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燐酸塩鉱物3種年代測定によるマグマ過程の解明:ウラン-トリウム放射非平衡の活用

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ0851
補助金の研究課題番号 22J12308 (2022)
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金 (2023)
補助金 (2022)
応募区分国内
審査区分 小区分17040:固体地球科学関連
研究機関東京大学

研究代表者

仁木 創太  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2023年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2022年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードレーザーアブレーション / ICP質量分析法 / ジルコン / モナズ石 / 放射非平衡 / 第四紀 / 年代測定 / ウラン系列放射非平衡年代測定法 / LA-ICP-MS
研究開始時の研究の概要

本研究の目的はマグマの発生からマグマ溜まり内部での分化や周辺岩石との反応、さらに火山噴火や深成岩体としての固化に至るまでのマグマ過程の時間発展を捉えることである。 本研究ではマグマ溜まり中での晶出時期が異なる様々な鉱物に対して年代測定を実施する。そのためにレーザーアブレーションICP質量分析法を用いた局所微量同位体分析法の開発を進め、これまで得ることができなかった新たな年代情報の取得を試みる。

研究実績の概要

微量元素組成という客観的な地球化学情報は鉱物の形成過程を解明する上で重要であり、本研究期間最終年度は鉱物試料内部における微量元素濃度の分布を可視化するイメージング分析法の高空間分解能化に取り組んだ。そこで局所試料サンプリング法に用いる微小スポットレーザー装置の実用化と微量元素濃度分析への応用可能性を検討した。レーザーのスポット径を2マイクロメートルまで集束すると、レーザーアブレーションによる試料掘削体積の減少に伴って微量元素濃度の定量性能が低下する。本研究では元素分析に用いるプラズマ質量分析装置の真空インターフェイス部に高感度ドライコーンを採用することで装置内イオン透過効率を高め、分析感度の向上を図った。そして分析元素のバックグラウンド信号強度に依るが、2マイクロメートルの空間分解能で濃度として数ppm程度の微量元素の検出が可能となった。本研究期間に開発した手法は既存の微量元素イメージング分析法である電子プローブマイクロアナライザと比較して10倍以上の分析高速化を図ることができ、また特に重元素に関しては1桁以上高い分析感度を誇る。本手法を微量元素イメージング分析へと応用することで、特にジルコンに含まれるランタノイド元素やウラン、トリウムについてその空間分布を明瞭に可視化することに成功した。
研究期間全体を通じて第四紀鉱物試料の年代測定法と高空間分解能微量元素イメージング分析法を確立した。これらの手法の組み合わせはマグマ溜まり内部における火成鉱物形成過程を解明する上で強力なツールである。本研究期間において地質試料への応用研究に関しては当初の予定よりも進展が遅れているが、今後の研究で火成鉱物形成過程に関する知見を蓄積していくことで、マグマ過程の詳細な理解へとつながることが期待される。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 1件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 11件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Cretaceous to early Paleogene sediment provenance transition from continental to magmatic arc systems in the Northwestern Pacific Region2024

    • 著者名/発表者名
      Harisma Harisma、Niki Sota、Hirata Takafumi、Naruse Hajime
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 14 号: 1 ページ: 7280-7280

    • DOI

      10.1038/s41598-024-55471-1

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A reaction cell as a sample introduction portal for detection of gaseous components in ICP-MS2024

    • 著者名/発表者名
      Hirata Takafumi、Kobayashi Kyoko、Asanuma Hisashi、Makino Yoshiki、Yamashita Shuji、Kurihara Kanoko、Niki Sota、Nakazato Masaki、Shikino Osamu
    • 雑誌名

      Journal of Analytical Atomic Spectrometry

      巻: 39 号: 2 ページ: 518-524

    • DOI

      10.1039/d3ja00334e

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 照来コールドロン,歌長流紋岩下部凝灰岩の年代:フェムト秒レーザーアブレーション-多重検出器型ICP質量分析法を用いた後期鮮新世ジルコンのウラン-鉛年代測定2023

    • 著者名/発表者名
      Haji Toshiki、Kudo Takashi、Niki Sota、Hirata Takafumi
    • 雑誌名

      地質学雑誌

      巻: 129 号: 1 ページ: 341-354

    • DOI

      10.5575/geosoc.2023.0002

    • ISSN
      0016-7630, 1349-9963
    • 年月日
      2023-06-06
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 兵庫県北西部,但馬御火浦の下部中新統八鹿層の盆地構造・堆積年代・古応力2023

    • 著者名/発表者名
      羽地俊樹、佐藤大介、仁木創太、平田岳史
    • 雑誌名

      地質学雑誌

      巻: 129 号: 1 ページ: 223-238

    • DOI

      10.5575/geosoc.2022.0053

    • ISSN
      0016-7630, 1349-9963
    • 年月日
      2023-03-31
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Geochronological and petrological investigations of Miocene felsic igneous rocks in the Amakusa Islands, southwest Japan: Possible extension of the Setouchi Volcanic Belt2023

    • 著者名/発表者名
      Shinjoe Hironao、Orihashi Yuji、Akasaka Mana、Niki Sota、Sasaki Minoru、Hirata Takafumi
    • 雑誌名

      Island Arc

      巻: 33 号: 1

    • DOI

      10.1111/iar.12506

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Elemental and isotopic signatures of individual particles in chondrite matrix using inductively coupled plasma mass spectrometry2023

    • 著者名/発表者名
      Kurihara Kanoko、Numa Norika、Niki Sota、Akamune Mai、Nakazato Masaki、Yamashita Shuji、Itoh Shoichi、Hirata Takafumi
    • 雑誌名

      GEOCHEMICAL JOURNAL

      巻: 57 号: 5 ページ: e9-e16

    • DOI

      10.2343/geochemj.GJ23015

    • ISSN
      0016-7002, 1880-5973
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] U?Pb dating for zircons from granitic rocks in southwestern Cambodia2023

    • 著者名/発表者名
      Uchida Etsuo、Nagano Shinya、Niki Sota、Yonezu Ko、Yokokura Takumi、Cheng Rathborith、Hirata Takafumi
    • 雑誌名

      Heliyon

      巻: 9 号: 9 ページ: e19734-e19734

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2023.e19734

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of an in situ U-Th disequilibrium dating method utilising multiple-spot femtosecond laser ablation-CRC-ICP-mass spectrometry2022

    • 著者名/発表者名
      Niki Sota, Shuhei Kosugi, HIdeki Iwano, Tohru Danhara, Takafumi Hirata
    • 雑誌名

      Geostand. Geoanal. Sciences

      巻: 46 号: 4 ページ: 589-602

    • DOI

      10.1111/ggr.12458

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Decoupling of U–Pb ages and compositional zoning of garnet in a high–pressure marble from the eastern Iratsu body, Sanbagawa metamorphic terrane, Japan2022

    • 著者名/発表者名
      NIKI Sota、YOSHIDA Kenta、SAWADA Hikaru、OYANAGI Ryosuke、HIRATA Takafumi
    • 雑誌名

      Journal of Mineralogical and Petrological Sciences

      巻: 117 号: 1 ページ: n/a

    • DOI

      10.2465/jmps.210814

    • ISSN
      1345-6296, 1349-3825
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sedimentological and geochemical properties of authigenic carbonates in Kyushu, Japan: Implications for the transition from semi-arid to humid climate during the Eocene2022

    • 著者名/発表者名
      Aki Sakuma, Akihiro Kano, Yoshihiro Kakizaki, Hirokazu Kato, Akira Murata, Hiroki Matsuda, Takafumi Hirata, Sota Niki
    • 雑誌名

      Sedimentary Geology

      巻: 422 ページ: 106280-106280

    • DOI

      10.1016/j.sedgeo.2022.106280

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Geochemical and radiogenic isotopic signatures of granitic rocks in Chanthaburi and Chachoengsao provinces, southeastern Thailand: Implications for origin and evolution2022

    • 著者名/発表者名
      Uchida Etsuo、Nagano Shinya、Niki Sota、Yonezu Kou、Saitoh Yu、Shin Ki-Cheol、Hirata Takafumi
    • 雑誌名

      Journal of Asian Earth Sciences: X

      巻: 8 ページ: 100111-100111

    • DOI

      10.1016/j.jaesx.2022.100111

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Depth Profiling Analyses of REE Abundances and U-Pb Ages from Zircon Crystals Using Sensitivity-enhanced ICP-Time of Flight-Mass Spectrometry (ICP-TOF-MS)2022

    • 著者名/発表者名
      Masaki Nakazato, Hisashi Asanuma, Sota Niki, Hideki Iwano, Takafumi Hirata
    • 雑誌名

      Geostand. Geoanal. Sciences

      巻: 46 号: 4 ページ: 603-620

    • DOI

      10.1111/ggr.12446

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] レーザーアブレーションにまつわるマトリクス効果の謎を解く2023

    • 著者名/発表者名
      仁木創太、平田岳史
    • 学会等名
      日本質量分析学会同位体比部会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] レーザーアブレーション分流 ICP 質量分析法による局所オスミウム同位体比分析法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      仁木創太、平田岳史
    • 学会等名
      2023年度日本地球化学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] レーザーアブレーションICP質量分析法を用いた第四紀モナズ石の年代測定2023

    • 著者名/発表者名
      仁木創太、小杉周平、岩野英樹、檀原徹、平田岳史
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 単一粒子ICP質量分析法を用いたレーザーアブレーション生成粒子の個別元素分析2023

    • 著者名/発表者名
      仁木創太、平田岳史
    • 学会等名
      第71回質量分析総合討論会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Micron-resolution trace element imaging analysis utilising multiple-spot femtosecond laser ablation-ICP-mass spectrometry2023

    • 著者名/発表者名
      Sota Niki, Yusuke Sawaki, Tsuyoshi Komiya, and Takafumi Hirata
    • 学会等名
      Goldschmidt Conference
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Geoimaging: revolution in U-Pb geochronology2023

    • 著者名/発表者名
      Sota Niki, Yusuke Sawaki, Tsuyoshi Komiya, and Takafumi Hirata
    • 学会等名
      KBSI JAST Conference
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] モナズ石に対するレーザーアブレーション ICP-MS/MS を用いたウラン系列年代分析法2022

    • 著者名/発表者名
      仁木創太、小杉周平、岩野英樹、檀原徹、平田岳史
    • 学会等名
      2022年度地球化学会第69回年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] In situ U-Th disequilibrium dating of Quaternary zircon samples utilising multiple-spot femtosecond laser ablation-ICP-triple quadrupole mass spectrometry2022

    • 著者名/発表者名
      Niki Sota、Kosugi Shuhei、Iwano Hideki、Danhara Tohru、Hirata Takafumi
    • 学会等名
      Goldschmidt Conference
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 完新世試料年代分析のためのレーザーアブレーションICPトリプル四重極型質量分析法を用いたウラン系列放射非平衡年代測定法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      仁木創太、小杉周平、岩野英樹、檀原徹、平田岳史
    • 学会等名
      第70回質量分析総合討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 東南極セール・ロンダーネ山地メーニパに産する泥質変成岩の柘榴石,チタン石および燐灰石ウラン-鉛年代系に基づく三種年代分析2022

    • 著者名/発表者名
      仁木創太、河上哲生、足立達朗、宇野正起、東野文子、平田岳史
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2022年大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2022-04-28   更新日: 2024-12-25  

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