2018 Fiscal Year Research-status Report
U-Pb年代測定用の標準試料を自由自在に合成する：地球年代学の飛躍的発展への寄与
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18K18780
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
鍵 裕之 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (70233666)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平田 岳史 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (10251612)
折橋 裕二 弘前大学, 理工学研究科, 教授 (70313046)
宮嶋 佑典 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任研究員 (60826056)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | U-Pb年代測定 / 炭酸カルシウム / 標準試料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
U-Pb年代測定法は地質学的試料に広く用いられているが、化石や堆積岩など広く分布している炭酸カルシウムの年代測定を行うためには、実際の試料のU濃度とPb濃度に近い値をもつ標準試料を準備する必要がある。ところが、UbもPbも炭酸カルシウムに対して不適合性が高い元素で、濃度を自由に制御して炭酸カルシウムを合成することはこれまで不可能であった。
申請者らは非晶質炭酸カルシウムに不適合元素をドーピングし、カルサイト（炭酸カルシウムの多形）へ短時間に加熱によって結晶化させることによって、SrやBaなどの不適合元素を数十%オーダーの高濃度で導入できることを見いだした。この手法を用いて、カルサイトの結晶構造中にUとPbを任意の濃度で導入できる可能性を着想した。
2018年度は試料の合成手法を確立した。出発水溶液にUやPbなどの不純物元素を既知濃度だけ加え、非晶質炭酸カルシウムの合成を試みた。調整した水溶液のpHを最適値にすることで、完全な非晶質炭酸カルシウムの合成に成功した。さらに非晶質炭酸カルシウムを加熱することで、カルサイトの単相を得ることに成功した。
得られた試料について、レーザーアブレーションICP-MSを用いて、不純物元素の空間分布を調べた。その結果、U, Pbだけでなく他の元素についても不均質性は2-3%以内に収まることが明らかになった。
今後は既知の同位体組成をもつ炭酸カルシウム試料を合成し、同位体比の標準試料としての性質も評価し、実際の地質試料の年代測定に応用していく予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2018年度は試料の合成手法を確立し、再現性良くU, Pb濃度を含むカルサイト試料を得ることができた。また、合成したカルサイト試料中の元素濃度の均一性も評価することができた。今後、展開する予定の地質試料の年代測定へつながる結果が得られている。
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| Strategy for Future Research Activity |
現状では研究は計画通り進行している。
地質学的試料の年代測定への応用を進めるためには、年代既知の標準試料を用いた比較測定が必要となる。この点については英国地質調査所の研究者と共同研究を進める予定である。
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| Causes of Carryover |
英国地質調査所での同位体既知の標準試料との比較測定が、先方の都合で2018年度から2019年度に変更となった。それと関連して試料の準備などを遅らせる必要性が出たため、次年度使用額が生じた。
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