火山噴火予知のためのウラレートリウム放射非平衡年代測定法の開発

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11554021
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 中村 栄三 岡山大学, 固体地球研究センター, 教授 (80201672)
• 研究分担者: 森口 拓弥 岡山大学, 固体地球研究センター, 助手 (70304342) ; 牧嶋 昭夫 岡山大学, 固体地球研究センター, 助教授 (70219301)
• キーワード: 表面電離型質量分析計 / ウラン / トリウム / スパイク / マグマプロセス / 噴火予知 / 放射非平衡 / 同位体

研究概要

我々がこれまでに得た成果は、分析技術の確立とその天然試料への適用から成る。まず分析面における大きな進歩は、表面電離型質量分析計を用いた新しいU・Th同位体測定法の開発により、従来法より少量の試料で高精度のデータが得られるようになった点である。特にU同位体比はイオン化効率のよい酸化物イオンで測定することで、5倍の精度での測定を可能とした。我々はこの結果を国際誌Chemical Geologyに投稿し、既に受理された(Yokoyama, Makishima and Nakamura, in press)。更に平成11年末、我々は科学技術庁(現文部科学省)から核燃料物質使用に関する許可を取得し、平成12年、^<233>U、^<235>U及び^<229>Thスパイクを購入した。これらを用いた同位体希釈法による高精度U・Th定量分析法も既に確立したため、U-Th放射非平衡を利用した年代測定を行う下地を整えることができたと言える。
次に我々は、噴火予知に向けたマグマプロセスの理解を実際に行うため、平成11年当時に数年以内の再噴火が危惧されていた三宅島を対象として選択し、火山層序を元に200以上の試料を採取した(その後三宅島は平成12年7月に噴火)。これらの試料に対し、まず主要・微量元素組成、及びSr・Nd同位体比をXRF、ICP-MS及びTIMSを用いて測定し、岩石学的・地球化学的記載を行った。その結果、9世紀のカルデラ形成の前後で化学組成及び分化形式が大きく異なるため、ソースの異なる新しいマグマの注入が生じた可能性が示唆された。更にU・Th同位体比の測定を実際に行い、その結果、三宅島のマグマはウェッジマントルで発生後、3万5千年以内に上昇、噴火したことが判明し、マグマプロセスに時間軸を入れた議論が可能となりつつある。

研究成果

• [文献書誌] Yoshikawa,M.and E.Nakamara: "Geochemical evolution of the Horoman peridotite complex : Implications for melt extraction, metasomatism, and …… "Journal of Geopysical Research. 105. 2879-2901 (2000)
• [文献書誌] Hanyu,Y.and E.Nabamura: "Constraints on HIMN and EM by Sr and Nd isotopes re-examined."Earth Planets Spaces. 52. 61-70 (2000)
• [文献書誌] Yamamoto,H.and E.NaLaniura: "Timing of magmatic and metamorphic events in the Jijal Complex of the Kohistan arc deduced from Sm-Nd dating ……"The Geological Society of London. 170. 313-319 (2000)
• [文献書誌] Suzuki,T.,Akaogi,M.and E.Nakamura: "partitioning of major elements between garnet-structured minerals and silicats melts at pressure of 3-15Gpa"Physics of the Earth and Planetary Interiors. 120. 79-92 (2000)
• [文献書誌] Makishima,A,and E.Nakamara: "Determination of titanium at ugg^<-1> levels in milligram amounts of silicate materials by isotope dilution high res ……"The Royal Society of Chemistry. 15. 263-267 (2000)
• [文献書誌] Takei,H.,T.Yokayama,A.Makishima and E.Nakamura: "Formation and suppression of AlF3 during HF digestion of rock samples in Teflon bomb for precise trace element analyses by ICP-MS……"Proceedings of Japan Academy. 77. 13-17 (2000)
• [文献書誌] Nakano,T.and E.Nakamura: "Boron isotope geochemistry of metasedimentary rocks and tourmalines in a subduction-zone metamorphic suite"Physics of the Earth and Planetary Interiors. (in press). (2001)
• [文献書誌] Yokoyama,T.,A.Makishima and E.Nakamura: "Precise analysis of 234U/238U ratio using UO^+_2 ion with thermal ionization mass spectrometry for natural samples"Chemical Geology. (in press). (2001)