Establishment of rapid multiple isotope measurements using zircon and apatite

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K05345
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 中野 伸彦 九州大学, 比較社会文化研究院, 講師 (20452790)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 亀井 淳志 島根大学, 総合理工学研究科, 教授 (60379691)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: アパタイト / Sr同位体比 / Nd同位体比 / LA-MC-ICP-MS

Outline of Annual Research Achievements

最終年度は，天然の花崗岩中のSr同位体比の不均質性の評価を目的として，4種類の花崗岩試料から再度アパタイトを分離し，レーザー溶出型多重検出器プラズマ質量分析計（LA-MC-ICP-MS）により，Sr同位体比の測定をおこなった．この結果から，同一試料より分離したSr同位体比の組成のばらつきは，1）1粒子のアパタイト内での組成不均一性，2）同一岩石中の粒子ごとの不均一性，3）低Sr含有量による分析誤差に起因するばらつきの3つが大きな要因であることが分かった．
これらの最終年度の成果も踏まえて，本課題ではジルコン分離の際の副産物であるアパタイトからLA-MC-ICP-MSを用いた局所分析により，SrおよびNd同位体比測定手法を確立した．分析精度は，粗粒アパタイトの表面電離型質量分析計（TIMS）での比較分析により検証し，正確度や誤差において，岩石学的に十分に議論できる値であると確認した．さらに本課題で最も重要な点は，本手法を天然の花崗岩で検証したところである．天然の花崗岩のSrおよびNd同位体比を，粉砕・溶解・元素分離後TIMSにて測定し，同じ岩石試料からアパタイトおよびジルコンを分離した．分離した両鉱物から，Sr，Nd，Hf同位体比を測定した．得られたデータは，一部の不均質なSr同位体比をしめしたアパタイト（不均質性は上述した3つの理由が想定できる）を含む岩石を除いて，SrやNdともTIMSで測定した結果と類似した値をしめしたとともに，Hf同位体比についても良好な値を得た．このことは，年代測定のために分離したジルコン＋残渣に濃集したアパタイトを用いることでSr，Nd，Hf全ての同位体比を得ることが可能であることをしめすとともに，それらが，岩石の同位体比とほぼ同じであり，起源マグマやマグマの多様性の議論に非常に有用であることをしめしたといえる．

Research Products

• [Journal Article] 岩国ー柳井地域の領家帯：島弧地殻における花崗岩質マグマの生成と流体の挙動 (2017)
  • Author(s): 寺林 優・山本啓司・亀井淳志
  • Journal Title: 地質学雑誌 Volume: 123 Pages: 599-612
  • DOI: 10.5575/geosci.2017.0050
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A low-angle brittle shear zone in the western Sor Rondane Mountains, Dronning Maud Land, East Antarctica ― Implication for assembly of Gondwanaland (2017)
  • Author(s): Tsukada K., Yuhara M., Owada M., Shimura T., Kamei A., Kouchi Y., Yamamoto K.
  • Journal Title: Journal of Geodynamics Volume: 111 Pages: 15-30
  • DOI: 10.1016/j.jog.2017.08.001
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Differential fractionation of rare earth elements in oxidized and reduced granitic rocks: Implication for heavy rare-earth enriched ion-adsorption mineralization (2017)
  • Author(s): Watanabe Y., Kon Y., Echigo T., Kamei A.
  • Journal Title: Resource Geology Volume: 67 Pages: 35-52
  • DOI: 10.1111/rge.12119
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Petrogenesis of an Early Cretaceous lamprophyre dike from Kyoto Prefecture, Japan: implications for the generation of high-Nb basalt magmas in subduction zones. (2017)
  • Author(s): Imaoka T., Kawabata H., Nagashima M., Nakashima K., Kamei A., Yagi K., Itaya T., Kiji M.
  • Journal Title: Lithos Volume: 290-291 Pages: 18-33
  • DOI: 10.1016/j.lithos.2017.07.023
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 島弧-大陸地殻深部現象の研究進展：超高温変成作用の精密解析 (2017)
  • Author(s): 小山内康人・中野伸彦・足立達朗
  • Journal Title: 地質学雑誌 Volume: 123 Pages: 879-906
  • DOI: 10.5575/geosoc.2017.00
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Middle Triassic foraminifers from northern Laos and their paleobiogeographic significance. (2017)
  • Author(s): Miyahigashi, A., Hara, H., Hisada, K.I., Nakano, N., Charoentitirat, T., Charusiri, P., Khamphavong, K., Martini, R., Ueno, K.
  • Journal Title: Grobios Volume: 50 Pages: 441-451
  • DOI: 10.1016/j.geobios.2017.09.004
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Bauxite to eclogite: Evidence for late Permian supracontinental subduction at the Red River shear zone, northern Vietnam (2017)
  • Author(s): Nakano, N., Osanai, Y., Nguyen V. Nam, Tran V. Tri
  • Journal Title: Lithos Volume: 302-303 Pages: 37-49
  • DOI: 10.1016/j.lithos.2017.12.023
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Detrital zircon and igneous protolith ages of high-grade metamorphic rocks in the Highland and Wanni Complexes, Sri Lanka: Their geochronological correlation with southern India and East Antarctica. (2017)
  • Author(s): Kitano, I., Osanai, Y., Nakano, N., Adachi, T., Fitzsimons, I.C.W.
  • Journal Title: Journal of Asian Earth Sciences Volume: 156 Pages: 122-144
  • DOI: 10.1016/j.jseaes.2018.01.017
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] Paleozoic multiple thermal events in the Altai Range, Mongolia (2017)
  • Author(s): Nakano, N., Osanai, Y., Owada, M., Satish-Kumar, M., Adachi, T., Jargalan S., Syeryekhan K., Boldbaatar Ch.
  • Organizer: JpGU-AGU Joint Meeting 2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Tectono-metamorphic evolution of the Kurosegawa tectonic belt in Southwest Japan (2017)
  • Author(s): Osanai, Y., Nakano, N., Adachi, T., Kitano, I., Yoshimoto, A., Kato, R., Tsuschiya, N., Ishizuka, H.
  • Organizer: JpGU-AGU Joint Meeting 2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Trace element partitioning during partial melting in main zone of the Hidaka metamorphic belt (2017)
  • Author(s): Kato, R., Osanai, Y., Nakano, N., Adachi, T., Kitano, I.
  • Organizer: JpGU-AGU Joint Meeting 2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Petrology and Geochemistry of Metamorphic rock from the Kabul Block, Afghanistan (2017)
  • Author(s): Abdul G.N., Osanai, Y., Nakano, N., Adachi, T.
  • Organizer: JpGU-AGU Joint Meeting 2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Geological and geochemical characteristics of UHT metamorphic rocks from the Amundsen Bay region in the Napier Complex, East Antarctica (2017)
  • Author(s): Osanai, Y., Nakano, N., Adachi, T., Owada, M., Toyoshima, T., Tsunogae, T., Hokada, T.
  • Organizer: JpGU-AGU Joint Meeting 2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 南部北上山地，神楽複合岩類に伴われる珪長質岩類のジルコンU-Pb年代と岩石化学的特徴 (2017)
  • Author(s): 土谷信高, 足立達朗, 中野伸彦, 小山内康人
  • Organizer: JpGU-AGU Joint Meeting 2017
• [Presentation] Geochemical compositions and provenance of core sediments from the Gulf of Thailand and east coast of Malay Peninsula (2017)
  • Author(s): Hossain, H.M.Z., Kawahata, H., Roser, B.P., Kamei, A., Araoka, D., Kon, Y., Suzuki, A.
  • Organizer: 27th Goldschimit conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 山陰帯隠岐の島の島後南谷花崗岩の成因と位置づけ (2017)
  • Author(s): 亀井淳志・山本奈穂・早坂康隆・今岡照喜
  • Organizer: 日本鉱物科学会2017年年会
• [Presentation] 白亜紀火山弧地殻の組成分化：九州の例 (2017)
  • Author(s): 大和田正明・亀井淳志・川嵜智佑
  • Organizer: 日本鉱物科学会2017年年会
• [Presentation] 鳥取県金持地域に産する深成岩類の地質および岩石学的研究 (2017)
  • Author(s): 岡澤 誠・亀井淳志
  • Organizer: 日本鉱物科学会2017年年会
• [Presentation] カレドニア造山帯トロムセ・ナップに産する珪長質片麻岩中のジルコン年代学 (2017)
  • Author(s): 門田康弘・平島崇男・加藤涼介・小山内康人・中野伸彦・足立達朗・坂田周平・大林秀行・平田岳史・Jarsolaw, M.・ Marian, J.
  • Organizer: 日本鉱物科学会2017年年会
• [Presentation] スリランカ・ハイランド岩体およびワンニ岩体に分布する高温変成岩の地球化学的・年代学的 特徴と形成テクトニクス (2017)
  • Author(s): 北野一平・小山内康人・中野伸彦・足立達朗
  • Organizer: 日本鉱物科学会2017年年会
• [Presentation] LA-MC-ICP-MSを用いたアパタイトのSr/Nd同位体比測定と花崗岩類への応用 (2017)
  • Author(s): 中野伸彦・亀井淳志・足立達朗・小山内康人
  • Organizer: 日本鉱物科学会2017年年会
• [Presentation] Mineralogy and geochemistry of coal fly ash generated from the thermal power plant in Ulaanbaatar, Mongolia (2017)
  • Author(s): Bolormaa, T., Osanai, Y., Nakano, N., Adachi, T.
  • Organizer: 日本鉱物科学会2017年年会
• [Presentation] 東南極プリンス・オラフ海岸，あけぼの岩の変形変成作用 (2017)
  • Author(s): 馬場壮太郎・外田智千・亀井淳志・北野一平・本吉洋一
  • Organizer: 日本地質学会第124回学術大会
• [Presentation] 東南極ドロンイングモードランド東部からエンダビーランドに分布する太古代-原生代の高温変成岩類：2016-2017調査報告 (2017)
  • Author(s): 外田智千・馬場壮太郎・亀井淳志・北野一平・Prayath Nantasin・Nugroho Setiawan・Davaa-ochir Dashbaatar ・本吉洋一
  • Organizer: 日本地質学会第124回学術大会
• [Presentation] 東南極セール・ロンダーネ山地、小指尾根地域のイットリウムに富むジルコノライト (2017)
  • Author(s): 志村俊昭・石川真帆・梅田侑子・伊藤広祥・大和田正明・亀井淳志・束田和弘・柚原雅樹
  • Organizer: 日本地質学会第124回学術大会
• [Presentation] 東南極セール・ロンダーネ山地、小指尾根地域の苦鉄質変成岩類の変成組織 (2017)
  • Author(s): 梅田侑子・志村俊昭・大和田正明・柚原雅樹・亀井淳志・束田和弘
  • Organizer: 日本地質学会第124回学術大会
• [Presentation] 山口県東部，領家帯蒲野花崗閃緑岩のマグマ過程と低圧高温型変成作用 (2017)
  • Author(s): 大和田正明・池田雄輝・西塚 大・亀井淳志
  • Organizer: 日本地質学会第124回学術大会
• [Presentation] 北部九州，白亜紀牛斬山花崗閃緑岩のマグマ過程 (2017)
  • Author(s): 江島圭祐・大和田正明・今岡照喜・亀井淳志
  • Organizer: 日本地質学会第124回学術大会