2015 Fiscal Year Annual Research Report
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26220713
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
小宮 剛 東京大学, 総合文化研究科, 准教授 (30361786)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
横山 哲也 東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (00467028)
片山 郁夫 広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10448235)
飯塚 毅 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 講師 (70614569)
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| Project Period (FY) |
2014-05-30 – 2019-03-31
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| Keywords | 初期地球 / 冥王代 / 初期太古代 / 消滅核種同位体進化解読 / 初期地球表層環境進化 / 生命必須元素 / 最古の岩石 / 最古の生命の痕跡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
初期地球進化解読に向け、分析法の開発と太古代地質体の調査と岩石試料採取を行った。前者に関しては、主に三つの事柄を行った。一つ目は本科研費で導入したElement XRの立ち上げと微量元素や白金族元素分析、187/188Os同位体比測定の最適化を行った。二つ目は、超高精度Nd同位体分析を行うためにその技術開発を行った。従来、Nd同位体比は1つのcup configurationにより長時間測定するstatic法や、複数のstatic法を組み合わせるmulti static法により測定されてきた。しかし、これらの方法は検出器の長期使用による劣化によって、測定されるNd同位体比がシフトするという問題があった。そこで、dynamic法の開発を行った。その結果、長期間の測定においてstatic法では142Nd/144Nd比が100 ppm以上の変動を見せるのに対し、dynamic法では±4 ppmの繰り返し再現性で測定することができた。これは世界最高レベルの分析精度であり、前年度に開発したNdの化学分離法と合わせ、初期地球試料の超高精度Nd同位体分析をルーチンで測定可能にすることに成功した。三つ目として、冥王代ジルコン研究のために92Nb→92Zr分析法を開発し、石質隕石のNb-Zr同位体分析を行い、太陽系形成時の92Nb-92Zr同位体組成を決定した。
カナダ北西部、アカスタ片麻岩体で地質調査を行い、苦鉄質岩の分布と周囲の花崗岩質片麻岩との関係を詳しく調査した結果、その苦鉄質岩は花崗岩に構造的に切られており、地球最古の岩石であることがわかった。また、その苦鉄質岩のRe-Os同位体分析を行った結果、約42億年前の年代が得られた。カナダ・サグレックの地球最古の泥質岩中の炭質物の炭素同位体分析の結果、それらが生命由来であることがわかった。現存する最古の生命の証拠となる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本年度、高精度Nd同位体分析法がルーチン化された。これは当初予定より大幅に前倒しされており、極めて順調に計画が進んでいると言える。そして、アカスタ片麻岩体苦鉄質岩の５試料を予察的に分析した。また、冥王代ジルコンのジルコニウム同位体（92Nb→92Zr）分析法は、当初想定していなかった新規の分析法であり、その確立は今後の冥王代ジルコンのZr同位体分析によって、初期地球進化解読に新たな知見をもたらすことが期待される。また、アカスタ片麻岩体の苦鉄質岩のRe-Osアイソクロン年代によって、その岩石が42億年前に形成されたことと、極めて異常なOs同位体初期値を持つことが示された。これにより、絶対年代によっても、この岩石が地球最古の岩石であることが示された。また、その異常な初期値は初期地球における核形成や後期重爆撃について、新たな知見をもたらすことが期待される。
また、最古の堆積岩（>39億年前）から、生命由来であることを示す12Cに富む炭質物が発見された。これまでの最古の生命の痕跡はイスア（38.1億年前）の炭質物だったので、従来の記録を大幅に更新する。また、最古の縞状鉄鉱層の微量元素分析から、初期地球の海洋はNiやCoに富み、V, ZnやUに枯渇していることがわかった。また、北中国アンシャン地域の片麻岩中のジルコンのU-Pb年代測定の結果、それが38億年前に形成されたことを示すことができた。以上、当初計画以上の様々な新知見が得られており、極めて順調に計画が進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度は、カナダ、ヌブアギツック表成岩帯の地質調査を行い、特に表成岩帯内部の地質調査と超塩基性岩、苦鉄質岩や堆積岩の試料採取を行う。また、開発された高精度Nd同位体分析をアカスタ片麻岩体苦鉄質岩に適用し、初期地球におけるNd同位体進化を解読する。カナダ・ラブラドル・サグレック岩体、北中国、グリーンランド・イスア地域の片麻岩体中のジルコンのHf同位体を分析する。
カナダ・ラブラドル・サグレック岩体やグリーンランドイスア地域の炭酸塩岩や縞状鉄鉱層の微量元素を分析し、冥王代から初期太古代の海洋組成を推定する。また、サグレック岩体の泥質岩中の炭質物の微量元素組成やそれに伴う硫化物のFe同位体を分析し、それらの炭質物の由来となった生命種の特定を進める。
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[Journal Article] Occurrence and geochronology of the Eoarchean, ~3.9 Ga, Iqaluk Gneiss in the Saglek Block, northern Labrador, Canada: Evidence for the oldest supracrustal rocks in the world2016
Author(s)
Shimojo, M., Yamamoto, S., Sakata, S., Yokoyama, T.D., Maki, K., Sawaki, Y., Ishikawa, A., Aoki, K., Aoki, S., Koshida, K., Tashiro, T., Hirata, T., Collerson, K.D. & Komiya, T.
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Journal Title
Precambrian Research
Volume: 278
Pages: 218-243
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Recognizing OIB and MORB in accretionary complexes: A new approach based on ocean plate stratigraphy, petrology and geochemistry2016
Author(s)
Safonova, I., Maruyama, S., Kojima, S., Komiya, T., Krivonogov, S. & Koshida, K.
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Journal Title
Gondwana Research
Volume: 33
Pages: 92-114
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] U-Pb and Al-Mg systematics of the ungrouped achondrite Northwest Africa 73252016
Author(s)
Koefoed, P., Amelin, Y., Yin, Q.-Z., Wimpenny, J., Sanborn, M., Iizuka, T. & Irving, A.J.
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Journal Title
Geochimica et Cosmochimica Acta
Volume: -
Pages: -
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Timing of global crustal metamorphism on Vesta as revealed by high-precision U-Pb dating and trace element chemistry of eucrite zircon2015
Author(s)
Iizuka, T., Yamaguchi, A., Haba, M.K., Amelin, Y., Holden, P., Zink, S., Huyskens, M.H. & Ireland, T.R.
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Journal Title
Earth and Planetary Science Letters
Volume: 409
Pages: 182-192
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] An improved U-Pb age dating method for zircon and monazite using 200/266 nm femtosecond laser ablation and enhanced sensitivity multiple-Faraday collector inductively coupled-plasma mass spectrometry2015
Author(s)
Kimura, J.-I., Qing, C., Itano, K., Iizuka, T., Vaglarov, B.S. & Tani, K.
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Journal Title
Journal of Analytical Atomic Spectrometry
Volume: 30
Pages: 494-505
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Geology of the Eoarchean, >3.95 Ga, Nulliak supracrustal rocks in the Saglek Block, northern Labrador, Canada: The oldest geological evidence for plate tectonics2015
Author(s)
Komiya, T., Yamamoto, S., Aoki, S., Sawaki, Y., Ishikawa, A., Tashiro, T., Koshida, K., Shimojo, M., Aoki, K. & Collerson, K.D.
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Journal Title
Tectonophysics
Volume: 662
Pages: 40-66
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Paleoproterozoic granitoids from the basement in the Central Part of the Siberian Platform (Borehole Mogdinskaya_-6): U-Pb age and composition2015
Author(s)
Popov, N.V., Safonova, I.Y., Postnikov, A.A., Terleev, A.A., Komiya, T. & Tokarev, D.A.
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Journal Title
Doklady Earth Sciences
Volume: 461
Pages: 334-338
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] In-situ iron isotope analyses of pyrites from 3.5 to 3.2 Ga sedimentary rocks of the Barberton Greenstone Belt, Kaapvaal Craton2015
Author(s)
Yoshiya, K., Sawaki, Y., Shibuya, T., Yamamoto, S., Komiya, T., Hirata, T. & Maruyama, S.
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Journal Title
Chemical Geology
Volume: 403
Pages: 58-73
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] 最古の表成岩と初期地球進化2015
Author(s)
小宮剛, 山本伸次, 越田渓子, 青木翔吾, 田代貴志 & 石川晃
Organizer
日本地質学会第122年学術大会(2015長野大会)
Place of Presentation
信州大学（日本国長野県長野市）
Year and Date
2015-09-13 – 2015-09-13
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[Presentation] In-situ Iron Isotope Analysis of Pyrite and Carbon/Nitrogen Isotope Ratios from the Middle Proterozoic Sediments, McArthur Basin, Northern Australia2015
Author(s)
Yoshiya, K., Sawaki, Y., Nishizawa, M., Komiya, T., Hirata, T. & Maruyama, S.
Organizer
The 25th V.M. Goldschmidt Conference
Place of Presentation
Prague Congress Centre (Prague, Czech Republic)
Year and Date
2015-08-20 – 2015-08-20
Int'l Joint Research
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[Presentation] Compositional diversity of Archaean mantle estimated from Sr and Nd isotopic systematics of basaltic rocks in North Pole2015
Author(s)
Sano, A., Nakamura, H., Komiya, T., Yokoyama, T., Uno, M., Kimura, J., Chang, Q. & Iwamori, H.
Organizer
Japan Geoscience Union Meeting 2015
Place of Presentation
Makuhari Messe (Makuhari, Chiba, Japan)
Year and Date
2015-05-25 – 2015-05-25
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[Presentation] A chronological constraint on ancient hydrothermal activity using zircon inclusion ages2015
Author(s)
Sato, K., Yamamoto, S., Hyodo, H., Kumagai, H., Shibuya, T. & Komiya, T.
Organizer
Japan Geoscience Union Meeting 2015
Place of Presentation
Makuhari Messe (Makuhari, Chiba, Japan)
Year and Date
2015-05-25 – 2015-05-25
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[Presentation] Reappraisal of geochronology of the Itsaq Gneisses in the Isua area2015
Author(s)
Sato, N., Yamamoto, S., Sakata, S., Hirata, T. & Komiya, T.
Organizer
Japan Geoscience Union Meeting 2015
Place of Presentation
Makuhari Messe (Makuhari, Chiba, Japan)
Year and Date
2015-05-25 – 2015-05-25
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[Presentation] Carbon isotope compositions of carbonaceous materials and carbonate from Saglek Block (>3.96 Ga), Labrador, Canada2015
Author(s)
Tashiro, T., Ishida, A., Hori, M., Igisu, M., Sano, Y., Komiya, T., Hirata, T. & Maruyama, S.
Organizer
Japan Geoscience Union Meeting 2015
Place of Presentation
Makuhari Messe (Makuhari, Chiba, Japan)
Year and Date
2015-05-25 – 2015-05-25
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[Presentation] In-situ iron isotope analysis of pyrites in ~ 3.7 Ga sedimentary protoliths from the Isua supracrustal belt2015
Author(s)
Yoshiya, K., Sawaki, Y., Hirata, T., Maruyama, S. & Komiya, T.
Organizer
Japan Geoscience Union Meeting 2015
Place of Presentation
Makuhari Messe (Makuhari, Chiba, Japan)
Year and Date
2015-05-25 – 2015-05-25
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[Presentation] In-situ iron isotope analysis of pyrite and organic carbon/nitrogen isotope ratios from the Middle Proterozoic sediments2015
Author(s)
Yoshiya, K., Sawaki, Y., Nishizawa, M., Komiya, T., Hirata, T. & Maruyama, S.
Organizer
Japan Geoscience Union Meeting 2015
Place of Presentation
Makuhari Messe (Makuhari, Chiba, Japan)
Year and Date
2015-05-25 – 2015-05-25
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[Presentation] 40Ar/39Ar age of Haedean zircon2015
Author(s)
Hyodo, H., Sato, K., Kumagai, H., Yamamoto, S., Shibuya, T. & Komiya, T.
Organizer
Japan Geoscience Union Meeting 2015
Place of Presentation
Makuhari Messe (Makuhari, Chiba, Japan)
Year and Date
2015-05-14 – 2015-05-24
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