ジルコンの多種同位体分析による地殻形成プロセスの解明

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17H02976
• 研究機関: 国立極地研究所
• 研究代表者: 外田 智千 国立極地研究所, 研究教育系, 教授 (60370095)
• 研究分担者: 堀江 憲路 国立極地研究所, 研究教育系, 助教 (00571093) ; 日高 洋 名古屋大学, 環境学研究科, 教授 (10208770) ; 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) ; 谷 健一郎 独立行政法人国立科学博物館, 地学研究部, 研究主幹 (70359206)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 地殻進化

研究実績の概要

南極大陸に産する太古代～原生代の火成岩・変成岩試料の基礎解析をおこなった。また、本邦の伊豆-小笠原弧と伊豆衝突帯に産する新生代の島弧火成岩類試料の基礎解析をおこなった。それらの試料を用いてジルコン結晶のU-Pb系、酸素同位体、希土類元素を含む微量元素同位体分析を予察的にすすめた。しかし、装置の故障等により予定通りの進展がはかれなかった。南極大陸の試料解析には、特任教授（廣井）を雇用してすすめた。
平行して、父島・西ノ島・南鳥島沖海域の海洋地質調査、宇奈月・飛騨地域の古生代～中生代の火成岩・変成岩類調査をおこない、解析用の試料を採取した。また、予察データを日本地球惑星科学連合大会（JpGU2018）、地球化学会（琉球大）において発表した。
研究遂行の基幹となる二次イオン質量分析が、機器の故障や予測していたよりも分析精度が上がらなかったために、研究計画の見直しが必要となった。特に本研究課題の核心部である酸素同位体分析および軽元素分析に関して、十分な質量分解能と二次イオン透過率を得ることができず、議論に耐え得るデータの確度・精度を得ることができなかった。静電場アナライザーの真空を向上させ、残留分子イオンの衝突による二次イオンの減少・エネルギー低下を避けることで、分析確度・精度を改善できると判断した。2018年度予算を一部翌年度に繰り越して、2019年度に二次イオン質量分析計の真空系の改修を実施し、必要な分析精度・確度を得るための調整をおこなった。
しが必要となった。

現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

研究遂行の基幹となる二次イオン質量分析が、機器の故障や予測していたよりも分析精度が上がらなかったために、研究計画の見直しが必要となった。

今後の研究の推進方策

研究遂行の基幹となる二次イオン質量分析の不調により、研究に遅れが生じた。2018年度予算を一部繰り越したため、2019年度の計画に食い込む形で機器の調整や分析の準備をすすめた。2020年度には、特に、南極大陸に産する太古代～原生代の火成岩・変成岩試料を用いて、U-Pb年代測定、希土類元素分析、微量元素存在度分析、高精度酸素同位体分析をおこない、データ、及び、分析条件等を検証する。また、ジルコンの酸素同位体組成を検証する上で、ソースメルトへの水や風化作用生成物の関与の指標としてジルコン中のリチウム含有量および同位体組成が重要な情報となる可能性があり、リチウム含有量・同位体分析手法の開発を行う。酸素-リチウム同位体分析データによるフィルタリングによって厳選した試料・部位を対象として、Hf同位体分析、ならびに表面電離型質量分析計を用いたジルコンのNd同位体分析を実施する。Nd同位体分析の分析精度・確度についてさらなる検討を行うことを目的として、詳細なU-Pbジルコン年代が既報であるカナダ・Acasta片麻岩や南西グリーンランドItsaq片麻岩複合岩体に応用する。酸素同位体分析(SHRIMP-IIe/AMC)の試料形態をHf同位体分析(LA-MC-ICP-MS)で使用可能なものに統一し、酸素同位体分析を含むSHRIMP分析の確度・精度の確認を行う。

研究成果

• [雑誌論文] Titanian Clinohumite-Bearing Peridotite from the Ulamertoq Ultramafic Body in the 3.0 Ga Akia Terrane of Southern West Greenland (2019)
  • 著者名/発表者名: Nishio Ikuya、Morishita Tomoaki、Szilas Kristofer、Pearson Graham、Tani Ken-Ichiro、Tamura Akihiro、Harigane Yumiko、Guotana Juan
  • 雑誌名: Geosciences 巻: 9 ページ: 153～153
  • DOI: 10.3390/geosciences9040153
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Data on recovery rates and external morphologies of zircon grains from mechanical and electrical pulverization of rock samples (2018)
  • 著者名/発表者名: Takehara Mami、Horie Kenji、Hokada Tomokazu、Kiyokawa Shoichi
  • 雑誌名: Data in Brief 巻: 19 ページ: 1537～1544
  • DOI: 10.1016/j.dib.2018.06.016
  • 査読あり
• [雑誌論文] New insight into disturbance of U-Pb and trace-element systems in hydrothermally altered zircon via SHRIMP analyses of zircon from the Duluth Gabbro (2018)
  • 著者名/発表者名: Takehara Mami、Horie Kenji、Hokada Tomokazu、Kiyokawa Shoichi
  • 雑誌名: Chemical Geology 巻: 484 ページ: 168～178
  • DOI: 10.1016/j.chemgeo.2018.01.028
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isotopic and Chemical Evidence for Primitive Aqueous Alteration in the Tagish Lake Meteorite (2018)
  • 著者名/発表者名: Sakuma Keisuke、Hidaka Hiroshi、Yoneda Shigekazu
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 853 ページ: 92～92
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aaa1e3
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Zircon U-Pb geochronology and geochemistry of the Cerro Colorado porphyry copper deposit, northern Chile (2018)
  • 著者名/発表者名: Tsang Debbie P.W.、Wallis Simon R.、Yamamoto Koshi、Takeuchi Makoto、Hidaka Hiroshi、Horie Kenji、Tattitch Brian C.
  • 雑誌名: Ore Geology Reviews 巻: 93 ページ: 114～140
  • DOI: 10.1016/j.oregeorev.2017.12.019
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The discovery of silicon oxide nanoparticles in space-weathered of Apollo 15 lunar soil grains (2018)
  • 著者名/発表者名: Gu Lixin、Zhang Bin、Hu Sen、Noguchi Takaaki、Hidaka Hiroshi、Lin Yangting
  • 雑誌名: Icarus 巻: 303 ページ: 47～52
  • DOI: 10.1016/j.icarus.2017.12.028
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The Spongtang Massif in Ladakh, NW Himalaya: An Early Cretaceous record of spontaneous, intra-oceanic subduction initiation in the Neotethys (2018)
  • 著者名/発表者名: Buckman Solomon、Aitchison Jonathan C.、Nutman Allen P.、Bennett Vickie C.、Saktura Wanchese M.、Walsh Jessica M.J.、Kachovich Sarah、Hidaka Hiroshi
  • 雑誌名: Gondwana Research 巻: 63 ページ: 226～249
  • DOI: 10.1016/j.gr.2018.07.003
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] U-Pb zircon and U-Th-total Pb monazite ages from the Phulbani domain of the Eastern Ghats Belt, India: Time constraints on high-grade metamorphism and magmatism in the lower crust (2018)
  • 著者名/発表者名: Ganguly Proloy、Das Kaushik、Bose Sankar、Ghosh Gautam、Hayasaka Yasutaka、Hidaka Hiroshi
  • 雑誌名: Precambrian Research 巻: 316 ページ: 1～23
  • DOI: 10.1016/j.precamres.2018.07.024
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Contrasting Textural and Chemical Signatures of Chromitites in the Mesoarchaean Ulamertoq Peridotite Body, Southern West Greenland (2018)
  • 著者名/発表者名: Guotana Juan、Morishita Tomoaki、Yamaguchi Ryoko、Nishio Ikuya、Tamura Akihiro、Tani Kenichiro、Harigane Yumiko、Szilas Kristoffer、Pearson D.
  • 雑誌名: Geosciences 巻: 8 ページ: 328～328
  • DOI: 10.3390/geosciences8090328
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The uppermost mantle section below a remnant proto-Philippine Sea island arc: Insights from the peridotite fragments from the Daito Ridge (2018)
  • 著者名/発表者名: Morishita Tomoaki、Tani Ken-Ichiro、Soda Yusuke、Tamura Akihiro、Mizukami Tomoyuki、Ghosh Biswajit
  • 雑誌名: American Mineralogist 巻: 103 ページ: 1151～1160
  • DOI: 10.2138/am-2018-6030
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Petrogenesis of ultramafic rocks and olivine-rich troctolites from the East Taiwan Ophiolite in the Lichi melange (2018)
  • 著者名/発表者名: T. Morishita, B. Ghosh, Y. Soda, T. Mizukami, K. Tani, O. Ishizuka, A. Tamura, C. Komaru, S. Arai, H.-C. Yang, W.-S. Chen
  • 雑誌名: Mineralogy and Petrology 巻: 112 ページ: 521-534
  • DOI: 10.1007/s00710-017-0547-6
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Marine Volcaniclastic Record of Early Arc Evolution in the Eastern Ritter Range Pendant, Central Sierra Nevada, California (2018)
  • 著者名/発表者名: Barth A. P.、Wooden J. L.、Riggs N. R.、Walker J. D.、Tani K.、Penniston-Dorland S. C.、Jacobson C. E.、Laughlin J. A.、Hiramatsu R.
  • 雑誌名: Geochemistry, Geophysics, Geosystems 巻: 19 ページ: 2543～2559
  • DOI: 10.1029/2018GC007456
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Re-examination of metamorphic and geochronologic events in eastern Dronning Maud Land and Enderby Land, East Antarctica: current status and future perspectives (2018)
  • 著者名/発表者名: Hokada, T., Baba, S., Kamei, A., Kitano, I., Nantasin, P., Setiawan, N., Dashbaatar, D., Motoyoshi, Y., Hiroi, Y., Osanai, Y., Dunkley, D., Horie, K., Takehara, M., Shiraishi, K.
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2018, Makuhari
  • 国際学会
• [学会発表] 東南極“レイナー岩体”及び“西レイナー岩体”の後期原生代-古生代初期の高温変成岩類 (2018)
  • 著者名/発表者名: 外田智千, 馬場壮太郎, 亀井淳志, 北野一平, 本吉洋一, 堀江憲路, 廣井美邦, 白石和行, 竹原真美
  • 学会等名: 日本地質学会第125年学術大会（札幌）
• [学会発表] Rayner Complex and Western Rayner Complex in Enderby Land (2018)
  • 著者名/発表者名: Hokada, T., Baba, S., Kamei, A., Kitano, I., Horie, K., Motoyoshi, Y., Hiroi, Y., Shiraishi, K., Takehara, M.
  • 学会等名: The 9th Symposiium on Polar Science, Tachikawa
  • 国際学会
• [学会発表] 自然界で生じる核反応がもたらす元素同位体変動に基づく宇宙・地球化学的研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 日高洋
  • 学会等名: 日本地球化学会2018年会（琉球大学）
  • 招待講演
• [学会発表] La-Ce chronology of eucrites and diogenites (2018)
  • 著者名/発表者名: H. Hidaka, S. Yoneda and S.-G. Lee
  • 学会等名: The 49th Lunar and Planetary Science Conference (Woodlands, TX, USA)
  • 国際学会
• [学会発表] Isotopic variations of Sm, Dy, Er and Yb induced from the neutron capture reactions on the Moon (2018)
  • 著者名/発表者名: H. Hidaka and S. Yoneda
  • 学会等名: 81st Annual Meeting of the Meteoritical Society (Moscow, Russia)
  • 国際学会
• [学会発表] Neutron energy spectrum at the surface of the moon studied from the REE isotopic compositions (2018)
  • 著者名/発表者名: H. Hidaka, Y. Mizutani and S. Yoneda
  • 学会等名: Goldschmidt Conference 2018 (Boston, MA, USA)
  • 国際学会
• [学会発表] REE isotopic study for cosmochemistry: A case study of La and Sm isotopes (2018)
  • 著者名/発表者名: H. Hidaka
  • 学会等名: The 3rd Korea-Japan Joint Workshop on Isotope-Ratio Mass Spectrometry (Daejeon, Republic of Korea)
  • 国際学会
• [学会発表] Reevaluation of the timing of granitic magmatism in the Amami Islands (2018)
  • 著者名/発表者名: K. Tani, T. Tsutsumi
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2018年大会
  • 国際学会
• [学会発表] "Discovery of Pleistocene adakitic volcanism in southern Sakhalin" (2018)
  • 著者名/発表者名: K. Tani, H. Kawabata, O. Ishizuka, A.Yu. Martynov, T. Sano
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting 2018
  • 国際学会