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2013 Fiscal Year Annual Research Report

超高圧地球化学:地球中心核の化学進化

Research Project

Project/Area Number 21224013
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

平田 岳史  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10251612)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 舘野 繁彦  東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (30572903)
Project Period (FY) 2009-05-11 – 2014-03-31
Keywords地球中心核 / 親鉄性元素 / 超高感度質量分析法 / 超高圧実験 / 元素分配実験
Research Abstract

本研究課題では次世代レーザーアブレーション・プラズマ質量分析法の開発を行い、超高温・高圧実験試料から様々な元素の分配挙動とその圧力依存性、さらにはそれらを支配する物理化学素過程に関する基礎的知見を引き出すこととした。昨年度から、本研究課題は、分析法の開発・実用化ステージから、超高圧実験に基づく応用分析・超高圧データ取得ステージに入っており、本年度は、これまでに実施していなかった中~高圧条件下(常圧~20GPa)での系統的な元素分別実験を進めた。
本年度は、実験圧力範囲の拡大(超高圧化)と、硫黄濃度依存性を並行して行った。特に硫黄存在度が非常に低いレベルでも分配係数に大きく影響を与えることが明らかとなったため(論文投稿準備中)、本年度は、硫黄存在度がさらに低い系での高圧・常圧分配実験を網羅的に進めた。硫黄含有量が少なくなると液相と固相の境界が不明瞭になり、分配係数の決定が困難であることも明かとなったが、本研究を通じて開発したガルバノ光学系を用いることで、分析空間分解能を下げることなく、広い試料範囲を分析することができた。特に本年度は、エネルギー弁別(アブレーション現象のエネルギー閾値を利用する手法)を応用した新しいレーザー集束法により、非収差レンズと同等の空間分解能の改善が得られ(本年度導入予定であったフェムト秒レーザー紫外線用非収差集光レンズの導入は行わなかった)、昨年度に比べ硫黄含有量の低い条件でも信頼性の高い分配定数を決定することができた。具体的には、硫黄含有量0~30wt%の範囲で、15種の親鉄性元素の分配係数の圧力依存性・硫黄濃度依存性を決定することができた。これらの実験により、地球の集積成長にともない、金属核の圧力と化学組成の変化にともなう分配挙動の変化を議論することが可能となった。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (26 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (17 results) (of which Peer Reviewed: 16 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 4 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] New chronological constraints for Cryogenian to Cambrian rocks in the Three Gorges, Weng'an and Chengjiang areas, South China2014

    • Author(s)
      Yoshihiro Okada, Yusuke Sawaki, Tsuyoshi Komiya, Takafumi Hirata, Naoto Takahata, Yuji Sano, Jian Han, Shigenori Maruyama
    • Journal Title

      Gondwana Research

      Volume: 25 Pages: 1027-1044

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The anomalous Ca cycle in the Ediacaran ocean: Evidence from Ca isotopes preserved in carbonates in the Three Gorges area, South China2014

    • Author(s)
      Yusuke Sawaki, Miyuki Tahata, Takeshi Ohno, Tsuyoshi Komiya, Takafumi Hirata, Shigenori Maruyama, Jian Han, Degan Shu (2014)
    • Journal Title

      Gondwana Research

      Volume: 25 Pages: 1070-1089

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Age spectra of detrital zircon of the Jurassic clastic rocks of the Mino-Tanba AC belt in SW Japan: Constraints to the provenance of the mid-Mesozoic trench in East Asia2014

    • Author(s)
      Wataru Fujisaki, Yukio Isozaki, Kenshi Maki, Shuhei Sakata, Takafumi Hirata, Shigenori Maruyama
    • Journal Title

      Journal of Asian Earth Sciences

      Volume: 88 Pages: 62-73

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report)2013

    • Author(s)
      Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K, Bohlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bievre, Manfred Groning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O'Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda and Xiang-Kun Zhu
    • Journal Title

      Pure and Applied Chemistry

      Volume: 85 Pages: 1047-1078

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evaluation of UV-fs-LA-MC-ICP-MS for Precise In-situ Copper Isotopic Microanalysis of Cubanite2013

    • Author(s)
      Kei Ikehata, Takafumi Hirata
    • Journal Title

      Analytical Science

      Volume: 29 Pages: 1213-1217

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Behavior of zircon in the upper-amphibolite to granulite facies schist/migmatite transition, Ryoke metamorphic belt, SW Japan:constraints from the melt inclusions in zircon2013

    • Author(s)
      Tetsuo Kawakami, Isao Yamaguchi, Akira Miyake, Tomoyuki Shibata, Kenshi Maki, Takaomi D. Yokoyama, Takafumi Hirata
    • Journal Title

      Contr. Mineral. Petrol.

      Volume: 165 Pages: 575-591

    • DOI

      10.1007/s00410-012-0824-7

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Heavy element stable isotope ratios : analytical approaches and applications2013

    • Author(s)
      Masaharu Tanimizu, Yoshiki Sohrin, Takafumi Hirata
    • Journal Title

      Anal. Bioanal. Chem.

      Volume: 405 Pages: 2771-2783

    • DOI

      10.1007/s00216-013-6728-1

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Emplacement of hot Lesser Himalayan nappes from 15 to10 Ma in the Jumla-Surkhet region, western Nepal, and their thermal imprint on the underlying Early Miocene fluvial Dumri Formation2013

    • Author(s)
      Harutaka Sakai, Hideki Iwano, Tohru Danhara, Takafumi Hirata, Yutaka Takigami
    • Journal Title

      Island Arc

      Volume: 22 Pages: 361-381

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Preface: Zircon multichronology: Fission-track, U-Pb, and combined fission-track U-Pb studies2013

    • Author(s)
      Iwano, H., Y. Orihashi, M. Ogasawara and T. Hirata
    • Journal Title

      Island Arc

      Volume: 22 Pages: 261-263

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An inter-laboratory evaluation of OD-3 zircon for use as a secondary U-Pb dating standard2013

    • Author(s)
      Hideki Iwano, Yuji Orihashi, Takafumi Hirata, Masatsugu Ogasawara, Tohru Danhara, Kenji Horie, Noriko Hasebe, Shigeru Sueoka, Akihiro Tamura, Yasutaka Hayasaka, Aya Katsube, Hisatoshi Ito, Kenichiro Tani, Jun-Ichi Kimura, Qing Chang, Yoshikazu Kouchi, Yasuhiro Haruta and Koshi Yamamoto
    • Journal Title

      Island Arc

      Volume: 22 Pages: 382-394

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Rift-related origin of the Paleoproterozoic Kuncha Formation, and cooling history of the Kuncha nappe and Taplejung granites, eastern Nepal Lesser Himalaya - a multichronological approach2013

    • Author(s)
      Sakai, H., Iwano, H., Danhara, T., Takigami, Y., Rai, S. M., Upreti, B. N., Hirata, T.
    • Journal Title

      Island Arc

      Volume: 22 Pages: 338-360

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Chlorine-rich fluid or melt activity during granulite facies metamorphism in theLate Proterozoic to Cambrian continental collision zone―An example from the Sor Rondane Mountains, East Antarctica2013

    • Author(s)
      Fumiko Higashinoa, Tetsuo Kawakamia, M. Satish-Kumarb, Masahiro Ishikawac, Kenshi Makia,Noriyoshi Tsuchiyad, Geoffrey H. Granthame, Takafumi Hirata
    • Journal Title

      Precambrian Research

      Volume: 234 Pages: 229-246

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Provenance diversification within an arc-trench system induced by batholith development: the Cretaceous Japan case2013

    • Author(s)
      Kazumasa Aoki, Yukio Isozaki, Daisuke Kofukuda, Tomohiko Sato, Atsushi Yamamoto, Kenshi Maki, Shuhei Sakata & Takafumi Hirata
    • Journal Title

      Terra Nova

      Volume: 2 Pages: 139-149

    • DOI

      10.1111/ter.12080

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The anomalous Ca cycle in the Ediacaran ocean: Evidence from Ca isotopes preserved in carbonates in the Three Gorges area, South China2013

    • Author(s)
      Yusuke Sawaki, Miyuki Tahata, Takeshi Ohno, Tsuyoshi Komiya, Takafumi Hirata, Shigenori Maruyama, Jian Han, Degan Shu
    • Journal Title

      Gondwana Research

      Volume: 25 Pages: 1090-1107

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Detrital zircon geochronology of the Silurian-Lower Cretaceous continuous succession of the South Kitakami Belt, Northeast Japan2013

    • Author(s)
      Okawa, H., M. Shimojo, Y. Orihashi, K. Yamamoto, T. Hirata, S. Sano, Y. Ishizaki, Y. Kouchi and S. Yanai
    • Journal Title

      Memory of the Fukui Prefectural Dinasour Museum

      Volume: 12 Pages: 35-78

  • [Journal Article] Determination of isotopic composition of dissolved copper in seawater by multiple-collector inductively coupled plasma mass specterometer after pre-concentration using an ethylenediaminetriacetic acid chelating resin2013

    • Author(s)
      Shotaro Takano, Masaharu Tanimizu, Takafumi Hirata, Yoshiki Sohrin
    • Journal Title

      Analytica Chimica Acta

      Volume: 784 Pages: 33-41

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Behavior of rare earth elements in Late Cretaceous pegmatites from the Setouchi Province, Inner Zone of Southwest Japan2013

    • Author(s)
      Kei Sato, Tetsuo Minakawa, Takenori Kato, Kenshi Maki, Hideki Iwano, Takafumi Hirata, Seiji Hayashi, Kazuhiro Suzuki
    • Journal Title

      J. Mine. Petrol. Sci.

      Volume: 109 Pages: 28-33

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] New generation laser ablation-ICPMS technique for age cytometry2014

    • Author(s)
      Takafumi Hirata, Shuhei Sakata, Satoki Okabayashi
    • Organizer
      Advanced development on in situ and bulk hig-precision elemental and isotopic analyses
    • Place of Presentation
      Taipei, Taiwan
    • Year and Date
      20140311-20140312
    • Invited
  • [Presentation] Isotope signature for elemental metabolism of Fe from human blood cell samples2013

    • Author(s)
      Takafumi Hirata
    • Organizer
      Japan-France Workshop on Metallomics
    • Place of Presentation
      Pau, France
    • Year and Date
      20130706-20130707
    • Invited
  • [Presentation] 大気圧サンプリング法-レーザーアブレーションICP質量分析法による固体試料の直接微量元素分析法の開発

    • Author(s)
      平田岳史
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2013年大会
    • Place of Presentation
      幕張
  • [Presentation] レーザーアブレーションICP質量分析計の基本原理

    • Author(s)
      平田岳史
    • Organizer
      第1回レーザーアブレーションワークショップ
    • Place of Presentation
      幕張
    • Invited
  • [Presentation] ソフトアブレーション-ICP質量分析法を用いた微量元素イメージング分析

    • Author(s)
      平田岳史
    • Organizer
      質量分析学会(関東談話会)イメージング質量分析シンポジウム
    • Place of Presentation
      幕張
  • [Presentation] 誰でも最先端の同位体情報を手に入れることができる質量分析装置の開発

    • Author(s)
      平田岳史
    • Organizer
      同位体環境学シンポジウム
    • Place of Presentation
      京都
    • Invited
  • [Remarks] 平田研究室(宇宙地球化学講座)ホームページ

    • URL

      http://www.kueps.kyoto-u.ac.jp/~web-geochem/Home.html

  • [Remarks] 超高圧地球化学(基盤Sによる研究推進課題)の概要紹介ホームページ

    • URL

      http://www.kueps.kyoto-u.ac.jp/~web-geochem/HighPressureGeochem.html

  • [Remarks] 超高圧地球化学(基盤Sによる研究推進課題)の業績紹介ホームページ

    • URL

      http://www.kueps.kyoto-u.ac.jp/~web-geochem/ji_panS_jin_bu.html

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Published: 2015-05-28  

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