セリウム・ネオジム同位体比及び希土類元素存在度による地殻物質の進化に関する研究

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01470032
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 清水 洋 東京大学, 理学部, 助教授 (60090544)
• キーワード: La-Ce同位体系 / Sm-Nd同位体系 / 希土類元素パタ-ン / 原始地殻 / Isua表成岩 / Malene表成岩 / 鉄鉱層 / 深海底玄武岩

研究概要

希土類元素同士の放射壊変系であるLa-Ce及びSm-Nd系を利用した、Ce同位体トレ-サ及びNd同位体トレ-サと希土類元素パタ-ンをもとにして、原始地殻の発展史をはじめとする地殻物質の進化史を化学的に解明することが、本研究の主要な目的である。主な成果は次の通りである。
1.グリ-ンランドIsua表成岩(堆積年代38億年)及びMalene表成岩(堆積年代28億年)中の鉄鉱層についてCe、Nd同位体比を求めた。そして、堆積時の初生同位体比がコンドライト的ないしはマントル的な軽希土類元素にやや乏しい特徴を示すことを明らかにした。この結果は、現在の海洋性堆積物や海水に見られる特徴(大陸地殻的なNd同位体比)とは対照的である。軽希土類元素に富んだ大陸地殻は、始生代においてはあまり発達していなかったことを示唆している興味深い結果である。
2.Costa Rica Riftで掘削された深海底玄武岩のCe、Nd、Sr同位体比は、典型的な深海底玄武岩の値とほぼ同じであるが、軽希土類元素、Sr、Baが非常に少ないことを示した。Costa Rica Riftの深海底玄武岩は、典型的な深海底玄武岩を原岩とし、それが部分溶融等により更に軽希土類元素に乏しくなったと考えられることを提示し、深海底玄武岩の多様性とその成因を明確にした。
3.Ce、Nd初生同位体比をもとにして、原岩の軽希土類元素のパタ-ンを復元させる理論的考察を行った。放射壊変にともない、La、Ce、Nd、Smの同位体組成、原子量が時間とともに変化し、それにしたがって隕石の^<138>La/^<142>Ce、^<147>Sm/^<144>Nd比が、時間とともに変化することを具体的に示した。

研究成果

• [文献書誌] Hiroshi Shimuzu: "REE,Ba and Sr abundances and Sr,Nd,and Ce isotopic ratios in Hole 504B basalts,ODP Leg 111,Costa Rica" Proc.Ocean Drilling Program,Sci.Results. 111. 77-83 (1989)
• [文献書誌] Hiroshi Shimizu: "Sources of iron-formation in the Archean Isua and Malene supracrustals,West Greenland:evidence from La-Ce and Sm-Nd isotopic data and REE abundances" Geochim.Cosmochim.Acta.
• [文献書誌] Shun-ichi Nakai: "La-Ba dating and Nd and Sr isotopic studies on the Baiyun-Obo REE ore deposits,China" Econ.Geol.
• [文献書誌] Hideyuki Sawatari: "Rectilinear partition function of REE pertaining to the formation of the basaltic rockes from the New Georgia Group,the Solomon Islands" Geochem.J.
• [文献書誌] Tasuku Akagi: "A ruler for the analysis of La-Ce and Sm-Nd systems" Geochem.J.
• [文献書誌] Liu Cong-Qiang: "Existence of an ancient subcontinental enriched-mantle beneath northwest China:Sr,Nd,Ce and oxygen isotopes and trace elements abundances of alkalic volcanic rocks from the Xinjiang province" Geochem.J.
• [文献書誌] Hiroshi Shimizu: "Estimation of light rare earth element patterns in original sources for rocks from their Ce and Nd isotope" Mass Spectroscopy.
• [文献書誌] Tasuku Akagi: "Rare earth element pattern and neodymium isotope ratios of Kimuraite,CaY_2(CO_3)_4・6H_2O:its origin and genesis" Amer.Miner.
• [文献書誌] Miho Tanaka: "Features of the heavy rare-earth elements in sea water" Geochem.J.
• [文献書誌] Miho Tanaka: "^<138>Ce/^<142>Ce and ^<143>Nd/^<144>Nd ratios in seawater samples" Geochem.J.