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地球史初期における始源地殻の成因

研究課題

研究課題/領域番号 02044100
研究種目

国際学術研究

配分区分補助金
応募区分共同研究
研究機関岡山大学

研究代表者

秋本 俊一  岡山大学, 地球内部研究センター, 教授 (50013462)

研究分担者 ロバート・ヒル ヒル  オーストラリア国立大学, 地球科学研究所・リサーチ, フェロー
イアン・キャンベル キヤンベル  オーストラリア国立大学, 地球科学研究所・シニア, フェロー
牧嶋 昭夫  岡山大学, 地球内部研究センター, 助手 (70219301)
中村 栄三  岡山大学, 地球内部研究センター, 助手 (80201672)
加々美 寛雄  岡山大学, 地球内部研究センター, 助教授 (20108179)
CAMPBELL Ian  The Australian National University Research School of Earth Science, Senior Fell
HILL Robert  The Australian National University Research School of Earth Science, Research Fe
研究期間 (年度) 1990
研究課題ステータス 完了 (1990年度)
配分額 *注記
4,300千円 (直接経費: 4,300千円)
1990年度: 4,300千円 (直接経費: 4,300千円)
キーワード初期大陸地殻 / ウラン・鉛年代測定 / 高分解能2次イオン質量分析計 / セリウム同位体比測定 / ランタン・138の壊変定数 / ストロンチウム同位体比測定 / ネオジム同位体比測定 / ホウ素同位体比測定 / 09isotope dilution mass spectrometric analysis / 10REE partitioning
研究概要

地球史における初期大陸地殻と花崗岩類の成因を明らかにするために、岡山大学地球内部センタ-から3名を西オ-ストラリアのノ-スマン・カルグ-リ-地域に派遣し、オ-ストラリア国立大学地球科学研究所(ANU)の協力を得て、約27億年前に形成されたと考えられている花崗岩、グリ-ンスト-ン、及び堆積岩類の採集を行った。その後、オ-ストラリア国立大学に移動し、研究代表者の秋本を加えて、採集した岩石試料から鉱物を分離した。それらの鉱物の中のジルコンをANUの高分解能二次イオン質量分析計(SHRIMP)を用いて鉱物ごとの微小領域ウラン・鉛年代測定を行った。その結果、この地域の花崗岩類は2665±8Maと2686±9Maの二つの異なる形年代を示すグル-プからなることが明らかになった。一方、ジルコンの核の年代は30億年から35億年を示し、これらの花崗岩類が既に存在していた大陸地殻の再溶融によって形成されたことを物語っている。既にANUのグル-プによって行われていたこれらの花崗岩類の主要・微量元素組成は、形成年代によって異なり、古いタイプは若いタイプに比べてより深い地殻の溶融によって形成されたことが明らかとなった。これらの花崗岩類に隣接するグリ-ンスト-ン中のジルコンの年代測定結果は古いタイプの花崗岩類ものよりも約1500万年古い年代を示した。以上の結果と当時の予想される地温勾配から、玄武岩マグマの熱伝導によって、既に存在していた大陸地殻が溶融して二つの異なる花崗マグマが形成されたものと考えられた。
オ-ストラリアで採集された岩石試料と分離された鉱物は、表面電離型質量分析計を用いた同位体比測定と希土類元素の定量を行うために岡山大学地球内部研究センタ-に送られた。これらの試料の一部は現在分析が進められている。分離された鉱物のうちで緑簾石、チタン石、燐灰石の希土類元素含有量とセリウム及びネオジム同位体比測定は終了した。その他の試料については、微量元素の定量、セリウム、ネオジム、ストロンチウム、鉛、ホウ素同位体比測定が現在行われているところである。地球内部研究センタ-では、本研究期間中に新たに、鉛同位体比測定法、ストロンチウム及びネオジム同位体比測定法を確立し、セリウム及びホウ素同位体比測定法に関しては世界で最も精度の高い分析法を独自に開発した。
平成3年2月から3月にかけて2週間、ANUからイアン・キャンベル、ロバ-ト・ヒル両博士を岡山大学地球内部研究センタ-に招へいした。この期間中、彼らは当センタ-の分析技術を視察し、研究の現状を把握した。更に、この共同研究のANU側の研究状況を我々が理解するために以下の五つの講演を行った。(1)The fluid dynamics of magma chamber(Ian Camobell),(2)Mantle plumes and flood basalts(Ian Campbell),(3)Evolution of a Late Archean greenstone belt,Yilgarn craton,Western Australia(Robert Hill),(4)Mantle plumes and continental tectonics(Robert Hill)(5)The evolution of the Stracture of the Earth's mantle(Ian Campbell)。また、これまでの結果をもとに、今までの問題を議論・検討し、今後の研究方針として次のような同意が得られた。(1)鉱物のランタン・セリウム系のアイソクロンを求め、他の年代測定法によって求められた年代と比較することによってランタン・138の壊変定数を決定する。(2)年代測定結果より、花崗岩マグマ形成における熱収支を時間の関数として求める。(3)鉛、ホウ素、セリウム同位体比を用いて花崗岩類とグリ-ンスト-ンの起源物質を明らかにする。(4)これらの同位体を用いることにより、マントル起源と始源地殻起源の違いが明確に出来る。(5)以上の事柄をもとに、始生代における花崗岩類の成因と大陸地殻の形成過程を議論する。(6)以上で得られた地球化学的モデルに対して物理的制約を与えるために地温勾配とマントルにおける超高圧鉱物物性及び流体力学的実験によってマントル中での物質と熱の移動、それに伴われるマントル物質の溶融等を推定し、当時のマントル及び地殻のダイナミクスを議論する。

報告書

(1件)
  • 1990 研究成果報告書概要
  • 研究成果

    (12件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (12件)

  • [文献書誌] Akio Makishima and Eizo Nakamura: "Precise measurement of cerium isotope composition in rock samples." Chemical Geology(Isotope Geoscience section).

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akio Makishima and Eizo Nakamura: "Faraday cup efficiency in a multicollector mass spectrometer." Chemical Geology(Isotope Geoscience section).

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshiyuki Koide,Eizo Nakamura and Syunーiti Akimoto: "Lead isotope analyses using multiーcollector mass spectrometers." Technical Report of ISEI,Ser.B. 8. 1-21 (1991)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masako Yoshikawa and Eizo Nakamura: "Precise isotope determination of trace Sr in magnesiumーrich samples." Mass spectroscopy.

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  • [文献書誌] 牧嶋 昭夫、中村 栄三、増田 彰正: "LaーCe法の地球化学" 火山.

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Eizo Nakamura,Tsuyoshi Ishikawa,JeanーLouis Birck and Claude J.Allegre.: "Precise boron isotopic analysis of natural rock samples using a boronーmannitol complex." Analytical Chemistry.

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  • [文献書誌] Akio Makishima and Eizo Nakamura: "Precise measurement of cerium isotope composition in rock samples." Chemical Geology (Isotope Geoscience section).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akio Makishima and Eizo Nakamura: "Faraday cup efficiency in a multicollector mass spectrometer." Chemical Geology (Isotope Geoscience section).

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshiyuki Koide, Eizo Nakamura and Syun-iti Akimoto: "Lead isotope analyses using multi-collector mass spectrometers." Technical Report of ISEI, Ser. B. 8. 1-21 (1991)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masako Yoshikawa and Eizo Nakamura: "Precise isotope determination of trace Sr in magnesium-rich samples." Mass spectroscopy.

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akio Makishima, Eizo Nakamura, Akimasa Masuda: "Applications of La-Ce systematics in geochemistry (in Japanese)" Bulletin of the volcanological society of Japan.

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Eizo Nakamura, Tsuyoshi Ishikawa, JeanーLouis Birck and Claude J. Allegre.: "Precise boron isotopic analysis of natural rock samples using a boron-mannitol complex." Analytical Chemistry.

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      1990 研究成果報告書概要

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公開日: 1990-04-01   更新日: 2016-04-21  

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