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2021 年度 実績報告書

極微小領域質量分析から探る地球のストロンチウム同位体進化の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21H01182
配分区分補助金
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)
三宅 亮  京都大学, 理学研究科, 准教授 (10324609)
M Satish‐Kumar  新潟大学, 自然科学系, 教授 (50313929)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
キーワードストロンチウム同位体 / アパタイト / 極微小領域同位体分析 / イオンマイクロプローブ / ジルコン
研究実績の概要

高精度Sr同位体分析手法の開発のために、まずはアパタイトの標準試料の選定を行った。候補となるアパタイト結晶に対し、主成分元素と希土類元素を中心とした微量元素の分析を実施し、均質性の検証をおこなった。主成分元素と希土類元素について一定の均質性を示した6種類のアパタイト結晶に対して、さらにストロンチウムの均質性の検証を進めている。ストロンチウムの含有量はアパタイトの産地により50~2000ppmと変化に富む。同重体干渉の影響はストロンチウムの含有量により異なると考えられることから、ストロンチウムの含有量と同重体干渉の相関を評価し、最適な分析条件や分析精度の検証をおこなった。また、新たにストロンチウムやフッ素、塩素などの元素濃度が既知である標準試料の調査とその一部を入手し、均質性ほかの確認をすすめている。
天然試料の解析に向けて、南極・ナピア岩体の試料中のアパタイトの観察をおこない、アパタイトとモナザイトの共生を確認した。共生する鉱物についてもストロンチウム同位体を含む地球化学データを得るために、岩石薄片から超音波ドリルを用いて直径2~3mm程度の試料を回収するための実験をすすめ、同位体分析をおこなうための試料回収方法をほぼ確立した。
一部のデータをJapan Geoscience Union Meeting 2021、The 12th Symposium on Polar Sciences、Goldschmidt Conference 2021などで発表した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

実験室の設備工事等で計画通りに進捗しなかったため、研究計画の見直しが必要となった。ストロンチウム同位体に複雑な同重体干渉が存在することが明らかとなり,質量分解能などの分析条件の洗い出しに時間を要した.また,同重体干渉する複合イオン種には塩素イオンが含まれることから,塩素濃度既知の標準試料を準備する必要がでた.

今後の研究の推進方策

以下の3つの枠組みで研究を実施する。1)高精度Sr同位体分析手法の開発、2)天然火成岩・変成岩・堆積岩試料の同位体分析、3)結晶内部構造・結晶境界面の透過電子顕微鏡解析。
2年目となる令和4年度は、引き続き標準試料の選定とキャラクタリゼーションをすすめる。昨年度、実験室の設備工事等で計画通りに進捗しなかったため、あらためて、標準試料候補となるアパタイト結晶の均質性の評価、また同重体干渉の吟味・除去方法・補正方法の検討をおこなう。特に、アパタイト内に微量に含まれる硫黄や塩素に由来する複合イオン種による同重体干渉の影響を精査する。また、LiやBaといったこれまで注目していなかった元素が、標準試料の均質性に与える影響に注目し、広範囲の元素について高精度存在度分析を実施する。イオンマイクロプローブを用いてアパタイト中の同位体分析実験と基礎データの取得をおこなうとともに、顕微ラマン分光器を用いて結晶度の評価を行う。その上で、太古代から顕生代までの様々な時代の試料として、南極(ナピア岩体、レイナー岩体、リュツォ・ホルム岩体)、本邦飛騨変成帯・宇奈月変成帯の試料などを対象にアパタイト包有物とその基礎解析を実施する。超音波ドリルや偏光顕微鏡に設置したマイクロドリルを用いることにより、イオンマイクロプローブ分析の効率化を図る。平行して、ジルコンのU-Pb年代測定、Nd同位体分析、酸素同位体分析、包有されるアパタイトのSr同位体分析、Nd同位体分析などの解析準備と基礎実験をすすめる。また、必要に応じて透過電子顕微鏡(TEM)を用いてジルコンと包有されるアパタイトの構造と結晶状態の確認をおこなう。

  • 研究成果

    (27件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (21件) (うち国際共著 17件、 査読あり 21件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] Comparison between Raman spectra of carbonaceous material and carbon isotope thermometries in low-medium grade meta-carbonates: Implications for estimation of metamorphic temperature condition2022

    • 著者名/発表者名
      Kiran S.、Satish-Kumar M.、Nakamura Y.、Hokada T.
    • 雑誌名

      Precambrian Research

      巻: 374 ページ: 106656~106656

    • DOI

      10.1016/j.precamres.2022.106656

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Newly found Tonian metamorphism in Akebono Rock, eastern Dronning Maud Land, East Antarctica2022

    • 著者名/発表者名
      Baba Sotaro、Horie Kenji、Hokada Tomokazu、Takehara Mami、Kamei Atsushi、Kitano Ippei、Motoyoshi Yoichi、Nantasin Prayath、Setiawan Nugroho I.、Dashbaatar Davaa-ochir
    • 雑誌名

      Gondwana Research

      巻: 105 ページ: 243~261

    • DOI

      10.1016/j.gr.2021.09.009

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Paleo- to Mesoarchean crustal growth in the Karwar Block, Southern India: Constraints on the TTG genesis and Archean tectonics2022

    • 著者名/発表者名
      Ishwar-Kumar, C., Sajeev, K., Satish-Kumar, M., Williams, I.S., Wilde, S.A., Hokada, T., Windley, B.F.
    • 雑誌名

      American Journal of Science

      巻: 322 ページ: 108~162

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Zircon as a recorder of trace element changes during high-grade metamorphism of Neoarchean lower crust, Shevaroy Block, Eastern Dharwar Craton, India2022

    • 著者名/発表者名
      Harlov Daniel E、Dunkley Daniel J、Hansen Edward C、Ishwar-Kumar C、Samuel Vinod、Hokada Tomokazu
    • 雑誌名

      Journal of Petrology

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1093/petrology/egac036

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A geochemical and isotopic perspective on tectonic setting and depositional environment of Precambrian meta-carbonate rocks in collisional orogenic belts2021

    • 著者名/発表者名
      Satish-Kumar M.、Shirakawa M.、Imura A.、Otsuji-Makino N.、Imanaka-Nohara R.、Malaviarachchi S.P.K.、Fitzsimons I.C.W.、Sajeev K.、Grantham G.H.、Windley B.F.、Hokada T.、Takahashi T.、Shimoda G.、Goto K.T.
    • 雑誌名

      Gondwana Research

      巻: 96 ページ: 163~204

    • DOI

      10.1016/j.gr.2021.03.013

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Tectono-metamorphic evolution and significance of shear-zone lithologies in Akebono Rock, Lutzow-Holm Complex, East Antarctica2021

    • 著者名/発表者名
      Baba Sotaro、Hokada Tomokazu、Kamei Atsushi、Kitano Ippei、Motoyoshi Yoichi、Nantasin Prayath、Setiawan Nugroho Imam、Dashbaatar Davaa-Ochir
    • 雑誌名

      Antarctic Science

      巻: 33 ページ: 52~72

    • DOI

      10.1017/S0954102020000450

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The Quaternary Kurobegawa Granite: an example of a deeply dissected resurgent pluton2021

    • 著者名/発表者名
      Ito Hisatoshi、Adachi Yoshiko、Cambeses Aitor、Bea Fernando、Fukuyama Mayuko、Fukuma Koji、Yamada Ryuji、Kubo Takashi、Takehara Mami、Horie Kenji
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41598-021-01562-2

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Multi‐stage metamorphic history of the Oki gneisses in Japan: Implications for Paleoproterozoic metamorphism and tectonic correlations in northeastern Asia2021

    • 著者名/発表者名
      Kawabata Ryoichi、Imayama Takeshi、Kato Takenori、Oh Chang‐Whan、Horie Kenji、Takehara Mami
    • 雑誌名

      Journal of Metamorphic Geology

      巻: 40 ページ: 257~286

    • DOI

      10.1111/jmg.12627

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] New highly radioactive particles derived from Fukushima Daiichi Reactor Unit 1: Properties and environmental impacts2021

    • 著者名/発表者名
      Morooka Kazuya、Kurihara Eitaro、Takehara Masato、Takami Ryu、Fueda Kazuki、Horie Kenji、Takehara Mami、Yamasaki Shinya、Ohnuki Toshihiko、Grambow Bernd、Law Gareth T.W.、Ang Joyce W.L.、Bower William R.、Parker Julia、Ewing Rodney C.、Utsunomiya Satoshi
    • 雑誌名

      Science of The Total Environment

      巻: 773 ページ: 145639~145639

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2021.145639

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Adocus Kohaku, A New Species of Aquatic Turtle (Testudines: Cryptodira: Adocidae) from the Late Cretaceous of Kuji, Iwate Prefecture, Northeast Japan, with Special References to the Geological Age of the Tamagawa Formation (Kuji Group)2021

    • 著者名/発表者名
      Hirayama R., Sonoda T., Uno H., Horie K., Tsutsumi Y., Sasaki K., Mitsuzuka S. and Takisawa T.
    • 雑誌名

      International Journal of Paleobiology & Paleontology

      巻: 4 ページ: 1-12

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Discovery of primitive CO2-bearing fluid in an aqueously altered carbonaceous chondrite2021

    • 著者名/発表者名
      Tsuchiyama Akira、Miyake Akira、Okuzumi Satoshi、Kitayama Akira、Kawano Jun、Uesugi Kentaro、Takeuchi Akihisa、Nakano Tsukasa、Zolensky Michael
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 7 ページ: -

    • DOI

      10.1126/sciadv.abg9707

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Association of silica phases as geothermobarometer for eucrites: Implication for two‐stage thermal metamorphism in the eucritic crust2021

    • 著者名/発表者名
      Ono Haruka、Takenouchi Atsushi、Mikouchi Takashi、Yamaguchi Akira、Yasutake Masahiro、Miyake Akira、Tsuchiyama Akira、Righter Kevin
    • 雑誌名

      Meteoritics & Planetary Science

      巻: 56 ページ: 1086~1108

    • DOI

      10.1111/maps.13664

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Crustal anorthosite formation by deep‐seated hydrothermal circulation beneath fast‐spreading axis: Constraints from chronological approach, Sr isotope, and fluid?chromite inclusion investigation2021

    • 著者名/発表者名
      Akizawa Norikatsu、Miyake Akira、Igami Yohei、Tsuchiyama Akira、Asanuma Hisashi、Kogiso Tetsu、Wakaki Shigeyuki、Ishikawa Tsuyoshi、Arai Shoji、Eom Jiwon、Kawahata Hodaka、Aze Takahiro、Yokoyama Yusuke
    • 雑誌名

      Island Arc

      巻: 30 ページ: -

    • DOI

      10.1111/iar.12423

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Hadal aragonite records venting of stagnant paleoseawater in the hydrated forearc mantle2021

    • 著者名/発表者名
      Oyanagi Ryosuke、Okamoto Atsushi、Satish-Kumar Madhusoodhan、Minami Masayo、Harigane Yumiko、Michibayashi Katsuyoshi
    • 雑誌名

      Communications Earth and Environment

      巻: 2 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s43247-021-00317-1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Timing, Duration and Conditions of UHT Metamorphism in Remnants of the Former Eastern Gondwana2021

    • 著者名/発表者名
      Durgalakshmi、Sajeev K、Williams Ian S、Reddy D Harinadha、Satish-Kumar M、J?ns Niels、Malaviarachchi Sanjeewa P K、Samuel Vinod O、George P M
    • 雑誌名

      Journal of Petrology

      巻: 62 ページ: -

    • DOI

      10.1093/petrology/egab068

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Rupture of wet mantle wedge by self-promoting carbonation2021

    • 著者名/発表者名
      Okamoto Atsushi、Oyanagi Ryosuke、Yoshida Kazuki、Uno Masaoki、Shimizu Hiroyuki、Satish-Kumar Madhusoodhan
    • 雑誌名

      Communications Earth and Environment

      巻: 2 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s43247-021-00224-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sulfur, carbon and oxygen isotopic compositions of Newania carbonatites of India: implications for the mantle source characteristics2021

    • 著者名/発表者名
      BANERJEE Anupam、SATISH?KUMAR M.、CHAKRABARTI Ramananda
    • 雑誌名

      Journal of Mineralogical and Petrological Sciences

      巻: 116 ページ: 121~128

    • DOI

      10.2465/jmps.201130e

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Carbon, oxygen and strontium isotope geochemistry of the late Neoproterozoic carbonate platform deposit Hyangsanni Dolomite of the Okcheon metamorphic belt, Korea2021

    • 著者名/発表者名
      Ha Youngji、Satish-Kumar M.、Park Kye-Hun、Song Yong-Sun、Liu Shuwen
    • 雑誌名

      Lithos

      巻: 396-397 ページ: 106219~106219

    • DOI

      10.1016/j.lithos.2021.106219

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Sr-Nd isotopic study of dolerite dykes in the Western Dharwar craton, southern India: Implications for the evolution of the subcontinental lithospheric mantle in late Archean2021

    • 著者名/発表者名
      Silpa Ammini Sasidharan、Satish-Kumar Madhusoodhan、Takahashi Toshiro
    • 雑誌名

      Lithos

      巻: 388-389 ページ: 106023~106023

    • DOI

      10.1016/j.lithos.2021.106023

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Combining zircon texture, REE patterns and U-Pb-Hf isotopes to decipher the formation process of orbicular rocks: A case study from Huangling orbicular granodiorite, Yangtze craton, China2021

    • 著者名/発表者名
      Li Yihe、Zheng Jianping、Satish-Kumar M.
    • 雑誌名

      Lithos

      巻: 386-387 ページ: 106026~106026

    • DOI

      10.1016/j.lithos.2021.106026

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] New Sr-Nd Isotope Data Record Juvenile and Ancient Crust-Mantle Melt Interactions in the Vijayan Complex, Sri Lanka2021

    • 著者名/発表者名
      Malaviarachchi Sanjeewa P. K.、Satish-Kumar M.、Takahashi Toshiro
    • 雑誌名

      The Journal of Geology

      巻: - ページ: 000~000

    • DOI

      10.1086/714172

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Current understanding of the geologic framework of easternmost part of Dronning Maud Land and western part of Enderby Land, and future plan (JARE 65-)2021

    • 著者名/発表者名
      Hokada, T., and JARE geology group
    • 学会等名
      The 12th Symposium on Polar Science
    • 国際学会
  • [学会発表] Monazite U-Th-Pb ages of the “unnamed nunatak (Nunatak 170224-3)” east of Forfinger Point, Western Rayner Complex, Enderby Land, East Antarctica2021

    • 著者名/発表者名
      Hokada, T., Baba, S., Kamei, A., Kitano, I.
    • 学会等名
      The 12th Symposium on Polar Science
    • 国際学会
  • [学会発表] Petrography and progressive metamorphism of Chitradurga Schist Belt, Dharwar Craton, southern India2021

    • 著者名/発表者名
      Hokada, T., Satish-Kumar, M., Ueno, Y., Toyoshima, T., Mishima, K., Nasheeth, A., Ikawa, C.
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Zircon geochronology and geochemistry of tonalitic gneiss at an unnamed nunatak in western part of the Napier Complex, East Antarctica2021

    • 著者名/発表者名
      Kenji Horie, Mami Takehara, Tomokazu Hokada
    • 学会等名
      Goldschmidt Conference 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Preliminary reports of U-Pb zircon age of charnockites in Aker Peaks of the Napier Complex, East Antarctica2021

    • 著者名/発表者名
      Kenji Horie, Mami Takehara, Tomokazu Hokada, Allen Nutman
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] A geochemical perspective on tectonic setting and depositional environment of Precambrian metacarbonate rocks in collisional orogenic belts2021

    • 著者名/発表者名
      Satish-Kumar, M.
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting
    • 国際学会

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公開日: 2022-12-28  

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