LIBS-ICPMSタンデムシステムを用いた固体地質試料の多元素同時定量法の開発

• 研究課題/領域番号: 16K13905
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 岩石・鉱物・鉱床学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 石川 晃 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (20524507)
• 研究協力者: 木村 純一 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球内部物質循環研究分野, 分野長代理 (30241730) ; 平田 岳史 東京大学, 大学院理学系研究科, 教授 (10251612) ; 佐野 貴司 独立行政法人国立科学博物館, 地学研究部, 研究グループ長 (40329579) ; 清水 健二 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 高知コア研究所, 技術研究員 ; KONSTANTIN Litasov ロシア科学アカデミー, シベリア支部ソボレフ地質学鉱物学研究所, 教授 ; SHARYGIN Igor S. ロシア科学アカデミー, シベリア支部ソボレフ地質学鉱物学研究所, 研究員
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: LIBS / ICPMS / 主要元素 / 微量元素 / 揮発性元素 / レーザー誘起ブレークダウン分光分析 / レーザーアブレーション ICP 質量分析 / LA-ICPMS

研究成果の概要

本研究では固体未知試料の元素組成を迅速に得る方法として、レーザー誘起ブレークダウン分光分析法（LIBS）とレーザーアブレーションICP質量分析法（LA-ICPMS）を組み合わせたタンデムシステムを用い、様々な地質試料中の主要-微量-揮発性元素を同時定量する分析手法開発を試みた。本実験の結果、現有のシステムでは（１）粉末を加圧成形した試料のアブレーション、（２）H2O-CO2濃度の同時分析は困難であることが判明したが、（３）ガラス化した試料の主要-微量元素濃度を迅速に測定する手法に対しては有用性が高いことがわかり、変成岩、蛇紋岩、各種堆積岩などを対象とした地球化学的研究へ応用を進めている。

研究成果

• [国際共同研究] Russian Academy of Scienсe(ロシア連邦)
• [国際共同研究] University of Johannesburg(南アフリカ)
• [雑誌論文] Rhenium-osmium isotopes and highly siderophile elements in ultramafic rocks from the Eoarchean Saglek Block, northern Labrador, Canada: implications for Archean mantle evolution (2017)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa Akira、Suzuki Katsuhiko、Collerson Kenneth D.、Liu Jingao、Pearson D. Graham、Komiya Tsuyoshi
  • 雑誌名: Geochimica et Cosmochimica Acta 巻: 216 ページ: 286-311
  • DOI: 10.1016/j.gca.2017.07.023
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A prolonged granitoid formation in Saglek Block, Labrador: Zonal growth and crustal reworking of continental crust in the Eoarchean (2017)
  • 著者名/発表者名: Komiya Tsuyoshi、Yamamoto Shinji、Aoki Shogo、Koshida Keiko、Shimojo Masanori、Sawaki Yusuke、Aoki Kazumasa、Sakata Shuhei、Yokoyama Takaomi D.、Maki Kenshi、Ishikawa Akira、Hirata Takafumi、Collerson Kenneth D.
  • 雑誌名: Geoscience Frontiers 巻: 8 号: 2 ページ: 355-385
  • DOI: 10.1016/j.gsf.2016.06.013
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Collision-induced post-plateau volcanism: evidence from a seamount on Ontong Java Plateau (2017)
  • 著者名/発表者名: Hanyu, T., M. L. G. Tejada, K. Shimizu, O. Ishizuka, T. Fujii, J. -I. Kimura, Q. Chang, R. Senda, T. Miyazaki, Y. Hirahara, B. S., Vagalov, K. T., Goto, A. Ishikawa
  • 雑誌名: Lithos 巻: 294-295 ページ: 87-96
  • DOI: 10.1016/j.lithos.2017.09.029
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Metasomatic PGE mobilization by carbonatitic melt in the mantle: Evidence from sub-μm-scale sulfide-carbonaceous glass inclusion in Tahitian harzburgite xenolith (2017)
  • 著者名/発表者名: Akizawa Norikatsu、Miyake Akira、Ishikawa Akira、Tamura Akihiro、Terada Yasuko、Uesugi Kentaro、Takeuchi Akihisa、Arai Shoji、Tanaka Chima、Igami Yohei、Suzuki Katsuhiko、Kogiso Tetsu
  • 雑誌名: Chemical Geology 巻: 475 ページ: 87-104
  • DOI: 10.1016/j.chemgeo.2017.10.037
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Petrology and geochemistry of mafic rocks in the acasta gneiss complex: Implications for the oldest mafic rocks and their origin (2016)
  • 著者名/発表者名: Koshida, K., Ishikawa, A., Iwamori, H., and Komiya, T.
  • 雑誌名: Precambrian Res. 巻: 283 ページ: 190-207
  • DOI: 10.1016/j.precamres.2016.07.004
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Widespread tungsten isotope anomalies and W mobility in crustal and mantle rocks of the Eoarchean Saglek Block, northern Labrador, Canada: implications for early Earth processes and W recycling (2016)
  • 著者名/発表者名: Liu, J.G., Touboul, M., Ishikawa, A., Walker, R.J., Pearson, D.G.
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 巻: 448 ページ: 13-23
  • DOI: 10.1016/j.epsl.2016.05.001
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] In situ oxygen-isotope, major-, and trace-element constraints on the metasomatic modification and crustal origin of a diamondiferous eclogite from Roberts Victor, Kaapvaal Craton (2016)
  • 著者名/発表者名: Riches, A.J.V., Ickert, R.B., Pearson, D.G., Stern, R.A., Jackson, S.E., Ishikawa, A., Kjarsgaard, B.A., Gurney, J.J.
  • 雑誌名: Geochimica et Cosmochimica Acta 巻: 174 ページ: 345-359
  • DOI: 10.1016/j.gca.2015.11.028
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 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 world (2016)
  • 著者名/発表者名: Shimojo, M., Yamamoto, S., Sakata, S., Maki, K., Sawaki, Y., Ishikawa, A., Aoki, K., Okada, Y., Aoki, S., Koshida, K., Hirata, T., Collerson, K. D., Komiya, T.
  • 雑誌名: Precambrian Research 巻: 278 ページ: 218-243
  • DOI: 10.1016/j.precamres.2016.03.018
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 初期太古代の炭酸塩岩の地質学的産状と化学組成から推定する初期太古代の海洋化学組成 (2018)
  • 著者名/発表者名: 吉田 聡，石川 晃，小宮 剛
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合連合大会2018年大会
• [学会発表] 太古代石英質砂岩の起源 (2018)
  • 著者名/発表者名: 沢田 輝，石川 晃，磯崎 行雄
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合連合大会2018年大会
• [学会発表] Rapid determination of whole-rock major, minor and trace element concentration for silicate, carbonate and phosphate rocks by ICP-SFMS (2018)
  • 著者名/発表者名: 石川 晃，秋澤 紀克，沢田 輝，河野 聖那
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合連合大会2018年大会
• [学会発表] A simple determination of major- and trace-element composition for peridotite by ICP-MS: an application of acid-digested fused-glass bead (2018)
  • 著者名/発表者名: 秋澤紀克，小木曽 哲，石川 晃
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合連合大会2018年大会
• [学会発表] δ88Sr and 87Sr/86Sr variations in Middle-Upper Permian seawater (2018)
  • 著者名/発表者名: 可児 智美，磯崎 行雄，三澤 啓司，石川 晃，米田 成一
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合連合大会2018年大会
• [学会発表] Platinum group elements and Re-Os isotopes in the K-Pg transition of the Chicxulub peak-ring rocks (2018)
  • 著者名/発表者名: 佐藤 峰南，石川 晃，Ferriere Ludovic，Morgan Joanna，Gulick Sean，IODP-ICDP Expedition 364 Scientists
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合連合大会2018年大会
• [学会発表] Highly siderophile elements and Os isotope signatures in the K-Pg transition of the Chicxulub peak-ring rocks (2017)
  • 著者名/発表者名: Sato Honami、Ishikawa Akira、Ferri;re, Ludovic、Morgan Joanna、Gulick Sean、IODP-ICDP Expedition 364 Scientists
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Re-Os and highly siderophile element systematics of peridotite xenoliths from Hawaii (2017)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, A., Akizawa, N., Kogiso, T., Suzuki, K
  • 学会等名: Goldschmidt Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Osmium isotope and PGE signatures of the deep-sea deposits from Japan: implications for the Late Triassic impact event (2017)
  • 著者名/発表者名: Sato, H., Nozaki, T., Ishikawa, A., Onoue, T., Kimura, J.-I., Chang, Q. Suzuki, K.
  • 学会等名: Goldschmidt Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Determination of highly siderophile element concentrations and 187Os/188Os ratio for ferromanganese nodule reference materials (2017)
  • 著者名/発表者名: Tokeshi, S., Ishikawa, A., Suzuki, K
  • 学会等名: Goldschmidt Conference
  • 国際学会
• [学会発表] 強親鉄性元素に枯渇した太古代マントルとその意義 (2017)
  • 著者名/発表者名: 石川 晃，小宮 剛，鈴木勝彦，Kenneth D. Collerson, Jingao Liu, D. Graham Pearson
  • 学会等名: 日本地球化学会第64回年会
• [学会発表] タヒチ／モーレア島産マントル捕獲岩から探る海洋マントルの地球化学的多様性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 秋澤紀克，石川 晃，小木曽 哲
  • 学会等名: 日本地球化学会第64回年会
• [学会発表] 世界最古の炭酸塩岩の地質学的産状と化学組成から推定する初期太古代の海洋中の生命必須金属元素濃度 (2017)
  • 著者名/発表者名: 吉田 聡，石川 晃，小宮 剛
  • 学会等名: 日本地質学会第124年学術大会
• [学会発表] Highly siderophile elements in Hawaiian xenoliths: implications for the origin of low187Os/188Os signatures in oceanic mantle (2017)
  • 著者名/発表者名: 石川 晃，鈴木勝彦，小木曽 哲，秋澤紀克
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合連合大会2017年大会
• [学会発表] Metasomatic PGE mobility in the suboceanic mantle: an implication from sub-μm-sized sulfides from Tahitian peridotite xenolith (2017)
  • 著者名/発表者名: 秋澤紀克，小木曽 哲，三宅 亮，石川 晃
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合連合大会2017年大会
• [学会発表] Hydrothermal silicification of mafic and ultramafic rocks in the Barberton Greenstrone Belt, South Africa: relationship between bioessential element influxes into the seawater and secular variation of atmospheric CO2 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小宮 剛，梅田早織，石川 晃
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合連合大会2017年大会
• [学会発表] Geochemistry and Re-Os and 146Sm-142Nd isotope systematics of mafic rocks in the Acasta Gneiss Complex: discovery of the oldest terrestrial rock and implications for the Earth-forming materials (2017)
  • 著者名/発表者名: 小宮 剛，越田渓子，石川 晃，鈴木勝彦
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合連合大会2017年大会
• [学会発表] 世界最古(>3.92Ga)の堆積岩の地質学的産状と化学組成から推定する初期太古代の海洋組成 (2017)
  • 著者名/発表者名: 吉田 聡，越田渓子，石川 晃，小宮 剛
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合連合大会2017年大会
• [学会発表] 海洋島マントル捕獲岩の強親鉄性元素組成から探る核-マントル相互作用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 石川 晃，鈴木勝彦，小木曽 哲，秋澤紀克
  • 学会等名: 日本地球化学会第63回年会
  • 発表場所: 大阪市立大学杉本キャンパス（大阪府・大阪市）
  • 年月日: 2016-09-14
• [学会発表] Re-Os isotope and highly siderophile element constraints on the origin of ancient depleted domains in the modern convecting mantle (2016)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, A., Senda, R., Suzuki, K., Tani, K., Ishii, T
  • 学会等名: Goldschmidt 2016
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2016-06-26
  • 国際学会
• [学会発表] オントンジャワ海台玄武岩の強親鉄性元素多様性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 石川 晃，宇都宮 敦，越田渓子，Maria Luisa Tejada，小宮 剛，鈴木勝彦，佐野貴司
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合連合大会 2016年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉県・千葉市）
  • 年月日: 2016-05-22