海成堆積岩中の炭酸塩の形成に対する有機物の続成作用の役割

宮川 和也; 石井 英一

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炭酸塩はその形成時に、地下水水質の変遷履歴などの古水理地質情報を記録している可能性があり、地下に形成された炭酸塩脈は、過去の環境の変遷を知る手掛かりになる。本研究では、北海道北部の新第三系海成堆積岩である声問層と稚内層中に見られる炭酸塩の産状に見られるコントラストについて、COの供給の観点からその成因を検討した。その結果に基づき、炭酸塩脈の形成プロセスを次のように整理した。声問層のような比較的浅部にあり、有機物の続成作用であるダイアジェネシス期を経る過程においては、地下水中のCOは、有機物の微生物分解や低温熱分解により供給されると共に、微生物活動によりCHへと還元される。一方で、稚内層のような比較的深部にあり、ダイアジェネシス期を経てカタジェネシス期を経験した後に隆起した地層では、有機物の低温熱分解あるいは微生物分解は十分に進んでおり、有機物は分解しにくい状態にあると考えられる。このため、このような地層中では、微生物によるCO還元反応によりCOが消費される結果、平衡反応の移動により炭酸塩が沈殿しやすいことが考えられる。声問層のような環境では、COの消費とともに、有機物分解によりCOが供給されるため、炭酸塩は沈殿しにくいことが考えられる。このように、炭酸塩脈のコントラストの成因が説明される。ここで得られた知見は、本地域のみでなく他の地域における炭酸塩の成因を考察する上で有益な示唆を与えることができる。