一34一
海底熱水鉱床について
湯浅真人(海津地質部)
慫潴1はじめに
海底の新たな鉱物資源として有用金属元素を多量に含む熱水性硫化物鉱床が新聞紙上や商業雑誌類でとりあげられ始めたのはつい先頃のことである(第1表).
これが騒がれ始めたのは東太平洋海膨やガラパゴス
リフトで銅や亜鉛を多量に含む塊状硫化物鉱床が発見されたことカミ直接の引き金になっている.さらに深海底鉱物資源の開発に関する国際海洋法条約をめぐって
一部の海洋先進国カミとった態度にも関係していよう.
米国で報道されている新聞記事在とではこのような硫化物鉱床が米国沖合200海里以内の海底に存在していることが強調されているしまたNOAA(米国海洋大気局)の1983会計年度に始まる5か年計画で提案されているプ
ログラムも200海里の排他的経済水域を充分に意識したものとなっている(Duane1982).
有用金属元素を含む硫化物を主とした熱水性の鉱床が海底から発見されたのはそう古い話ではたく今から10数年前に紅海の凹地(ディｰプ)で発見されたのカミ最初である(Mi11ereta1.1966;DegensandRosseds.1969).
ただし紅海で発見されたのは軟かな泥状の重金属濃集体(重金属泥)である.このような重金属濃集体カミ紅海に存在するのはここではディｰプ中に温い濃厚塩水(ホットブライン)を伴うという事情もあって拡大初期の拡大軸でかつ海水の循環カミ制限された還元環境という0penseaとは異なった特殊在条件が存在するためと考えられた.しかし最近相次いで発見･報告されている
塊状硫化物鉱床は｡penseaの中央海嶺系に伴われており盛んに熱水を噴き出している煙突(チムニｰ)か実際に観察され現在そこに硫化物鉱床が形成されているという点で海洋底地球科学の関係者のみならず鉱床関係の人たちも含め大きな関心をまきおこした.さらに
前述のようにこのような鉱床が200海里の排他的経済水域内に存在するという点で沿岸各国に起きた波紋は大きいものと狂った･資源小国を自認しかつ四方
第1表新聞･雑誌類による熱水鉱床紹介記事.
新聞･雑誌名
日経新聞
〃

日付

標題

執筆者

56･12･20

57･4･5

重金属泥｡開発乗り遅れるな

深海底に噴き出す金属硫化物

57･6･28
57･10･25

資源の宝庫海底の毎日新聞

57･11･19

深海の熱水鉱床開発へ'

自然

55･5月号

サイエンス

浅井恒雄

〃

読売新聞
朝日新聞

新しい海盆誕生の兆し

宝の山･熱水鉱床発見も黒煙｡

灼熱の海底一1980年代の地球科学に向けて

55･7月号

東太平洋海膨の熱水噴出

57･7月号

熱水鉱床咄への期待

深海底金属資源のニュｰフェイス

57･9月号

57･10月号〃

特集新資源

岡村健二･長谷川淳･水野篤行･中原裕幸

57･8月号

58･2月号

新資源

水野篤行

熱水鉱床｡

中村政雄

深海底に噴出する熱水

新しい海底鉱物資源

佐藤村部･水野篤行!

ルｰウェンダイク､BP.
慴敲
HYOROTHε同棚ALHYOROG匿N◎uS
側曲が唱祁〔↓摩浥＼診亭㌻第1図
海底における重金属濃集のプロセスと濃集の場の違い(Bonatti1975).

酬AGEN匡刊C上田誠也

マクドナルド､K.C.･ルｰウェンダイク､B.P(中村保夫･藤岡換太郎訳)
OCEANAGE
海洋時報

科学と実験
科学

を海に囲まれている我が国でこのような海底熱水鉱床が注目を浴びるのは当然でもある.
ここでは硫化物鉱床以外の鉄マンガン酸化物も含め
海底の熱水鉱床とはどのようなものたのかその産状や分布などについていわば資料としてまとめておく･
さらに熱水鉱床発見の今後の可能性についても触れることにする一
この小文を書くにあたり海洋地質部小野美代子技官には文献の収集に御協力をいただきました･同部水野篤行部長には原稿に目を通していただき多くの御助言をいただきました･記して厚く感謝致します･
2海底における重金属元素の濃集
海底における重金属元素の濃集に関わるプロセスは熱水鉱床をつくるような熱水活動のみではたい･深海
底鉱物資源として先輩格のマンガン団塊の成因としては別のプロセス(水成作用)カミ者えられている.また水
成作用で形成された鉄マンガンクラストと熱水活動で形成された鉄マンガン酸化物のクラストとでは見かけ上の識別は困難な場合も多い.
本章では海底における重金属元素の濃集プロセスについて一通り眺めておくことにする.
BOnattietal.(1972a)は海底での重金属元素特に鉄マンガンの濃集する原因を次の4つに分類している(第1図)･①hydrogenous…通常の海水中に含まれている重金属(水成作用)元素カミゆっくり沈澱する･マンガ
ン団塊はこの過程によって形成されたと考えられている.
②hydmthema1…火山活動に伴われる熱水から重金(熱水活動)属元素が供給される.活動的放海嶺やリフトに伴われることカミ多い.
③halmyro1itic…岩石の海底風化によって重金属元素(海底風化)が供給される.通常の底層水温下でのゆっくりした変質作用であり玄武岩質ガラスからのマンガンの溶脱などはこれに含まれる.
④diagenetic……有機物に富むような堆積物中の還(続成作用)元環境下で形成される.マンガン
は還元されて堆積物中を移動し水と堆積物との境界付近で酸化され再沈澱している.
これら4つのプロセスは
重金属濃集体の成因の違い
但汎020〜◎2=Pく〕奇･
嚢儀鑑繭繭亙楓蒲萎
ポS
第2図中央海嶺拡大軸部の熱水系モデノレ(Bonatti1975).
海底下へ浸透した海水が拡大袖下のマグマ･高温
岩体と反応.重金属元素に富む熱水となって上昇.
海底近傍で海水と混合し硫化物あるいは酸化物として重金属カミ沈澱する.この図では硫化物は海底下の玄武岩中に沈澱するように描かれているが熱水が海底に噴出するまでの間で海水との混合･それによる冷却が最小限に抑えられれば熱水は高温かつ還元性を保たれるので海底面上に硫化物を沈澱する.
を示すとともに重金属元素の供給源の違いをも反映している.すなわち①通常の海水②熱水③海底の岩石④間隙水と堆積物である.②の熱水により供給される重金属元素は海水が海底下の高温岩体と反応し岩石中から抽出(リｰチング1eaching)されたものが主体であるという見方(第2図)をすれば③との違いは抽出･溶脱時の温度条件だけとなり両者の境界は漸移的狂ものとたる･また上記4つの供給源と多少重複する部分はあるカミ陸源物質や生物源物質も供給源として加えてよいかもしれない.実際南太平洋のラウ海盆(LauBasin)では堆積物中の重金属元素の供給源の1つとして近接するトンガ海嶺に由来する火山性物質(軽石)が考えられており(Be･tin･1974)またマンガン
団塊中への銅の濃集機構の一部は放散虫によりまかな
われているようである(Frazer･Fisk1980).

一36一
レ灘繋鶴織･
裟激湾鯵
第3図
熱水鉱床の概念図(東太平洋海
膨北緯21度マクドナノレド･ルｰウェンダイク1980に基づく).
以上のように海底における重金属元素の濃集体には多くの種類があり成因も様々に異なっている.これ
らのうち海底風化により岩石(主として玄武岩)から溶脱されて沈積した重金属濃集体の量は他のプロセスによるものに比べはるかに少ないと考えられる.海底近傍における通常の温度条件下で岩石から溶脱する重金属の量は熱水作用による供給に比べれば極めて少なく
このようなプロセスによる重金属の濃集は恐らくロｰカルにしか生じえない.残る3つのプロセスの中でも続成作用による重金属の濃集は有機物の流入量の大きい大陸縁辺部に限定されるであろうから海底の重金属
元素の濃集体としては水成作用および熱水活動によるものが分布･存在量ともに大きいといえる.
3海底熱水鉱床の産状
初めにr鉱床｣という言葉の使用についてお断わりしておかなければ狂らない.東太平洋海膨等における硫化物鉱床の発見以来熱水鉱床という言い方がされることか多いカミ海底の熱水活動に起因する重金属元素の濃集体には硫化物ばかりで泣く酸化物もあり産状も固化した塊状のものもあれば軟かい泥状のものもある.
陸上における重金属濃集体に対して使われている鉱床という言葉には経済的価値というイメｰジカミつきまとう
カミ海底のそれについては経済的価値が確認されているのは紅海の重金属泥のみと言っても過言ではない.
ここで海底熱水鉱床という言葉を使うのは現在ではそれが最も通りの良い言葉であると思われるからで経済的価値の概念は伴っていない.またここでは遠洋性堆積物に比べ鉄やマンガンに営んでいるという程度の濃集体"についても扱う.これについては重金属堆積物という言葉を使うことにする･しかし熱水鉱床と重金属堆積物との境界は厳密に定義されている訳ではない.
東太平洋海膨やガラパゴスリフトから発見されている
塊状硫化物鉱床も含め今までに発見･報告されている
熱水性の主な重金属濃集体は組成･産状から次のようにまとめられる.
靴1陰系6摂1)
靴1/姦㌶;状以上のほかに重金属堆積物が加わる.また岩石の割れ目に鉄マンガン酸化物が網状にしみ込んだ産状をする場合があるがこれはクラスト状酸化物の一部と考え
られる.
1)硫化物
硫化物としては塊状硫化物鉱床が最も良くその形成されている産状が観察されている･これは第3図に示すような煙突(チムニｰ)の存在を特徴としている.
この煙突は黄銅鉱･閃亜鉛鉱･黄鉄鉱などの硫化鉱物や
硬石膏･石膏だとの硫酸塩鉱物および非晶質シリカ
硫黄などからなり熱水の噴出口とたっている.煙突には熱水を現在噴出しているものとそうでたいものとカミあり噴出がみられるものはスモｰカｰ(Sm.k｡｡)と呼一37一
策2表東太平洋海膨北緯21度から報告されたチムニｰ
マウンド､
スモｰク等ρ構成鉱物.
Mound雷C㎞mηeys

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主成分鉱物をイタリックでアクセサリｰ鉱物を括弧で示した･
Haymon･区astner(198!)による｡
スモｰク"にも黒色のもの(ブラックスモｰク)と白色のもの(ホワィト
スモｰク)とがあり両者では含まれている微粒子が異なっている(第2表).またスモｰク"の温度･噴出速

度も異たりブラックスモｰクでは350℃前後1･O〜
2.6m/sホワイトスモｰクでは300dc以下で噴出速度は30℃の場合に0.1〜o.2m/s140℃の場合に0.7m/sと測定されている(Conv.r.e.tal.1982)｡ブラックス
モｰカｰの周囲には生物活動は見られないがホワイトス
モｰカｰの周囲では生物活動が盛んである.
これらの煙突は小さな丘(マウンド)の上に立っている･
この丘は主として活動をやめた煙突の破片からなる･
大きさは高さ1〜4m底面の幅5〜15m程のものか
の
匝
山
ト
山
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1榊
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'『ALuC奓
1…ASτ?SτRINGERSuL戸1D直WES1'
第4図ガラパゴスリフトで発見された非活動的煙突(チムニｰ)からなるmeta11iferousridge(Malahoff㈩
ら大きなものでは高さ20m幅50mに達するものもある(Wi11ia血s.t.1.1979).煙突の高さは0.5〜6㎜
位であるカミ最近Ma1ahoff(1982)により報告されたガ
ラパゴスリフトの煙突(非活動的)では35mの高さをもっものが'幅200m長さ1000mのmeta11iferousridge
をなしているという(第4図)一紅海の重金属泥は中軸部リフト谷とそれを横断する断層との交点付近に発達する凹地(ディｰプ)に沈積している一Bischoff(ユ969)はアトランテイスI世デイｰプでの調査結果に基づいて7つの堆積相を分類したがCronan(1980)はその後の調査結果も加え次の6つのグルｰプに分類しなおした･それらは酸化物硫化物硫酸塩炭酸塩ケイ酸塩通常の堆積物である｡
このうち酸化物硫化物ケイ酸塩カミ金属元素に富んでいる.
硫化物としては鉄･銅･亜鉛硫化物の混合相と黄鉄鉱相とが識別されるがいずれも細粒泥状の兄かけをしている(Ross･Degens196♀にそのカラｰ写真が掲載されている).
硫化物としては以上2つのタイプのほか海底から採取された玄武岩中に鉱染状･網状に生じているものがあ
るが量は少い.
2)酸化物
海底の熱水活動により形成されている酸化物は鉄
マンガンあるいは両者の酸化物である.これらの酸化物は海底の岩石の表面をクラスト状に覆って沈積し〃舳ε伽κo〃r〃εt刎CFe‑oxyhydro㎞dc(Pydte)(m町CaSile)(cub㎜itc)(covdlile){cub㎜ite)

ばれている.スモｰカｰから出ている

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sulfur(sulfur)(dig㎝i‑e)(marCaきilC)(bomjle)(9北㎜)(co刷ndum)?

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Wur屹i1e㎜hy舳e(9ypsum)(Wur屹1tC)(Wu此ite)Fe･ox畑droxide(mtr句砒OSile)

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(9ypsum)

一38一
策3表紅海重金属泥の各堆積相ごとの平均化学組成(Bischoff1969).
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宗Basedonon1y2analyses.
ていたりあるいは崖錐の角礫のマトリックスとして沈積している.鉱物相としては針鉄鉱マンガナイ
ト(10A7A)ランシｰ鉱などカミ識別されることが多い
が非晶質の鉄やマンガンの酸化物･水酸化物も多く見られる.
紅海の重金属泥中の酸化物には褐鉄鉱相鱗繊石
相赤鉄鉱相磁鉄鉱相マンガナイト相が識別される(Cron･n1980).また非晶質のマンガン酸化物鉄マンガン酸化物もみられる･これらの酸化物はディｰプ中では硫化物に比べ熱水噴出口からより離れた位置に分布している.
上記2タイプの酸化物に分類されない塊状のものを塊状酸化物とした･伊豆･小笠原海域で採取された例(Yu･…Yokot.1982)では黒色不規則塊状で表面はアア溶岩状にゴツゴツしている.酸化物としては
磁鉄鉱10Aマンガナイトカミ主成分となっている.熱
水性の酸化物の場合潜水調査艇により観察･記載され左ものは少くドレッジにより採取されたものが殆んどである.従って観察例が多くなれば現地性の産状に基づく名称カミ提案されるかもしれない.
3)重金属堆積物
通常の遠洋性堆積物に比べ鉄マンガンほかの重金
属元素に富む堆積物を重金属堆積物とした.前述の酸化物との境界は厳密ではないカミこちらの方カミ鉄マン
ガンの含有量は低い.中央海嶺系の表層堆積物として広く分布するほかグロｰマｰチャレンジャｰ号による深海掘削の結果大洋盆の堆積層の最下位(玄武岩層の直上)付近に存在することが知られている･鉄酸化物粒
子マンガンマイクロ団塊海底火山物質とその変質物
粘土鉱物生物片などからなり陸源物質は少たい･
4)熱水性酸化物の識別
塊状硫化物のように産状カ湖らかなものは問題底いカミ
産状の不明た特に鉄やマンガンの酸化物の場合見かけ上これを水成作用によるものと識別するのが困難なことが少なくない.海底の熱水鉱床を探査する際には同じマンガン酸化物であってもそれが熱水活動に由来するものかどうかは大事な指標となる.
海底風化による重金属の濃集は一般的でないので除外するとして水成作用続成作用による重金属濃集体(酸化物)と熱水活動によるそれとの間の識別はそれぞ
第4表成因別の鉄マンガン酸化物の組成.
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〰
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〰㈰
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背同

7.69

61.7

い

産地は!:B1ake海台2:赤道部太平洋3:ストロンボリ火山4:東太平洋海膨Amph2D5:トンガケ
ルマデック海嶺6:スコットランドLochFyne7:offJapanBonattieta1.(1972a)を一部改変しCronanetal.(1982)によるトンガケルマデック海嶺のデｰタを加えた･

一39一
甫

⑧PAClFlCNOOuLESODEPOSITS戸ROMLOCl･1FYN匡HYDRO'『HERM^LOEPOSlTS戸R◎MTI'11…R^,
匱

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偈

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01･･㌦
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甚･
○由･｡｡
第5図
水成作用熱水活動続成作用により形成された鉄マ1■ガン酸化物の化学組成の特徴(Bonattieta1.1972a).
れの化学組成の特徴によっている.第4表および第5
図に示されるように水成作用による重金属元素濃集体(マンガン団塊･クラスト)は熱水活動により形成された鉄やマンガンの酸化物に比ベニッケルコバルト鋼などの微量金属元素含有量カミ高いのカミ際立った特徴である｡熱水活動で形成された鉄マンガン酸化物の場合
Mn/Fe比カミマンガン団塊のそれと良く似ていることカミあるカミこの場合でも微量金属含有量は後者に比べ1〜3桁少ない.
第4表では熱水活動に由来するマンガン酸化物の化
学組成の特徴は続成作用に由来するマンガン酸化物のそれに大変良く似ている.両者の識別はMn/Fe
比や微量金属含有量からは不可能でありこれを識別するための幾つかの試み･提案カ沌されている(Gund1ach
eta1.1982;Hekinian1982;Marchigeta1.1982).地
質学的背景等の状況証麺からの推定もある程度は可能であろうし沈積速度が測定できれば強い証挺ともなりう
る･しかし沈積速度の測定は試料の状態にもよる,
が困難な場合が多い.その点Marchigeta1.(1982)
鐵第5表熱水活動および続成作用に由来する重金属濃集体あるいは堆積物のヒ素含有量の違い(Marchigeta1.1982).
AverageAsco砒帥㎏forvaエio咽typeso￡㎜inesediments‑comp汕isonof肚〔eediffer.
e批.ana1対｡almethod5
Typeofsedimenセ
AsconセenセinpPm
Neut1=o口acばvahon
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舳地1洲舳》唯紙%雛燃.
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槍､紗.
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第6図海底熱水鉱床･重金属堆積物の分布.
略号は次の通り△:硫化物採取測点鰯:酸化物採取測点B:海盆D:ディｰプF:断層FZ:断裂帯R:海嶺数字のみで示してあるのはDSDPの測点番号.南東部太平洋の破線で囲まれた地域は東太平洋海膨およびバウエルディｰプの
重金属堆積物分布地域を示す･
により提案されているヒ素含有量を用いた識別は分析の簡便さも含め好都合な基準である(第5表).
鉄マンガン微量金属元素による識別法は陸上のオフィオライトに伴う鉄マンガン酸化物の形成場のインディケｰタｰの一部としても使用されうる(Bon.tti.t
a1.1976a)一4海底熱水鉱床の世界的分布
前章では海底熱水鉱床の産状について述べた､ここ
では鉱床とは呼ばれ校いものも含め熱水活動に起因すると考えられている重金属元素の濃集体の分布につい
上述べる1
第6図に熱水性鉱床･重金属泥･重金属堆積物等の分布を示した.これらの分布は当然のことなカミら中央海嶺系や火山性島弧など火山活動の存在するところあるいはその近辺に集中している･直接的な火山活動の存在しない場合でもそれに関わりをもつ断裂帯･構造線に伴われていることか殆んどである.ここでは熱水鉱床や重金属堆積物が伴われる大地形を第6表の様に区分する･この地形区分を念頭におき海底熱水鉱床･重金属堆積物の発見･研究史をたどりながらそれぞれに伴うタイプをみてみよう.
1)Chan㎝ge正趾pe砒ion
海底から重金属元素に富む堆積物カミ最初に採取されたのはマンガン団塊やフォスフォライト団塊を最初に発見した19世紀後半のチャレンジャｰM世号(H.M.S.
第6表海底熱水鉱床を伴う大地形の区分一
大地形区分

随伴する熱水一性重金属濃集体

l1111騰谷芸裏急1オｰム11･塊状硫化物鉱床･重金属泥(紅海)･クラスト状酸化物･クラスト状酸化物･鉱染状および網状硫化物
一重金属堆積物･ト･i…海底火山/瞭鷲㌣型･硫化物･酸化物･クラスト状酸化物
島弧系海底火山･火山島･クラスト状酸化物･塊状酸化物･硫化物

111/l;ll{灘軸部･重金属堆積物(表層および堆積層の基底部)･重金属堆積物(表層および堆積層の基底部)･酸化物
海溝(海側海溝斜面)･重金属堆積物(堆積層の基底部)

一41一
Ch.11engerM)の探検航海である.Rona･Lowe11(1980)の記述によればチャレンジャｰ航海により得られた堆積物についてMurray･Renard(1891)により火山源成
分を含むという記載がなされており後にReve11e(19奥4)による化学分析の結果重金属元素に富む堆積物であることが分っだそうである.
2)紅海のホットブラインと重金属泥
紅海で塩分濃度の高い温海水(ホットブライン)が発見されたのも1880年代であり今から1世紀も昔のことである(Mli11e｡｡ta1.1966).ホットブライン下の堆積物
が重金属元素に富むことが明らかにされたのは1965
年のアトランティス皿世号(Atl･ntis皿)の調査による(Mi11ereta1.1966)｡その後1966年にはチェイン号(Ch.in)によって紅海の堆積物は更に詳しく調べられその結果はDegens･Rosseds｡(1969)により単行本としてまとめられた･紅海の重金属泥については黒鉱鉱床との類似性カミ指摘され我が国でも度々紹介されてきた(堀越1972;佐藤･兼平1974;鹿園1974)･
3)海底重金属堆積物(鉄マンガン酸化物)の発見
中央海嶺頂部の重金属堆積物
紅海の重金属泥とは別に東太平洋の堆積物の化学分
第7表サントリニ火山に伴う鉄酸化物に富む堆積物の化学組成(Bonattieta1.1972b)｡
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東太平洋海膨(南緯!2‑!6度)を横断する堆積物の鉄
十マンガン組成プロファイル(Bostrom･Peterson
1966).破線は熱流量プ目ファイル.
析結果から東太平洋海膨拡大軸部を中心として鉄マンガンに富む堆積物の存在することが見いだされた(Skomyakovaユ965;Bostrom･peterson1966)(第7図)･
このような異常組成の堆積物の成因として海底温泉起源(Skomyakoマa1965)深海底におけるmagmaticpr0‑
cess起源(Bo.t.om･P.t｡｡son1966)在とが提案された｡
東太平洋海膨頂部近傍の海山斜面の測点A血ph2Dから
最大で32.5%の鉄を含む堆積物を採取したBonatti･
JOensuu(1966)はこの堆積物の起源を火山起源の熱水および深海底玄武岩質溶岩からのリｰチングによると考えた.
島弧系火山の重金属堆積物
鉄マンガンあるいは鉄に富む堆積物は中央海嶺系のみならず島弧系の火山に伴っても形成されている･埴中海He11enic弧(Cyc1･d･s弧)のサントリニ火山(カルデラ)に伴う鉄酸化物(Bon.ttiet.1.1972b;Puch.1t1973)
同じく地中海Calabrian弧(A｡｡1ian弧)のストロンボリ
火山に伴う鉄マンガン酸化物(B.natti.ta1.1972b)と同弧ブルカノ火山に伴う鉄硫化物(Va11･t1973;Hom･･ez.ta1.1973)などはその例である(第7表).また西太平洋でもインドネシアMahengetan島沖にあるバヌウ
フ海底火山に伴う鉄あるいは鉄マンガン水酸化物(Ze1e･nov1965)パプアニュｰギニアニュｰブリテン島マツ
ピ湾の鉄酸化物(F.rgus.n･Lamb｡｡t1972)などカミ報告されている.これらの酸化物はいずれも陸上で観察できる程の海岸線付近の温泉噴出口周辺(サントリニマツ
ピ湾)海岸から近い浅海底(バヌゥフ)あるいは変色水域(ブルカノ)等特別の海洋調査を必要としない沿岸域に分布している.

一42一
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海盆底の重金属堆積物
同様の堆積物はラウ海盆(Be.tin｡τ974)やバウエル
ディｰプ(Say1｡｡･Bi｡｡h.ff1973)のような大洋中にある海盆底からも報告されている･しかし海盆底の鉄やマンガンに富む堆積物の場合火山活動に直接伴うものとしてではなくラウ海盆の場合であれば先に述べた様に近接島弧に由来する火山性物質を含め海盆底に露出するソレアイト質玄武岩の風化および海水･間隙
水からの沈積等の複合した形成過程が考えられているし(B･･tin･1974)バウエルディｰプの場合には隣接する東太平洋海膨上で形成された細粒合金属物質が海膨斜面を流下して海盆底に沈積したという説(Dymondet･1.
1973)もある.
第8図
フィリピン海盆のDSDPコア中の基底重金12◎
属堆積物(Bonattietal.1979).
基底重金属堆積物(hasalmetallifemusseaiment)
海盆底で見られる前述の鉄･マンガンに富む堆積物は
海盆底堆積層の最上位にあり海底に露出して存在するカミ
クロｰマｰチャレンジャｰ号(G1omarCha11enger)による深海掘削が開始されてからは深海底堆積物の最下位
付近にも同様の堆積物の存在することカミ明らかにされた･
この堆積物は特に基底重金属堆積物(b･sa1m･ta11if･r‑ous｡｡dim.nt)と呼ばれインド洋西部(DSDPSit｡'
236238などCronanetal.1974)フィリピン海(DSDpSite291294などB.n.ttiet.1.1979)太平洋｣30

東部(DSDPSite37383977B8081159160162319など
vonde1Vo1ch･Rex1970;B1och1981;Cronaneta1.
1972;Dymondeta1.1977)にその側カミ知られている(第6区および第8図).基底重金属堆積物は前述の中央海嶺系で形成された鉄･マンガンに富む重金属堆積物カミ
プレｰトの拡大に伴って現位置まで運ばれその過程で上位に後の堆積物カミ堆積したものと考えられている(例えばC｢onaneta1･1972;Bonatti1975)(第9図).このようた基底重金属堆積物が断層運動等の構造運動で上昇し被覆堆積物が浸食されることにより海底面に露出したとされている場合カミある.これは東太平洋のDOM一楮

SeaWater■べ摩浥

第9図基底重金属堆積物の形成･移動概念図

一43一
湍楮楮

湶楲潮浥

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卩

で知られており(Bischoffetal.1979)海底表面に露出している重金属堆積物の微化石年代は中新世前期である.
また基底重金属堆積物の形成･移動プロセスからすればこのような堆積物がプレｰトの移動に伴って海溝域に到達することが当然考えられる.最近Yuasa･Yokota(1982)はこのようたものの例として小笠原海
溝海狽､海溝斜面の断層崖からマンガン酸化物を報告してレ､る.
以上の様に各地で重金属元素に富む堆積物が多数発見されていったカミこれらは主として酸化物であり硫化物を伴う場合でもその量は少なく硫化物鉱床と呼べる程度の規模をもつものは紅海の重金属泥のみであった･(なお引用文献については次号掲載分についても一括して載せてある)
弓1用文南失Anderson,R,N.(1975)且eatf1owintheMarianamar‑
gina1basin.∫.G2o力んツs.R召s.,80.4043‑4048.
Ba11ard,R.D.andFrancheteau,J､(1982)There1ation･
ship1⊃etweenactivesu1fidedepositionandtheaxia1
processesofthemidoceanridge."α7切θτ2c伽｡1.
Soo.∫o刎7.16,no.3,8‑22.
Bertine,K.K｡(1974)OriginofLauBasinRisesedi･
工nent.Gθ0c乃{刎.C0∫〃20c乃{刎.■4cまα,38,629‑640.
Bischoff,J.L(1969)RedSeageother血a1brinedepos･
楴

楮敲

礬捨

楳

来

献楮

∬0fろ7切8α〃7θC〃加ωツ卿θ〃ゴ砂05伽加伽R"∫θα(Degens,E.T.andRoss,D.A,eds.),
Springer･Ver1ag,368‑401.
整

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湯

整

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sedin1entinDOMESsiteC,Pacificmanganesenod･
ule'Province.Co〃｡2.∫〃τθπ〃αま.Cθη〃.1Vα〃｡勿､R召｡κ召.Sc{.,no.289,119‑137.
B1och,S.(1981)Antipatheticmagnesium･rnanganeserelationshipinbasalmeta11iferoussediments.C加刎.
(}θ01.33,101‑113.
整

楳慴

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centers.■4れη.1〜θ〃.厄α7'ゐヵ1α〃θτ.∫c{.,3,401‑431.
慮

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fromtheSouthPacific.∫c身刎｡2,154,643‑645.
整

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submarineiron･manganesedePosits.in乃〃｡刎αη･g伽θs26幼｡∫伽｡洲加｡cθ伽〃｡o7(Horn,D.H.ed.),,eta1､(1972b)Suもmarineirondepositsfrom
theMediterraneanSea.inTゐθ〃2"ま2プ7α閉θα勿∫召α(Stan1ey,D.J･ed),Dowden,HutchinsonandRoss,

整

整

敲

数

楴

浴

Apennineophio1ite:Mesozoicequi∀a1entsofmod
emdepositsfromoceanicspreadingcenters.Gθo1.
S06.Aη何.｣B〃".,87,83‑94.
,eta1.(1976b)Copperironsulfideminera1i･
zationsfrom‑theequatoria1Mid･At1anticRidge.
1,oo〃.Gθo1.,71.1515‑1525.
整

敲

物

瑩潮

fro]]ユtheRomancheTrench(equatoria1At1antic):
meta11ogenesisinoceanicfracturezones.亙α7肋
p1α〃θま.∫c去.1二θ〃.,32,1‑10.
整

整

楳楮

Fe･richbasa1depositsfromthePhi1ippineSea｡〃α伽θGθo1.,32,21‑37.
Bostr6㎜,K.(1973)Theoriginandfateofferrom乱n‑ganoanactiveridgesediments.∫工｡c后乃｡1刎Co〃7.
Gεo1.,27,149‑243.
慮

整敲

測

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楴慴

潭

hydrother皿a1exha1ationsoftheEastPacificRise.
1,c0η.G201.,61.1258‑1265.
Chmg,Y.andCraig,亘.(1972)Excess･radonandtem･
牡

潦

潭

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浥

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五α7主ゐ1〕1αη2乏.∫cξ.工θ〃.14,55‑64.
Converse,D,R.,eta1.(1982)Hydrother血a1f1owrates
慴㈱

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湯

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Cor1iss,J.B.,eta1.(1978)Thechemistryofhydro･
therma1momdsneartheGa1apagosRift.Eαグ肋
P1α勿θま.Scオ､工θ材.,40,12‑24.
整

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GalapagosRift.Sc加肌θ,203.1073‑1083.
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theEastPacificRise.五αγ肋1〕1α刎ま.Sc{.工鮒.,26,
ユ25‑132.
測
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數

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on1nid･oceanridgesandinis1andarcs.1Vα伽〃,262･567‑569.
(1980)σ"召舳α伽刎肋ε7α13.AcademicPress,㌶
一,eta1.(1972)Iron･richbasa1sedimentsfrom
慳

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Dri11ingProject.∫6{伽｡召,175,61‑63.
整

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andwestemIndianOcean.1'加工.Rθが8.刀S1)1〕,24.
〴
一,eta1.(1982)Asubmarinehydrotherma1man･ganesedepositfromthesouth･westPacificis1andarc.Wαf勿7θ,298,456‑458.
Degens,E.T.andRoss.D‑A.eds.(1969)Ho工〃伽θ8α〃7θC2〃加ωツ㈱まα16θカ0S伽加伽肋ゴS2α.
Springer‑Ver1a琴,600p.
Duane,D.B.(1982)E1ementsofaproposedfive･year
researchprogramonpo1ymeta11icsu1fides｡"α7肋2Tθc"η01.SOc.∫0〃7.,16,no.3,87‑91.
Dy血｡nd,J｡,etaL(1973)Originofmeta11iferoussedi･
伽entsfron1thePacificOcean.G801.Soc.A舳.
j3〃".,84.3355‑3372.

一44一,eta1.(1977)Historyofmeta11iferoussedi一
嵭

瑩潮慴

数

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southeasternPacific.G20c〃刎.Co∫刎｡c〃刎.■4αα㌮
Ferguson,J･andLambert,I.B.(1972)Vo1canicex‑
ha1ationsandmeta1enrichmentsatMatupi且arbor,
NewBritain,T･P･N･G.瓦｡o勿.G201.,67,25‑37.
倮

整

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楴

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rocks.∫.G召｡φカツs.1…θs.,78.5155‑5172.
亙rancheteau,F､,etaL(1979)Massivedeep･seasu1phide
数

楴

楳

癥

摯

捩晩

楳

N励〃θ,277,523‑528.
,eta1､(1980)刎αゐ8α刎｡2"〃〃0cθα刎(あ{"乃0グ
伽0cθ伽)､Centr.Nation.pourI'Exp1oit.Oceans,倮Frazer,J.Z.andFisk,M1.B.(1980)Geo1ogica1fac･
torsrelatedtocharacteristicsofseaf1oormanga･nesenodu1edePosits.S1.03〃〃加θ3,0亙沢142‑80,

藤岡換太郎(印刷中)黒鉱鉱床はどこで形成されたか.鉱山地
質特別号,no.11.
Gund1ach,且.andMarchig,V.(1982)Oceanf1oor
meta11iferoussediments"twopossibi1itiesforgene･
sis.in0〃g刎θsゐ･丁加∫肋θoグま加αc̀(Amstutz,㈰㈱

且aymon,R.M1.andKastner,M.(1981)Hotspring
depositsontheEastPacificRiseat2ゴN1pre1imi･
narydescriPtionofminera1ogyandgenesis.亙α〃ゐ
別α肋オ.∫c{.工θ〃.,53,363‑381,
Hekinian,R｡(1982)Pθ〃｡logツ｡グ肋20cθα刎〃｡o7.E1se･癩敲㌹,eta1｡(1981)Su1fidedeposits:EastPacific
Risenear1ポN.EOS,62,no.45,913.
且｡ffert,M.,eta1(1978)Hydrotherma1depositssamp1･
edbydi∀ingsaucerinTransfor㎜fau1t
37

A"nearontheMid･At1anticRidge,Famousarea.

0cθα椛｡1.Acまα,1,73‑86.
潮湯

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景

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exha1atiマesu1fidedepositatVulcano(Thyrrheni･
anSea),PartII:activecrysta11izationoffuma･
楣獵

晩

癯

業

瑳潦

diLevante.in0〃8加sθ"舳〃3(Amstutz,G.C
andBemard,A･J･eds･),Springer･Ver1ag,139‑166.
堀部純男(1982)マリアナトラフの熱水｡海洋の動的構造
ニュｰスレタｰ,no.6,3‑5.
楢攬央

整

㈩

数

敲

ventsinMarianaTro1コ9h.lP08̀一印｡g7α刎αろ8〃αα∫,万ゲ肋肋舳.Coガ.G20c〃｡閉｡1.Cos刎｡伽｡〃｡1.∫80妙θ(∋召01.,154.
堀越叡(1971)紅海の広重金属に富む堆積物科学,㈵
正Iussong,D.M.andUyeda,S.e㌻aL(1981)"机Rθが3.
刀∫",60:Washington(U.S.Govt.PrintingOffice),
i･xxYi,929P.
K1inkhammer,G｡,eta1.(1977)Hydrotherma1manga･neseintheGa1apagosRift.N励〃θ,269,319‑320.
楴杯

慮

畤

周敇

慰慧

spreadingcenter:anear･bottomgeophysicalsur･
vey･(享ε0カゐツ8.∫.R.一48まプ.S0ε.,38,563‑586.
小林和男(1980)深海底で何が起っているか.ブルｰバッ
クスB‑438,講談杜,232P.
Larson,R.L｡,eta1.(!968)Gu1fofCa1ifomia:ares1]1t
潦

渭昱潯

偲

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牡

景

晡由瑩渹

S伽舳,161,781‑784.
Leinen,M,andAnderson,R.N､(1981)Hydrotherma1
sedimentfromtheMarianaTrough.万0S,62,no.

楳

爬

整

慮捥潦

‑nid･oceanridge.Gεoφ乃ツ8.∫.1言.λ8〃.∫oc.,26,515‑535,
Lonsda1e,P｡(1977)Structura1geomorpho1ogyoffast･
spreadingrisecrest:theEastPacificRisenearポ
25'S.〃α〃η2(享召｡カ乃ツ8.!…ω.,3,251‑293.
,eta1.(1980a)Ahigh‑temperaturehydrother･
灯

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spreadingcenter.亙α〃〃P1αη功.Sc{､Z石材.,49,8‑20.
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ssiteintheca1deraofayoungseamount.∫o〃7.
Gθo1.,88,611‑618.
,eta1･(1982)Meta11ogenesisatseamountsOn
theEastPacificRise."α7伽θτ2c"ηo1.Soc.∫o〃.,湯Macdona1d,K･C･andMudie,J.D.(1974)Microearth･
慫

潮

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慰慧

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seismicityoffastsPread旦ngridges.G20切ツ3.∫.R.
ム〃.∫oc.,36,245‑257.
マクドナルド,K.C.･ルｰウェンダイク,B.P.(1980)東太平洋海膨の熱水噴出.サイエンス,10,no.7,78‑94(中村保夫･藤岡換太郎訳),日経新聞社､
Ma1ahoff,A｡(1982)Acomparisonofthemassi∀esub･
物

灯

祭整

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晩

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withsomecontinenta1deposits."〃伽θτθc伽｡1.
Soc.∫o刎7.16,no,3,39‑45､
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楮

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Loihi,Hawaii.Wα〃〃,298,234‑239.
Marchig,V.ヨeta1.(1982)Somegeochemicalindicators
fordiscriminationbetweendiageneticandhydro･
therma1meta11iferoussediments."α7切θGθo1.,50,
㈴

㈵
杯爬

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慧

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temsonMid･At1anticRidgecrestat2ポN.∫.Gθo･
力乃ツ3.1…θ8.,82,231‑238.
敲

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楮

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depositsindeepsoftheRedSea.Gθoc"刎.C05刎｡･
c乃{刎.ノ1c左α,30,341‑359.
Murray,J･andRenard,A･F･(1891)Reportondeep
数

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一45一
thevoyageofthe且｡M.S.Cha11engerintheyears
1872t01876.in1言θヵ｡〃｡グ左乃θ8c加勿〃ア比γθ5〃〃80グ
伽〃｡〃gεoグ∬.〃.S.C乃α〃舳g召7伽伽g伽ツ2〃∫
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Ridge.E0∫,62,no.45,913.
整

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water･co1umnofactivehydrotherma1ventsonthe
southernJuandeFucaRidge.〃〃加θτθc〃ηo1.
∫oc.∫o〃γ.,16,no.3,46‑53.
偵捨敬琬

剥捥

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theKameniIs1ands,Santorini(Greece).in07θ8肋∫θ〃舳〃8(Amstutz,G･C･andBemard,A.J.eds.),
Springer･Ver1ag,227‑245.
Reve11e,R.(19辺4)*Marinebottomsamp1esco11ected
inthePacificOceanbytheCarnegieonitssev･
enthcruise.Cα7犯2g加∫η∫工.η1α8乃加gま｡刎P〃5,556,
牴RISEprojectgroup(Spiess,耳.N.eta1.)(1980)East
PacificRise:hotspringsandgeophysicalexperi･
ments.Sc加〃｡θ,207.1421‑1433.
副

倮

潦

潴

浩

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deposition:Mid･At1anticRidgecrestat1atitude
26.N."〃肋θGθo1.,21,M59‑M66.
慧瑩晨牡瑩潮慮摶漱

湯来

敲

楮敲

灯

瑳楮

oceaniccrust.∫o〃7.1701cα〃｡1.G20工乃θ7刎.1ぞ28.,3,219‑㈲(1980)TAGHydrotherma1Fie1d:Mid･At1an･
ticRidgecrestat1atitude2ポN.∫.G召｡1.Soc.工｡刎一
60刎,137･385‑402.
(1982)Po1ymeta11icsu1fidesatseaf1oorspread･
ingcenter:agloba1overview.〃α〃〃θτθc乃ηo1.
∫0c.∫0刎7.,16,no.3,81‑86.
,eta1.(1975)Anoma1ouswatertemperatuエ･es
overMid･At1anticRidgecrestat26.North1atitude.
刀θθ力S2α1…θ8.,22,611‑618.
一,eta1｡(1976)Tectonicfabricandhydrother･
ma1activityof1〉[id‑At1anticRidgecrest(1at2ポN).
(享201.SOc.λ〃カ.13〃".,87,661‑674.
慮

刮倮

楴

瑳潮

papers5through31.inSεαア1007sヵ7θα6加gcθ〃θ7∫
伽"o肋〃刎α18ツ∫τθ刎∫(Rona,P.A.andLowe11,R.P.
献

畴捨楮

副

Ross,D.A.andDegens,E.T.(1969)Shipboardco11ec･
tionandpreservationofsedimentsamp1esco1工ectedduringChain61fro皿theRedSea.in∬o'ろ7切θ∫α刎♂γ2cθ〃加ωツ閉2工α1ゐ力08〃∫伽娩8R〃∫θα(De･
来

吮慮

献

印物湧敲

慧

㌶㌭㌶
佐藤壮郎･兼平慶一郎(1974)世界の層状硫化鉱床(その1)黒鉱鉱床キｰスラｰガｰと現世の海底鉱床".地質ニ

ュｰス,no,240,27‑37.
卡慮摂楳捨潦昬

䙥牲潭慮条

noansediments旦ntheequatoria1eastPacific.E〃肋
P1伽θま.∫c{.工召〃.,19,330‑336.
Scott,Ml.R｡,etal.(1974)Rapid1ya㏄umu1atingman･
条

潭

楡湶

潦

敍

慮瑩

Ridge.G召｡ヵ乃ツ8.R鮒.工θ〃.,1,355‑358.
鹿園直建(1974)重金属元素に富む沈積物を伴う現在の熱水系特にその化学組成,同位体組成と起源一(I)鉱
山地質,24,367‑376.
卩浯

楴

刮慮

潮

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㈩

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malpetro1euminminera1ized血｡undsattheseabedofGuaymasBasjn.!Vα物7ε,295,198‑202.
潭

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neseinPacificOceansediments.1〃θ閉.Gω1.Rω.,
㈱

㈱

步

牴

步獷

慮

潯

sPreading.∫.Gθoφゐツ∫.1ぞ28.,75.6598‑6611.
玉木賢策ほか(1981)小笠原弧の第四紀背弧拡大活動の可能性について.月刊地球,3,421‑431.
上田誠也(1980)灼熱の海底1980年代の地球科学に向けて自然,35,no5,36‑45
Valette,J.N.(1973)Distributionofcertaintracee1e･
血entsinmarinesedimentssurromdingVu1cano
Is1and(Ita1y).in0〃5加8θ励舳〃8(Amstutz,G.C.
andBemard,A.J.eds.),Springer･Verlag,321‑337.
Vida1,V.M.V.,eta1.(1978)Coasta1submarinehydro･
therma1activityoffnorthernBajaCa1ifornia.∫.
Gθo〃ツ8.地8.,83.1757‑1774.
癯

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楲潮潸

捩

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業

瑳

楮

Leg5,DeepSeaDri11ingProject.1'ηカ.五2μ∫.刀SDP,

Weiss,R.F.,eta1.(1977)且ydrothemalp1umesin
GalapagosRift.Wα〃〃,267,600‑603.
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Yuasa,M.andYokota,S.(1982)Hydrotherma1血an･
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*この文献には直接目を通すことはできなかった｡