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2022 Fiscal Year Research-status Report

Plate tectonics in the Early Earth

Research Project

Project/Area Number 22K18729
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

澤木 佑介  東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (00635063)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 浅沼 尚  京都大学, 人間・環境学研究科, 講師 (90852525)
Project Period (FY) 2022-06-30 – 2024-03-31
Keywordsジルコン / 局所ケイ素同位体比 / 冥王代
Outline of Annual Research Achievements

現在の地球表面は十数枚のプレートに分かれており、いずれのプレートも絶えず側方運動しており、これをプレートテクトニクスと呼ぶ。1950年代にその理論が提唱されて以降、数多の研究が為されたが未解明課題も多い。その一つがプレートテクトニクスの開始時期である。理論的予測からは地球形成直後は硬殻型対流であり、その後プレートテクトニクスに移行したと考えられている。両対流様式では地球表層-深部域の物質循環に決定的な違いがあり、プレートテクトニクスでは大量の地球表層物質がマントル深部へと運ばれる。そのため、初期地球の岩石記録から表層物質の深部輸送の痕跡を得る事ができれば、プレートテクトニクス駆動の揺るぎない物的証拠と言える。地球表層で形成される堆積岩は高い珪素同位体比を持つ。深部で形成される年代既知の深成岩及びその中の鉱物中に高い珪素同位体比を見つける事ができればプレートテクトニクスへの移行時期に制約を与えられると考えた。
本研究では(1)ジルコン局所珪素同位体測定の高精度化、(2)ジルコン珪素同位体の有用性の実証、(3)初期地球ジルコンへの応用の3段階の研究を計画している。(1)については下記の進捗状況の部分でその詳細を述べる。(2)については、日本の中新世花崗岩に含まれるジルコンを使って、堆積岩が混入するにつれてジルコンの珪素同位体比がどの程度上昇していくのかをモニターすることによって有用性を議論する。今年度は鹿児島県において中新世花崗岩を採取し、ジルコンも分離し終えた。既存のものと併せ、分析すべきジルコンは揃った。(3)についても南アフリカに産する太古代花崗岩からジルコンを分離し、年代分析によってその幾つかは太古代の年代を保持している事も明らかにした。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

現状、LA-MC-ICP-MSによるジルコン局所珪素同位体測定の分析精度は± 0.2‰である。堆積物混入の検出には更なる高精度化(±0.1‰)が求められ、シグナル-バックグラウンド比(S/N比)の向上が不可欠である。主なバックグラウンドの要因は装置周辺のガラス部品(SiO2)の気化にあるといえ、全てのガラス器具をサファイア製(Al2O3)へと変更することで(S/N比)の向上に努めた。その結果、ガラス製トーチ使用時に比べてブランクは軽減されたが、依然精度・確度の高い分析値を得るには至っていない。分析に用いるジルコンの用意は進行しているものの、肝心の分析面の進展が乏しいため、やや遅れている、という進捗状況を選択した。

Strategy for Future Research Activity

まずは引き続き、ジルコン局所珪素同位体測定の高精度化に努める。バックグラウンドを下げる努力だけでなく、シグナルを上昇させるためにレーザー照射条件等も最適条件を探求する。一方で、高精度な分析を行うためには50ミクロン四方程度の、それなりの大きい照射領域が必要である事が、高精度化の過程で分かってきた。既に分離したジルコンはあるものの、大きい粒子の数が充分とは言えないので、まずは既存の岩石から再度大きいジルコンを探す事を試みる。その上で、太古代ジルコンに関しては現状南アフリカ一地域のジルコンしか保有していないため、全球性を議論するためにも他のクラトンから採取した花崗岩からもジルコン分離を試みる。

Causes of Carryover

サファイア製物品が海外製であり、コロナ禍もあいまって輸入して納品されるまでに時間がかかった事が最大の要因である。これにより、装置使用時間が限られてしまいバックグラウンドの低減度合いを評価するための時間さえも十分に確保できなく、その次の研究段階に進むことができなくて、次年度使用額が生じた。その使用計画としては、ジルコン分離や、母岩となる花崗岩の岩石学的記載のために必要な経費に充てる予定である。

  • Research Products

    (11 results)

All 2022 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Trace‐element composition of zircon in <scp>Kofu and Tanzawa</scp> granitoids, <scp>Japan</scp> : Quantitative indicator of sediment incorporated in parent magma2022

    • Author(s)
      Sawaki Yusuke、Asanuma Hisashi、Sakata Shuhei、Abe Mariko、Ohno Takeshi
    • Journal Title

      Island Arc

      Volume: 31 Pages: e12455

    • DOI

      10.1111/iar.12455

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Zircon trace‐element compositions in <scp>Miocene</scp> granitoids in <scp>Japan</scp> : Discrimination diagrams for zircons in <scp>M‐, I‐, S</scp> ‐, and <scp>A</scp> ‐type granites2022

    • Author(s)
      Sawaki Yusuke、Asanuma Hisashi、Sakata Shuhei、Abe Mariko、Ohno Takeshi
    • Journal Title

      Island Arc

      Volume: 31 Pages: e12466

    • DOI

      10.1111/iar.12466

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Pre‐treatment Methods for Accurate Determination of Total Nitrogen and Organic Carbon Contents and their Stable Isotopic Compositions: Re‐evaluation from Geological Reference Materials2022

    • Author(s)
      Fujisaki Wataru、Matsui Yohei、Ueda Hisahiro、Sawaki Yusuke、Suzuki Katsuhiko、Maruoka Teruyuki
    • Journal Title

      Geostandards and Geoanalytical Research

      Volume: 46 Pages: 5~19

    • DOI

      10.1111/ggr.12410

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The origin of methane in serpentinite-hosted hyperalkaline hot spring at Hakuba Happo, Japan: Radiocarbon, methane isotopologue and noble gas isotope approaches2022

    • Author(s)
      Suda Konomi、Aze Takahiro、Miyairi Yosuke、Yokoyama Yusuke、Matsui Yohei、Ueda Hisahiro、Saito Takuya、Sato Tomohiko、Sawaki Yusuke、Nakai Ryosuke、Tamaki Hideyuki、Takahashi Hiroshi A.、Morikawa Noritoshi、Ono Shuhei
    • Journal Title

      Earth and Planetary Science Letters

      Volume: 585 Pages: 117510~117510

    • DOI

      10.1016/j.epsl.2022.117510

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A new gain calibration protocol for Faraday amplifiers equipped with a 10<sup>13</sup> Ω resistor2022

    • Author(s)
      Asanuma Hisashi、Yamamoto Kota、Kemuyama Yuta、Hirata Takafumi
    • Journal Title

      Journal of Analytical Atomic Spectrometry

      Volume: 37 Pages: 1076~1083

    • DOI

      10.1039/D1JA00351H

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ジルコンの母岩判別図作成時の境界問題2022

    • Author(s)
      澤木佑介
    • Organizer
      日本地質学会第129年学術大会
    • Invited
  • [Presentation] 希土類元素地球化学の原生代前期炭酸塩岩への応用2022

    • Author(s)
      澤木佑介、吉田聡、浅沼尚、佐藤友彦、平田岳史
    • Organizer
      2022年度日本地球化学会年会
    • Invited
  • [Presentation] 冥王代ジルコン中の Sc/Yb の評価法の検討2022

    • Author(s)
      高橋真里花、横山晶、坂田周平、澤木佑介、山本伸次、深海雄介、大野剛、小宮剛
    • Organizer
      2022年度日本地球化学会年会
  • [Presentation] Geology and Geochemistry of Siliceous Rocks in the Eoarchean Nuvvuagittuq Supracrustal Belt: Estimation of Their Origin and Evidence for Life2022

    • Author(s)
      Ishihara, Y., Tanaka, K., Miki, S., Yoshida, S., Sawaki, Y., Shirai, K., Sano, Y., Komiya, T.
    • Organizer
      GSA Connects 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Occurrence and chemical composition of amphibolite and carbonated mafic rocks in the Nuvvuagittuq supracrustal belt, Quebec, Canada: Implications for the origin of Ca-poor amphibolite and its alteration history2022

    • Author(s)
      Yoshida, S., Ishihara, Y., Sawaki, Y., Komiya, T.
    • Organizer
      GSA Connects 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 澤木佑介のホームページ

    • URL

      https://y-sawaki.jimdofree.com/

URL: 

Published: 2023-12-25  

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