2018 Fiscal Year Annual Research Report
Study on mantle heterogeneity and its origin deduced from halogen composition and chlorine isotope ratio
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 / 地殻・マントル物質 / 塩素同位体 / ハロゲン / 質量分析 |
Outline of Annual Research Achievements |
本研究では塩素同位体の分析に、加熱分離法とLA-ICP-MSを組み合わせた手法を用いている。この手法は加熱分離法を用いて試料から塩素を溶液中に分離後、化学処理によって塩化銀(AgCl)を生成し、その塩素同位体比をLA-ICP-MS で測定する。これまで、海水などの高塩素量の試料に対するこの手法の有効性は確認されていたが、本研究で対象とするマントル起源物質は塩素濃度が低く、さらに使用できる試料量も限られているため、得られる塩素量が微量になると予想された。そこで、研究期間の初年度に、塩基性岩の標準岩石試料を用いて試分析を行ったところ、同位体分別が生じている可能性が疑われた。そのため、二年目までに様々な実験条件において標準海水や標準岩石試料を分析し、問題個所の洗い出しを行った。そして、その結果を踏まえ手法の改良を行った。さらに、新たな分析法の確立も同時に進めた。最終年度である本年度は、2つの手法の確立を進め、より精度や再現性の良い手法を天然の試料に応用することを目指した。まず、手法の比較のために標準海水と標準岩石試料(JB-1a)を繰り返し分析したところ、改良した従来法の方が安定した塩素同位体比を得られることが分かった。改良前の手法では、分析に必要なAgCl量は5mg以上であったが、改良法では半分以下の2mgまで下げることに成功した。さらに、塩素量が微量な場合±0.4‰(2SD)の誤差が生じていたが、改良後は±0.1‰(2SD)となった。また、得られたJB-1aの値はこれまでの報告値とよく合っていた。このことから、塩素量が少ない試料においてもこの手法の有効性を確認できたため、天然試料の分析に取り掛かった。しかし、機器の故障などの度重なるトラブルのために測定が秋以降一度も実施できず、得られた天然試料のデータは中国産キンバーライトの5試料のみで、その平均値は海水と同程度であった。
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