地球表層環境におけるジルコニウムの挙動解明のためのジルコン・インデックス構築

2019 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 18K05020
• 研究機関: 国立極地研究所
• 研究代表者: 竹原 真美 国立極地研究所, 研究教育系, 特任研究員 (70792448)
• 研究分担者: 福山 繭子 秋田大学, 理工学研究科, 講師 (40630687) ; 外田 智千 国立極地研究所, 研究教育系, 教授 (60370095)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: ジルコン / 二次イオン質量分析計 / ジルコンのリチウム同位体比 / ジルコンの酸素同位体比

研究実績の概要

本研究では，地球表層環境におけるジルコニウムの挙動を評価するためのジルコン・インデックスの開発を目的としている．
昨年度シングルコレクター型高感度高分解能イオンマイクロプローブ（SHRIMP-IIe）による微量元素分析を適応した，熱水変質作用の痕跡を持つ高温変成岩（珪長質片麻岩）中のジルコン（東南極エンダービーランド，ナピア岩体の露岩ハーベイ・ヌナタークより採取）について，さらに解析を進めた．分析結果より，当該岩石試料のジルコン中のリチウム（Li）含有量について，非変質部分で非常に高く，一方，変質部分では減少するという傾向があることがわかった．そこで，ジルコン中のLiの挙動について精査するため，Li同位体比分析手法開発を行った．
まず，より高精度な同位体比を得ることを目的に，マルチコレクター型のSHRIMP-IIe/AMCによるLi同位体比分析手法開発を行った．ファラデーカップ及び連続ダイノード電子倍増管を検出器に用いた場合，対象としていた試料と標準試料の含有量の差及び検出器のダイナミックレンジの関係から，分析が困難とわかった．今回の場合シングルコレクター型及びディスクリートダイノード電子倍増管を用いるのが最適であるため，その条件で同位体比データを取得した．分析結果はGoldschmidt2019にて報告を行った．また，当該試料中のジルコンを対象に，熱水変質作用における酸素同位体比の挙動をみるために，酸素同位体比分析を行った．
西南日本飛騨変成帯の打保花崗岩体の岩石試料から既に分離済みのジルコンを用いて，ジルコン中の微量元素分析用の試料ディスクを作成した．その際に，粒子外部形態及び内部組織の詳細な観察を行った．その後，当該試料ディスクをSHRIMP-IIeにて分析した．

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

2019年度はSHRIMPによる同位体比分析手法の開発及び追加データ取得のための分析準備及び分析とその成果報告を中心に活動した．特にLi同位体比分析については，マルチコレクター型SHRIMP及びシングルコレクター型SHRIMP双方の分析条件と分析精度を検討し，最適な手法を決定することができたため，今後の分析に活用することができる．
予定していた野外地質調査等は，山岳地域において行うため，天候等の条件を検討し，より安全に調査を行うという点を考慮して来年度へ延期した．

今後の研究の推進方策

熱水変質作用の痕跡を持つ高温変成岩（珪長質片麻岩）中のジルコン（東南極エンダービーランド，ナピア岩体の露岩ハーベイ・ヌナタークより採取）について得られた分析データ等について，国際誌での成果報告のため準備を進める．
試料調整の完了したアメリカ合衆国ミネソタ州ダルース複合岩体の斜長岩及びガボン共和国オクロ地域北部Bidodouma streamに産する珪長質凝灰岩に含まれるジルコンの，SHRIMP-IIeによる微量元素分析を実施する．また，SHRIMPの分析の進捗に合わせて，ダルース複合岩体ジルコン試料の湿式化学分析を進める．分析データは，上記の高温変成岩中のジルコンのデータと共に集約する．
西南日本飛騨変成帯（岐阜県）の打保花崗岩体及び周辺地域への野外調査と追加の試料採集を年度の前半に行い，採集試料の解析及び試料調整と分析を進める．また，酸素同位体比分析済みの試料について，MC-ICP-MSによるハフニウム（Hf）同位体比分析を行う．

次年度使用額が生じた理由

現地の悪天候等の条件を考慮し，2019年度に予定していた西南日本飛騨変成帯の現地での地質調査及び試料採集の回数を減少させたことで，調査のための費用分の差額が生じた．そのうち一部は，SHRIMP分析関連の消耗品等に使用した．残額は2020年度の当該地域の現地地質調査及び試料採集のための費用に使用する予定である．

研究成果

• [雑誌論文] Tectonic and sedimentary history of the neoproterozoic metavolcanic-volcaniclastic rocks of the El-Dabbah Group, Central Eastern Desert, Egypt (2020)
  • 著者名/発表者名: Shoichi Kiyokawa, Taishi Suzuki, Kenji Horie, Mami Takehara, Hanna A. El-Dokouny, Maher Dawoud, Mohamed M. Abuelhasan
  • 雑誌名: Journal of African Earth Sciences 巻: 165 ページ: 103807
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.jafrearsci.2020.103807.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Abundance and distribution of radioactive cesium-rich microparticles released from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant into the environment (2020)
  • 著者名/発表者名: Ryohei Ikehara, Kazuya Morooka, Mizuki Suetake, Tatsuki Komiya, Eitaro Kurihara, Masato Takehara, Ryu Takami, Chiaki Kino, Kenji Horie, Mami Takehara, Shinya Yamasaki, Toshihiko Ohnuki, Gareth T.W. Law, William Bower, Bernd Grambow, Rodney C. Ewing, Satoshi Utsunomiya
  • 雑誌名: Chemosphere 巻: 241 ページ: 125019
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2019.125019.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Dissolution of radioactive, cesium-rich microparticles released from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant in simulated lung fluid, pure-water, and seawater (2019)
  • 著者名/発表者名: Mizuki Suetake, Yuriko Nakano, Genki Furuki, Ryohei Ikehara, Tatsuki Komiya, Eitaro Kurihara, Kazuya Morooka, Shinya Yamasaki, Toshihiko Ohnuki, Kenji Horie, Mami Takehara, Gareth T.W. Law, William Bower, Ber, Grambow, Rodney C. Ewing, Satoshi Utsunomiya
  • 雑誌名: Chemosphere 巻: 233 ページ: 633-644
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2019.05.248
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Timing and development of sedimentation of the Cleaverville Formation and a post‐accretion pull‐apart system in the Cleaverville area, coastal Pilbara Terrane, Pilbara, Western Australia. (2019)
  • 著者名/発表者名: Shoichi Kiyokawa Yuhei Aihara Mami Takehara Kenji Horie
  • 雑誌名: Island Arc 巻: 28 ページ: 1038-4871
  • DOI: https://doi.org/10.1111/iar.12324
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metamorphic P-T conditions and variation of REE between two garnet generations from granulites in the Sor-Rondane mountains, East Antarctica? (2019)
  • 著者名/発表者名: Baba, S, Osanai, Y, Adachi, T, Nakano, N, Hokada, T, Toyoshima, T
  • 雑誌名: Mineralogy and Petrology 巻: 6 ページ: 821-845
  • DOI: https://doi.org/10.1007/s00710-019-00680-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Disequilibrium REE compositions of garnet and zircon in migmatites reflecting different growth timings during single metamorphism (Aoyama area, Ryoke belt, Japan)? (2019)
  • 著者名/発表者名: Kawakami, T, Horie, K, Hokada, T, Hattori, K, Hirata
  • 雑誌名: Lithos 巻: 338-339 ページ: 189-203
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.lithos.2019.04.021
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stenian A-type granitoids in the Namaqua-Natal Belt, southern Africa, Maud Belt, Antarctica and Nampula Terrane, Mozambique: Rodinia and Gondwana amalgamation implications? (2019)
  • 著者名/発表者名: Hokada, T, Grantham, G.H, Arima, M, Saito, S, Shiraishi, K, Armstrong, R.A, Eglington, B, Misawa, K, Kaiden, H
  • 雑誌名: Geoscience Frontiers 巻: 10 ページ: 2265-2280
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.gsf.2019.04.003
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Felsite-nanogranite inclusions and three Al2SiO5 polymorphs in the same garnet in ultrahigh-temperature granulites from Rundvagshetta, Lutzow-Holm Complex, East Antarctica? (2019)
  • 著者名/発表者名: Hiroi, Y, Hokada, T, Kato, M, Yanagi, A., T, Osanai, Y, Motoyoshi, Y, Shiraishi, K
  • 雑誌名: Journal of Mineralogical and Petrological Sciences 巻: 114 ページ: 60-78
  • DOI: https://doi.org/10.2465/jmps.181118
  • 査読あり
• [雑誌論文] Origin of the Ordovician Mansehra granite in the NW Himalaya, Pakistan: constraints from Sr-Nd isotopic data, zircon U?Pb age and Hf isotopes. (2019)
  • 著者名/発表者名: Ogasawara, M., Fukuyama, M., Siddiqui, R. H., Zhao, Y.
  • 雑誌名: Geological Society, London, Special Publication 巻: 481 ページ: 277-297
  • DOI: https://doi.org/10.1144/SP481.5
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Early Oligocene partial melting via biotite dehydration melting and prolonged low-pressure-low-temperature metamorphism of the upper High Himalaya Crystalline Sequence in the far east of Nepal. (2019)
  • 著者名/発表者名: Imayama T., Takeshita T., Yi K., and Fukuyama M.
  • 雑誌名: Geological Society, London, Special Publication 巻: 481 ページ: 147-173
  • DOI: https://doi.org/10.6084/m9.figshare.c.4068815
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 1.74 Ga crustal melting after rifting at the northern Indian margin: investigation of mylonitic orthogneisses in the Kathmandu area, central Nepal. (2019)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Imayama, Arita Kazunori, Mayuko Fukuyama, Keewook Yi, Ryoichi Kawabata
  • 雑誌名: International Geology Review 巻: 61 ページ: 1207-1221
  • DOI: https://doi.org/10.1080/00206814.2018.1504329
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Basement geological research of East Antarctica (2019)
  • 著者名/発表者名: Hokada, T., Horie, K., Motoyoshi, Y., Nogi, Y.
  • 学会等名: The 10th Symposium on Polar Science
  • 国際学会
• [学会発表] Geologic connection between Dronning Maud Land and Enderby Land (2019)
  • 著者名/発表者名: Hokada, T., Horie, K., Baba, S., Kamei, A., Kitano, I., Motoyoshi, Y., Hiroi, Y., Takehara, M., Shiraishi, K.
  • 学会等名: The 10th Symposium on Polar Science
  • 国際学会
• [学会発表] Li-Enriched Zircon in a Felsic Gneiss of the Harvey Nunatak, Napier Complex, East Antarctica (2019)
  • 著者名/発表者名: Mami Takehara, Kenji Horie
  • 学会等名: Goldschmidt2019
  • 国際学会
• [学会発表] Development of U-Pb and REE Analyses of Uraninite Using an Ion Microprobe (2019)
  • 著者名/発表者名: Kenji Horie, Hiroshi Hidaka, Mami Takehara
  • 学会等名: Goldschmidt2019
  • 国際学会
• [学会発表] Dronning Maud Land - Enderby Land connection: views from metamorphic and geochronologic records in Rayner and Western Rayner Complexes, East Antarctica. (2019)
  • 著者名/発表者名: Tomokazu Hokada, Kenji Horie, Sotaro Baba, Atsushi Kamei, Ippei Kitano, Yoichi Motoyoshi, Yoshikuni Hiroi, Mami Takehara, Kazuyuki Shiraishi
  • 学会等名: XIII International Symposium on Antarctic Earth Sciences
  • 国際学会
• [学会発表] 新原生代変火山岩類からなるエジプト・中部東砂漠のエル・ダバー地域の 層序/地質構造の復元 (2019)
  • 著者名/発表者名: 清川 昌一, 鈴木 大志, Maher Dawoud, Mohamed El-Hasan, 堀江 憲路, 竹原 真美
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [学会発表] Re-examination of metamorphic and geochronologic events in Rayner Complex and Western Rayner Complex in Antarctica (2019)
  • 著者名/発表者名: Tomokazu Hokada, Sotaro Baba, Atsushi Kamei, Ippei Kitano, Kenji Horie, Yoshikuni Hiroi, Yoichi Motoyoshi, Mami Takehara, Kazuyuki Shiraishi
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [学会発表] 小笠原弧土曜海山のアンカラマイト：大陸出現の前駆物質か？ (2019)
  • 著者名/発表者名: 田村 芳彦, 佐藤 智紀, 石塚 治, 宮崎 隆, 平井 康裕, 竹原 真美, 坂本 衣里
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [学会発表] "Pseudo-concordance" of U-Pb system in zircon at Harvey Nunatak, Napier Complex, East Antarctica (2019)
  • 著者名/発表者名: Mami Takehara
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [学会発表] 黒部川花崗岩を取り巻くブルンー松山接触変成帯 (2019)
  • 著者名/発表者名: 福間 浩司, 伊藤 久敏, 竹原 真美, 山田 隆二, 久保 貴志
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [学会発表] 四国南西部足摺岬火成複合岩体の成因：LA-ICP-MSジルコン年代および微量元素分析からの制約 (2019)
  • 著者名/発表者名: 松本拓海，青木翔吾，福山繭子，青木一勝
  • 学会等名: 日本地質学会第126年学術大会
• [学会発表] 富山県黒部市に産する下立トラバーチンの岩石学的・地球化学的特徴とU-Pb炭酸塩鉱物年代 (2019)
  • 著者名/発表者名: 福山繭子，小笠原正継
  • 学会等名: 日本地質学会第125年学術大会
• [学会発表] U-Pb age and geochemical characteristics of travertine from Balochistan, Pakistan: a possible reference material for U-Pb geochronology of carbonate minerals. (2019)
  • 著者名/発表者名: Fukuyama, M., Ogasawara, M., Siddiqui, R. H.
  • 学会等名: Goldschmidt 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Biota-sediment accumulation and translocation of heavy metals in Corbicula fluminea from Lagna de Bay, Philippines. (2019)
  • 著者名/発表者名: Elvira, M., Faustino- Eslava, D., Fukuyama, M., De Chavez, E. R., Trinidad, L.
  • 学会等名: AOGS 16th annual meeting
  • 国際学会
• [学会発表] マラウイ共和国南部の地下水の地球化学的特徴． (2019)
  • 著者名/発表者名: 福山繭子，カチェムエモーゼス
  • 学会等名: 資源地質学会第69回年会講演会
• [学会発表] Petrologial, geochemical, and geochronological characteristics of the Oritate travertine from Unazuki area, Toyama, Japan: possibility of U-Pb geochronology of carbonates with high common Pb. (2019)
  • 著者名/発表者名: 福山繭子，小笠原正継
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [学会発表] Contrasting collision processes between northwest and central Himalaya: examination from the ‘Lesser Himalayan granites’ in Pakistan. (2019)
  • 著者名/発表者名: Ogasawara, M., Fukuyama, M., Siddiqui, R. H.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [学会発表] 東南極セール・ロンダーネ山地の泥質片麻岩から見出されたコランダムと石英包有物の産状とその解釈 (2019)
  • 著者名/発表者名: 外田智千, 小山内康人, 中野伸彦, 足立達朗, 豊島剛志, 馬場壮太郎
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2019年年会
• [学会発表] 南極セール・ロンダーネ山地の角閃岩相変成作用の再検討 (2019)
  • 著者名/発表者名: 外田智千, 堀江憲路, 小山内康人, 中野伸彦, 足立達朗, 豊島剛志, 馬場壮太郎
  • 学会等名: 日本地質学会第126年学術大会
• [学会発表] Metamorphic and geochronologic records in Rayner and Western Rayner Complexes, East Antarctica: Implications for Dronning Maud Land (Maud Province) - Enderby Land (Rayner Province) connection. (2019)
  • 著者名/発表者名: Hokada, T., Horie, K., Baba, S., Kamei, A., Kitano, I., Motoyoshi, Y., Hiroi, Y., Takehara, M., Shiraishi, K.
  • 学会等名: 16th International Conference on Gondwana to Asia
  • 国際学会
• [図書] 地球大百科事典 (2019)
  • 著者名/発表者名: 原著者：Hancock, P. L., Skinneer, B. J. 監訳者：井田喜明, 木村龍治, 鳥海光弘, 翻訳者: 福山繭子，他28名
  • 総ページ数: 600
  • 出版者: 朝倉書店
  • ISBN: 4254160542
• [産業財産権] 試料ホルダーの固定具 (2019)
  • 発明者名: 福山繭子
  • 権利者名: 福山繭子
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2019-164127