2017 Fiscal Year Research-status Report
ハロゲンと塩素同位体組成から探るマントル不均質とその起源の解明
Project/Area Number |
16K17842
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Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
Principal Investigator |
遠山 知亜紀 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 主任研究員 (30649273)
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Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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Keywords | 地球化学 / マントル物質 / 同位体 / 質量分析 / ハロゲン / 塩素同位体 |
Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、塩素同位体(δ37Cl)を加えたBr/Cl-I/Cl-δ37Cl の多次元プロットを用いて、マントル内部のハロゲン不均質とその起源物質(マントルや間隙水、沈み込んだ堆積物など)を明らかにすることである。研究対象は、マントルの情報を保持していると考えられるキンバーライトとマントル捕獲岩を用いている。塩素同位体の分析では、Pyrohydrolysis法を用いて試料から塩素を溶液中に分離・捕集し、塩化銀(AgCl)を作成して、それをLA-ICP-MSで測定する分析法(Toyama et al., 2015)を用いているが、昨年度、この分析法で塩素量が微量な場合、AgCl沈殿生成時に同位体分別が生じていることが分かった。本研究で対象とする試料は貴重で使用できる量に限りがあるため、多くの試料で塩素量が微量になると予測される。そこで、今年度は沈殿生成時の同位体分別の問題解決のため、標準海水試料(IAPSO)や標準岩石試料(JR-1、JB-1a)を用いて、様々な塩素量、沈殿条件でAgCl沈殿を作成し、同位体分別が生じる塩素量を調べた。その結果、塩素量が35ug(AgClで5mg)より少ない場合、同位体分別が起こることが分かった。本研究で分析を予定している岩石試料の塩素濃度は50~2100ppmであるので、例えば、最低塩素濃度の試料の場合、分析には30gの岩石試料が必要となる。この条件を満たす試料は極めて少なく、本研究の目的達成が極めて難しくなってしまう。そこで、現在、より少量の試料で塩素同位体の測定が可能で、これまで用いていた分析法と同等の精度を得られる新たな分析法の立ち上げを行っている。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
本研究が遅れている理由は2つある。一つ目は、新たな実験室の立ち上げである。本年度はじめの申請者の所属の異動に伴い、本研究の実験場所を変更することになったが、ハロゲンの研究が可能な整備された実験室がなかったため、一から実験室を立ち上げることとなった。そのため、実験室の立ち上げと並行して、設備の整っている学習院大学のラボで実験を行い、本研究を進めた。 二つ目は新たな問題の発生である。昨年度生じた問題を解決するため沈殿条件について様々な検証を行った結果、塩素量が35µg(AgClで5mg)より少ない場合、同位体分別が起こることが分かった。しかし、これにより、本研究で正確な塩素同位体データを得るには、6g以上の岩石試料が必要となることが判明した。本研究で対象とする試料は貴重で使用できる量に限りがあるため、分析を予定していた多くの試料が対象から外れてしまうという新たな問題が生じた。これを解決するために、現在、より少量の試料で塩素同位体の測定が可能で、これまで用いていた分析法と同等の精度を得られる新たな分析法の立ち上げを行っている。
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Strategy for Future Research Activity |
上記にも述べたとおり、新たに生じた試料量の問題を解決するために、より多くの試料を分析できるよう、より少量の試料で塩素同位体の測定が可能で、これまで用いていた分析法と同等の精度を得られる新たな分析法の立ち上げを行う。今のところ、塩素の標準試薬や標準海水試料(IAPSO)を分析し、これまで用いていた分析法と同等またはそれ以上の精度を得られることが分かった。さらに、必要な塩素量も半分にできる可能性があることも分かった。次の段階としては、実際の試料へ応用するために、試測定として標準岩石試料の塩素同位体の分析を行う。そして、可能な限り早く分析法を立ち上げ、昨年度までに準備したキンバーライトやマントル捕獲岩のハロゲン濃度、塩素同位体分析を行う。そして、Br/Cl-I/Cl-δ37Cl の多次元プロットを作成し、マントル内部のハロゲン不均質とその起源物質について調べる。また、本研究では考察の際に、マントル物質が溶融反応や脱水―加水反応のどちらの分別プロセスを経験したのかを判断するため、Sr-Nd-Pb同位体データを用いる。そのため、Sr-Nd-Pb同位体データが得られている試料を優先的に分析する。
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Causes of Carryover |
次年度使用額が生じた理由は、2018年2月に所属先においてネットワーク障害が発生し、実験器具等物品の購入が行えなかったため。 使用計画としては、消耗品や旅費にしようする。
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