂肪酸を微量伴うことが示された.これらの多くは,陸上高等植物に由来するIII型ケロジェンに特徴的な化合物である.これらの結果から,本分析試料中の無定型ケロジェンは,木質ケロジェンと同様に,陸上高等植物起源であり,強く酸化分解を被り,材の形状を失い,無定型化したものであると考えられる.<br> 炭質頁岩中のマツ花粉の色度(TAI)は約2.6であった.またロックエバル分析によるTmax値は441 °C-444 °Cであった.これらから,試料の熟成度が初期カタジェネシス期段階に達したことが示された.また,熱分解生成物中に,ホパンの異性体のうち,続成作用により生成する異性体が多いことからも,カタジェネシス期段階の熟成度が指示される.<br> 掘削井において,ウラン濃度とウラン/トリウム比のピークは岩相境界に対応しているが,有機炭素量ピークよりも2メートル浅い.この有機炭素ピークとウラン濃度ピークが一致しないことから,有機物がウラン濃集には関与していないことが示唆される.地下水位が高かった時代に,岩相境界において酸化還元電位の勾配が生じ,そこでウランが濃縮した可能性が考えられる.

    We obtained a continuous 45 m-long core from the Miocene sedimentary sequence and basement Cretaceous granite at Kanamaru, northeast Japan. The Miocene sequence intercalates with a uranium-rich seam (U = 25-100 ppm; Th = 23-42 ppm). We analyzed the kerogen and biomarkers in the core to characterize the organic matter.<br>    Visual kerogen analysis indicated that coaly and woody kerogen is abundant in relatively organic-rich samples, while amorphous kerogen is abundant in organic-lean samples. Pyrolysis gas chromatography-mass spectrometry demonstrated that the organic matter in pyrolysates comprises mainly alkyl-aromatic hydrocarbons (alkyl-benzenes, alkyl-indenes, alkyl-naphthalenes, etc.) and n-alkanes. Acyclic isoprenoid alkanes (mainly pristane), n-alkenes, and n-fatty acids were detected as minor components. Most of these compounds are characteristic of the typeIII kerogen that derived from terrestrial higher plants. These results suggest that amorphous kerogen originated from terrestrial higher plants, and we speculate that they were heavily degraded by oxidation and lost their woody texture.<br>    Thermal alteration index (TAI) of <i>Pinus</i> pollen was about 2.6, and Tmax values of Rock-Eval pyrolysis range from 441 °C to 444 °C, which indicate that the thermal maturation of the coaly shale reached the stage of early catagenesis. This maturity was also suggested by high abundance of diagenetically generated isomers of hopanes in pyrolysates.<br>    In the sediment sequence, a peak of uranium and uranium/thorium ratio is ca. 2 m shallower than the peak of organic carbon content, but it corresponds to a lithological boundary. This inconsistency suggests that organic matter was not involved in concentrating uranium. Uranium was possibly concentrated from groundwater at the lithological boundaries between different redox levels during the period of high groundwater level.

Journal

  • BULLETIN OF THE GEOLOGICAL SURVEY OF JAPAN

    BULLETIN OF THE GEOLOGICAL SURVEY OF JAPAN 61(9-10), 325-336, 2010

    National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Geological Survey of Japan

Codes

  • NII Article ID (NAID)
    130003379235
  • NII NACSIS-CAT ID (NCID)
    AA11587519
  • Text Lang
    JPN
  • ISSN
    1346-4272
  • NDL Article ID
    10822550
  • NDL Source Classification
    ZM49(科学技術--地球科学--地質)
  • NDL Call No.
    Z15-177
  • Data Source
    NDL  J-STAGE 
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