Development of age determination procedure for pelagic brown clay by Lu-Hf method

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K14817
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 大田 隼一郎 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (70793579)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 年代決定 / 遠洋性褐色粘土 / 同位体分析 / Lu-Hf法 / 魚骨片化石

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、過去の地球環境の変化の記録を明らかにする鍵となる遠洋性褐色粘土の堆積年代を決定するために、遠洋性褐色粘土に含まれている魚骨片化石中に濃集しているルテチウム（Lu）同位体がハフニウム（Hf）同位体に放射壊変することを利用した年代決定法であるLu-Hf法を用いて、信頼性の高い堆積年代を得る手法を開発し実用化することを目的として研究を行った。令和2年度においては、前年度に未実施であった研究項目③「年代値の正確性の検討」および、④「魚骨片化石回収率の最大化」を並行して実施した。まず④については、試料の重液分離と化学洗浄の手順や器具を最適化することで、堆積物試料の一般的な保管量のおよそ4分の1となる約5gから、分析に必要な1mg以上の魚骨片を採取することに成功した。次に③については、まず試料の正確な年代決定に必要不可欠なLuおよびHfの濃縮同位体試薬の調整と濃度決定を行った。次に年代既知である実際の魚骨片試料を用いて分析を行った結果、得られたLu-Hf同位体比組成は、既知の試料年代から推定される同位体比組成から大きく外れており、正確に年代を決定することはできなかった。また、魚骨片試料のLu-Hfの濃度組成は、粒度ごとに試料を分けたにもかかわらず非常に均質であったため、濃度の不均質性を利用して年代を決定する放射年代法の適用は困難である可能性が示された。しかしながら、Lu-Hfの濃度が均質であるという事実は、魚骨片に含まれているLuおよびHfが、魚骨片の堆積後に出入りすることはなく、初生的な情報が保たれている、つまり、年代値情報が後から攪乱されていないことを意味する。そのため、本研究手法のようにmg単位の多量の試料ではなく、魚骨片の粒子一粒一粒に対してレーザーアブレーション法などによりLu-Hf測定を行い、粒子ごとの不均質性を検出できれば、うまく年代が決定できる可能性がある。

Research Products

• [Presentation] Fish debris and rare-earth deposition event in the latest Eocene revealed by osmium isotope stratigraphy (2020)
  • Author(s): Junichiro Ohta, Kazutaka Yasukawa, Tatsuo Nozaki, Yutaro Takaya, Kazuhide Mimura, Koichiro Fujinaga, Kentaro Nakamura, Yoichi Usui, Jun-Iichi Kimura, Qing Chang, Yasuhiro Kato
  • Organizer: Goldschmidt Conference 2020
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Fish debris and rare-earth deposition caused by topographically induced upwelling in the latest Eocene (2020)
  • Author(s): Junichiro Ohta, Kazutaka Yasukawa, Tatsuo Nozaki, Yutaro Takaya, Kazuhide Mimura, Koichiro Fujinaga, Kentaro Nakamura, Yoichi Usui, Jun-Iichi Kimura, Qing Chang, Yasuhiro Kato
  • Organizer: JpGu-AGU Joint Meeting 2020
  • Int'l Joint Research