| 研究実績の概要 |
U-Pb年代測定法は地球誕生初期から使用できる適用範囲がきわめて広い年代測定法である。特に地球化学分野におけるレーザーアブレーションICP-MSの普及と技術的発展により、局所 領域でのU濃度、Pb濃度、Pb同位体の高精度測定が可能となってきた。また、長い地球の歴史を通して、地球上のいたるところに普遍的に存在してきた炭酸塩に対してU-Pb年代法が適用できれば、地球年代学の研究が飛躍的に進展する可能性がある。
本研究では、幅広い炭酸塩試料を対象としたU-Pb年代測定を実現するために、UとPbを実試料に近い濃度で均質にドープしたカルサイト(炭酸カルシウム)の標準試料を作成することを目的とした。U, Pbはカルサイトに対して不適合な (インコンパチブルな)元素のため、これまで思い通りの濃度でかつ均一な濃度のUとPbを取り込んだカルサイトの標準試料を準備することは実質的に不可能であった。 本研究では任意のUとPbを取り込んだアモルファス炭酸カルシウムを合成し、これを高温下で短時間のうちに結晶化させることで、UとPbを結晶構造中に取り込んだカルサイトを合成できることを明らかにした。
本研究により、U, Pbだけでなく、希土類元素などの微量元素も含めてカルサイトにドープする技術を開発できたことも特筆に値する。得られた試料については既にレーザーアブレーションICP-MSによる局所分析を行った。本研究で得られた粉末試料にはU, Pbなどの微量元素が、想定された濃度で、かつ均一に取り込まれていることを確認した。さらにXAFS分光測定を行い、カルサイト中に取り込まれたUとPbの局所構造を明らかにした。
これらの研究結果はGeostandards and Geoanalytical Research誌に原著論文として発表した。
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