中・古生代層状チャートに記録された隕石衝突履歴の完全解読

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26707027
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 尾上 哲治 熊本大学, 自然科学研究科, 准教授 (60404472)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 地質学 / 地球化学 / 層位・古生物学

Outline of Annual Research Achievements

平成27年度は，平成26年度に引き続き中古生代の隕石衝突履歴を解読するために，ペルム紀後期からジュラ紀前期（約1.7～2.5億年前）層状チャートを構成する粘土岩試料の採取を行った．粘土岩は，岐阜県坂祝町，各務原市に分布する美濃帯の三畳系～ジュラ系チャートおよび，本巣市岩井谷のペルム紀/三畳紀境界からの試料を中心に採取した．H26年度には約400の粘土岩試料を採取したが，本年度はそれに加えて約800試料採取した．
持ち帰った試料については，本研究課題で導入した粉砕器（マルチビーズショッカー）を用いて粉末試料を作成した．粉末試料はバインダー（セルロース）と混合後にプレス機でペレットを作成し，これを蛍光X線分析装置を用いて化学組成の分析を行なった．採取試料についてNiやCrに注目して蛍光X線分析装置を用いた定量分析を進め，現在までに２層準からイジェクタ層の候補を見出した．これらの粘土岩層については，現在オスミウム同位体分析を進めており，イジェクタ層の同定を進めている．また平成27年度は，従来の研究で報告した三畳紀後期ノーリアン中期のイジェクタ層について，有機炭素同位体分析，微化石層序を検討し，この隕石衝突により当時のパンサラサ海の遠洋性生物群集に群集変化が起こったことを明らかにした．この成果については，国際誌への論文としてまとめ，現在投稿中である．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成27年度は以下の3つの研究を予定していた.
①野外調査　平成26年度に採取した美濃帯(岐阜県坂祝町)の三畳系～ジュラ系チャートに加えて，同地質帯のペルム系層状チャートを採取する.
②蛍光X線分析装置によるCr, Ni定性定量分析 ①得られた約1000試料の粘土岩について，粉末試料を作成し，蛍光X線分析を用いた元素分析を行なう．
③白金族元素の定量分析 イジェクタ層の可能性があると判断された試料については,隕石中に豊富な白金族元素(Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt)の濃度を調べる．
当該年度は，①については平成26年度に加えてペルム系層状チャート試料を採取，分析した．②については平成26～27年度に採取した膨大な量の岩石試料（1200試料）について分析用粉末試料の作成と蛍光X線分析が順調に進んでいる．③についてはイジェクタ層の候補に対してOs同位体分析を行った．また従来報告されているイジェクタ層についても白金族分析を行い，衝突天体の起源を明らかにすることができた．この成果については論文として報告した（Sato et al., 2016）．以上の研究の進捗状況から，現在までの研究の達成度は良好であると言える．

Strategy for Future Research Activity

平成27年度の研究結果をふまえて，平成28年度は以下の4つの研究を行う.
①野外調査　平成27年度に採取した美濃帯(岐阜県坂祝町)の三畳系~ジュラ系チャートに加えて，同地質帯の中部ペルム系層状チャートを採取する.
②蛍光X線分析　ここでは平成28年度に加えて得られる約600試料について，粉末試料を作成し，蛍光X線分析装置を用いた元素分析を行なう．
③白金族元素の定量分析，Os同位体分析　イジェクタ層の可能性があると判断された試料については，隕石中に豊富な白金族元素(Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt)の濃度を調べる.分析はこれまでの研究と同様に，放射化分析とNi-fire assay法による誘導結合プラズマ 質量分析装置(ICP-MS)を用いた白金族元素濃度の定量分析を行なう．イジェクタ層と判断された試料について，オスミウム同位体分析を行い，隕石衝突の強固な証拠を得る．オスミウムは，複数の同位体を持ち，地球に落下する大部分の隕石が，高いオスミウム濃度と低いオスミウム同位体比（187Os/188Os）を持つことが知られている．海洋研究開発機構のマルチコレクター誘導結合プラズマ質量分析装置（MC-ICP-MS）を用いて，オスミウム濃度と同位体比の変動を調べる．
④隕石衝突履歴の解読　イジェクタ層と判断された試料については，上下層準のチャートから微化石用の試料を採取する．フッ化水素酸法で放散虫・コノドント化石を抽出し，属種の同定および隕石の衝突年代を明らかにする．さらに隕石衝突がこれらの化石群集に与えた影響を将来的に調べるため，衝突を記録した層準を挟んで化石層序も明らかにする．

Research Products

• [Journal Article] Sedimentary PGE signatures in the Late Triassic ejecta deposits from Japan: Implications for the identification of impactor (2016)
  • Author(s): Sato, H., Shirai, N., Ebihara, M., Onoue, T., Kiyokawa, S.
  • Journal Title: Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology Volume: 442 Pages: 36-47
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Paleoenvironmental changes across the Carnian/Norian boundary in the Black Bear Ridge section, British Columbia, Canada (2016)
  • Author(s): Onoue, T., Zonneveld, J.-P., Orchard, M. J., Yamashita, M., Yamashita, K., Sato, H., Kusaka, S.
  • Journal Title: Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology Volume: 441 Pages: 721-733
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Paleomagnetism of Triassic bedded chert from Japan for determining the age of an impact ejecta layer deposited on peri-equatorial latitudes of the paleo-Pacific Ocean: A preliminary analysis (2015)
  • Author(s): Uno K., Yamashita, D., Onoue, T., Uehara, D.
  • Journal Title: Physics of the Earth and Planetary Interiors Volume: 249 Pages: 59-67
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Oceanic island basalts in accretionary complexes of SW Japan: Tectonic and petrogenetic implications (2015)
  • Author(s): Safonova I., Kojima S., Nakae S., Romer R.L., Seltmann R., Sano H., and Onoue, T.
  • Journal Title: Journal of Asian Earth Sciences Volume: 113 Pages: 508-523
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] An asteroid impact in the Late Triassic triggered mid-Norian radiolarian faunal turnover in the Panthalassa Ocean (2015)
  • Author(s): Onoue, T., Sato, H., Yamashita, D., Ikehara, M., Yasukawa, K., Fujinaga, K., Kato, Y., Matsuoka, A.
  • Organizer: American Geophysical Union fall meeting
  • Place of Presentation: San Francisco
  • Year and Date: 2015-12-16 – 2015-12-16
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Depositional process fro the Triassic-Jurassic stratiform manganese deposits in the Chichibu Belt, Southwest Japan (2015)
  • Author(s): Tomimatsu, Y., Onoue, T.
  • Organizer: American Geophysical Union fall meeting
  • Place of Presentation: San Francisco
  • Year and Date: 2015-12-16 – 2015-12-16
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Magneto-biostratigraphy of the Upper Triassic bedded chert succession from the Mino Belt, Inuyama area, central Japan: correlation to Tethyan sections (2015)
  • Author(s): Yamashita, D., Uno, K., Onoue, T.
  • Organizer: American Geophysical Union fall meeting
  • Place of Presentation: San Francisco
  • Year and Date: 2015-12-16 – 2015-12-16
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ジュラ紀付加体中のペルム系－ジュラ系層状チャートに記録された地球外物質の付加 (2015)
  • Author(s): 尾上哲治・佐藤峰南・野崎達生・鈴木勝彦・中村智樹・白井直樹・海老原充
  • Organizer: 日本地質学会第122年学術大会
  • Place of Presentation: 信州大学
  • Year and Date: 2015-09-13 – 2015-09-13
• [Presentation] 美濃帯の三畳系－ジュラ系層状チャートの形成モデル：有機炭素同位体比による検討 (2015)
  • Author(s): 尾上哲治・曽田勝仁・山下大輔・佐藤峰南・池原実
  • Organizer: 日本地質学会第122年学術大会
  • Place of Presentation: 信州大学
  • Year and Date: 2015-09-11 – 2015-09-11
• [Presentation] 美濃帯犬山地域に分布する中部三畳系層状チャートの化学－サイクル層序 (2015)
  • Author(s): 曽田勝仁・尾上哲治
  • Organizer: 日本地質学会第122年学術大会
  • Place of Presentation: 信州大学
  • Year and Date: 2015-09-11 – 2015-09-11
• [Presentation] ジュラ紀付加体中に産出する層状マンガン堆積物の層序と年代 (2015)
  • Author(s): 冨松由希・尾上哲治
  • Organizer: 日本地質学会第122年学術大会
  • Place of Presentation: 信州大学
  • Year and Date: 2015-09-11 – 2015-09-11
• [Presentation] 愛知県犬山地域に分布する美濃帯上部三畳系チャートの古地磁気・化石統合層序 (2015)
  • Author(s): 山下大輔・宇野康司・尾上哲治
  • Organizer: 日本地質学会第122年学術大会
  • Place of Presentation: 信州大学
  • Year and Date: 2015-09-11 – 2015-09-11
• [Presentation] Sedimentary signatures of a chondritic impactor for an Upper Triassic impact event (2015)
  • Author(s): Sato, H., Onoue, T., Shirai, N., Ebihara, M., Nozaki, T., Suzuki, K., Kiyokawa, S.
  • Organizer: Goldschmidt Conference
  • Place of Presentation: Prague
  • Year and Date: 2015-08-20 – 2015-08-20
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Carbon and oxygen isotope record from the Rhaetian interval at the Kardolína section, Slovakia (2015)
  • Author(s): Onoue, T., Shirozu, H., Michalík, J., Yamashita, D., Kusaka, S.
  • Organizer: IAS 31st Meeting of Sedimentology
  • Place of Presentation: Krakow
  • Year and Date: 2015-06-24 – 2015-06-24
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 美濃帯上部三畳系層状チャートの有機炭素同位体比変動 (2015)
  • Author(s): 尾上哲治・池原実・曽田勝仁・山下大輔
  • Organizer: 地球惑星連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場（千葉市）
  • Year and Date: 2015-05-26 – 2015-05-26
• [Presentation] 美濃帯犬山地域に分布する中部三畳系層状チャートの化学層序 (2015)
  • Author(s): 曽田勝仁・尾上哲治
  • Organizer: 地球惑星連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場（千葉市）
  • Year and Date: 2015-05-26 – 2015-05-26
• [Presentation] 秩父帯に産出する層状マンガン堆積物の層序と年代 (2015)
  • Author(s): 冨松由希・尾上哲治
  • Organizer: 地球惑星連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場（千葉市）
  • Year and Date: 2015-05-26 – 2015-05-26
• [Presentation] スロバキアKardolinaセクションにおける上部三畳系石灰岩の堆積環境と炭素・酸素安定同位体比変動 (2015)
  • Author(s): 白水秀子・Jozef Mihalik・日下宗一郎・山下美沙・山下勝行・尾上哲治
  • Organizer: 地球惑星連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場（千葉市）
  • Year and Date: 2015-05-26 – 2015-05-26
• [Presentation] 美濃帯犬山地域に分布する上部三畳系チャートから得られた古地磁気・化石統合層序 (2015)
  • Author(s): 山下大輔・宇野康司・尾上哲治
  • Organizer: 地球惑星連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場（千葉市）
  • Year and Date: 2015-05-24 – 2015-05-24