地殻形成素過程解明に向けた微小領域高精度ジルコン年代測定の実証研究

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25287132
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 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, 准教授 (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) ; 清川 昌一 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (50335999) ; 谷 健一郎 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球内部ダイナミクス領域, 技術研究副主任 (70359206)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 地質学 / 地球年代学 / 地球化学 / 地殻・マントル物質 / 岩石・鉱物・鉱床学

研究概要

レタデーション・レンズシステムを用いて二次イオン質量分析計（SHRIMP II）の信号―ノイズ比を改善することによりU-Pb年代測定の高精度化を試み，以下の研究に応用した．
本邦飛騨地域に産する変成岩中のジルコンの微小領域同位体分析・微量元素分析をおこない、ジルコンの受けてきた二次的作用の影響の評価をおこなった。得られた成果を、2013年8月にフローレンス（伊）で開催されたGoldschmidt国際会議で発表するとともに、関連分野の国際的な研究者コミュニティーの中で議論をおこなった。
新生代～第四紀の若いジルコンのU-Pb年代分析のための基礎実験をすすめた。富山県黒部川流域で第四紀花崗岩の野外地質調査と岩石試料の採取をおこなった。採取した岩石試料ならびに分離したジルコン結晶の評価とキャラクタリゼーションをおこなった。また、愛媛県石鎚コールドロンに産する新生代火山岩・深成岩類に産するジルコンの結晶表面観察とU-Pb年代測定をおこない、数10万年スケールの火山・深成岩体下部でのマグマプロセスに関する知見を得た。
南インドに産する太古代大陸地殻中のジルコン分析をおこない、大陸地殻の進化プロセスについての年代情報を得た。

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

二次イオン質量分析計を用いたU-Pb年代の高精度を順調に進めるとともに、標準試料のキャラクタリゼーション、ならびに、結晶の表面形態の観察と微小領域の同位体・微量元素分析によるジルコンの受けてきた二次的作用の影響の評価の解析という当初予定していた基礎研究をすすめることができた。
当初予定していた新生代～第四紀ジルコンの分析準備と予備分析を実施することができた。
太古代ジルコンの分析を実施することができた。
以上により、予定していた研究計画を順調に達成したと判断した。

今後の研究の推進方策

当初計画に沿って、二次イオン質量分析計本体のアップグレードと調整をすすめ、長時間連続分析の安定化と微小領域分析の空間分析精度（分析位置再現性）の向上を図り、測定の効率化と精度の向上を図る。一次イオン源である酸素を高純度18Oに変更，引出電圧等を改善することにより，二次イオン生成率を高め分析精度の向上を図る。また、標準ジルコンの基礎実験と実証実験をすすめる。
新生代～第四紀ジルコンならびに太古代ジルコンという２つのエンドメンバーの分析をすすめ、微小領域高精度ジルコン年代測定から切り拓く地殻形成素過程研究への貢献に努める。

次年度の研究費の使用計画

本研究の根幹となる分析装置である二次イオン質量分析計（SHRIMP II）のモーターシステム（SMC3）と磁場フィールドコントロールユニット（FC3）のアップグレードを予定していたが、別予算を確保できたためにその分の予算をさらに発展的に研究をすすめるために有効に活用することが可能となった。
二次イオン質量分析計（SHRIMP）を用いた試料調整や分析の実施には手間と時間がかかり、また経験と熟練を要する。こうした研究のボトルネックとなっている作業を解消するために、分析の補助をおこなう研究支援員の雇用を検討している。

研究成果

• [雑誌論文] Petrology and SHRIMP zircon geochronology of granulites from Vesleknausen, Lutzow-Holm Complex, East Antarctica: Neoarchean magmatism and Neoproterozoic-Cambrian metamorphism (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsunogae T., Dunkley D.J., Horie K., Endo T., Miyamoto T. and Kato M.
  • 雑誌名: Geoscience Frontiers 巻: 5 ページ: 167-182
  • DOI: 10.1016/j.gsf.2013.04.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unraveling the metamorphic history at the crossing of Neoproterozoic orogens, Sor Rondane Mountains, East Antarctica: Constraints from U-Th-Pb geochronology, petrography, and REE geochemistry (2013)
  • 著者名/発表者名: Hokada, T., Horie, K., Adachi, T., Osanai, Y., Nakano, N., Baba, S. and Toyoshima, T.
  • 雑誌名: Precambrian Research 巻: 234 ページ: 183-209
  • DOI: 10.1016/j.precamres.2012.12.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neoproterozoic orogens amalgamating East Gondwana: Did they cross each other? (2013)
  • 著者名/発表者名: Satish-Kumar, M., Hokada, T., Owada, M., Osanai, Y., Shiraishi, K.
  • 雑誌名: Precambrian Research 巻: 234 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1016/j.precamres.2013.06.010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Geologic evolution of the Sor Rondane Mountains, East Antarctica:Collision tectonics proposed based on metamorphic processes and magnetic anomalies (2013)
  • 著者名/発表者名: Osanai, Y., Nogi, Y., Baba, S., Nakano, N., Adachi, T., Hokada, T., Toyoshima, T., Owada, M., Satish-Kumar, M., Kamei, Y., Kitano, I.
  • 雑誌名: Precambrian Research 巻: 234 ページ: 8-29
  • DOI: 10.1016/j.precamres.2013.05.017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sinistral transpressional and extensional tectonics in Dronning Maud Land, East Antarctica, including the Sor Rondane Mountains (2013)
  • 著者名/発表者名: Toyoshima, T., Osanai, Y., Baba, S., Hokada, T., Nakano, N., Adachi, T., Otsubo, M., Ishikawa, M. and Nogi, Y.
  • 雑誌名: Precambrian Research 巻: 234 ページ: 30-46
  • DOI: 10.1016/j.precamres.2013.05.010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Timing of metamorphism in the central Sor Rondane Mountains, eastern Dronning Maud Land, East Antarctica: Constrains from SHRIMP zircon dating and EPMA monazite dating (2013)
  • 著者名/発表者名: Adachi, T., Osanai, Y., Hokada, T., Nakano, N., Baba, S., Toyoshima, T.
  • 雑誌名: Precambrian Research 巻: 234 ページ: 136-160
  • DOI: 10.1016/j.precamres.2012.11.011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Counterclockwise P-T path and isobaric cooling of metapelites from Brattnipene, Sor Rondane Mountains, East Antarctica: implications for a tectonothermal event at the proto-Gondwana margin (2013)
  • 著者名/発表者名: Baba, S., Osanai, Y., Nakano, N., Owada, M., Hokada, T., Horie, K., Adachi, T., Toyoshima, T.
  • 雑誌名: Precambrian Research 巻: 234 ページ: 210-228
  • DOI: 10.1016/j.precamres.2012.10.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiple thermal events recorded in metamorphosed carbonates and associated rocks from the southern Austkampane region in the Sor Rondane Mountains, East Antarctica; A protracted Neoproterozoic history at the Gondwana suture zone (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakano, N., Osanai, Y., Kamei, A., Satish-Kumar, M., Adachi, T., Hokada, T., Baba, S., Toyoshima, T.
  • 雑誌名: Precambrian Research 巻: 234 ページ: 161-182
  • DOI: 10.1016/j.precamres.2012.10.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Late Proterozoic juvenile arc metatonalite and adakitic intrusions in the Sor Rondane Mountains, eastern Dronning Maud Land, Antarctica (2013)
  • 著者名/発表者名: Kamei, A., Horie, K., Owada, M., Yuhara, M., Nakano, N., Osanai, Y., Adachi, T., Hara, Y., Terao, M., Teuchi, S., Shimura, T., Tsukada, K., Hokada, T., Iwata, C., Shiraishi, K., Ishizuka, H., Takahashi, Y.
  • 雑誌名: Precambrian Research 巻: 234 ページ: 47-62
  • DOI: 10.1016/j.precamres.2012.09.026
  • 査読あり
• [雑誌論文] Contrasting metamorphic records and their implications for tectonic process in the central Sor Rondane Mountains, eastern Dronning Maud Land, East Antarctica (2013)
  • 著者名/発表者名: Adachi, T., Hokada, T., Osanai, Y., Nakano, N., Baba, S. and Toyoshima, T.
  • 雑誌名: In: Antarctica and Supercontinent Evolution, eds by S.L. Harley et al., Geological Society of London Special Publications 巻: 383 ページ: 113-133
  • DOI: DOI: 10.1144/SP383.4
  • 査読あり
• [雑誌論文] First find of ferropseudobrookite in quartz from Napier Complex, East Antarctica (2013)
  • 著者名/発表者名: Miyake, Y. and Hokada, T.
  • 雑誌名: European Journal of Mineralogy 巻: 25 ページ: 33-38
  • DOI: 10.1127/0935-1221/2013/0025-2256
  • 査読あり
• [雑誌論文] Earth’s youngest exposed granite and its tectonic implications: the 10-0.8 Ma Kurobegawa Granite (2013)
  • 著者名/発表者名: Ito, H., Yamada, R., Tamura, A., Arai, S., Horie, K. and Hokada, T.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 3 ページ: 1038
  • DOI: 10.1038/srep01306
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Rodinian suture in western India: New insights on India-Madagascar correlations (2013)
  • 著者名/発表者名: Ishwar-Kumar, C., Windley, B., Horie, K., Kato, T., Hokada, T., Itaya, T., Yagi, K., Couzu, C and Sajeev, K.
  • 雑誌名: Precambrian Research 巻: 236 ページ: 227-251
  • DOI: 10.1016/j.precamres.2013.07.023
  • 査読あり
• [雑誌論文] An appraisal of Archaean supracrustal sequences in Chitradurga Schist Belt, Western Dharwar Craton, Southern India (2013)
  • 著者名/発表者名: Hokada, T., Horie, K., Satish-Kumar, M., Ueno, Y., Nasheeth, A., Mishima, K. and Shiraishi, K.
  • 雑誌名: Precambrian Research 巻: 227 ページ: 99-119
  • DOI: 10.1016/j.precamres.2012.04.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] SHRIMP U-Pb age of SoriZ93 zircon from the Sori Granodiorite, Northeast Japan: A potential reference zircon of Late Cretaceous age (2013)
  • 著者名/発表者名: Ogasawara M., Fukuyama M., Horie K., Sumii T., Takehara M. and Sudo M.
  • 雑誌名: Island Arc 巻: 22 ページ: 306-317
  • DOI: 10.1111/iar.12041
  • 査読あり
• [雑誌論文] Potential Mesozoic reference zircon from Unazuki plutonic complex: geochronological and geochemical characterization (2013)
  • 著者名/発表者名: Horie K., Takehara M., Suda Y. and Hidaka H.
  • 雑誌名: Island Arc 巻: 22 ページ: 292-305
  • DOI: 10.1111/iar.12031
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suprasubduction zone ophiolite from Agali hill: Petrology, zircon SHRIMP U-Pb geochronology, geochemistry and implications for Neoarchean plate tectonics in southern India (2013)
  • 著者名/発表者名: Santosh M., Shaji E., Tsunogae T., Ram Mohan V., Satyanarayanan M. and Horie K.
  • 雑誌名: Precambrian Research 巻: 231 ページ: 301-324
  • DOI: 10.1016/j.precamres.2013.04.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magmatic history and evolution of continental lithosphere of the Sor Rondane Mountains, eastern Dronning Maud Land, East Antarctica (2013)
  • 著者名/発表者名: Owada M., Kamei A., Horie K., Shimura T., Yuhara M., Tsukada K., Osanai Y. and Baba S.
  • 雑誌名: Precambrian Research 巻: 234 ページ: 63-84
  • DOI: 10.1016/j.precamres.2013.02.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] A new Early Cretaceous eutherian mammal from the Sasayama Group, Hyogo, Japan (2013)
  • 著者名/発表者名: Kusuhashi N., Tsutsumi Y., Saegusa H., Horie K., Ikeda T. and Yokoyama K.
  • 雑誌名: Proceedings of the Royal Society B 巻: 280 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1098/rspb.2013.0142
  • 査読あり
• [雑誌論文] Geochemical diversity in submarine HIMU basalts from Austral Islands, French Polynesia (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Hanyu, L. Dosso, O. Ishizuka, K. Tani, B.B. Hanan, C. Adam, S. Nakai, R. Senda, Q. Chang and Y. Tatsumi
  • 雑誌名: Contributions to Mineralogy and Petrology 巻: 166 ページ: 1285-1304
  • DOI: 10.1007/s00410-013-0926-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] The earliest mantle fabrics formed during subduction zone infancy (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Harigane, K, Michibayashi, T. Morishita, K. Tani, H.J.B. Dick, O. Ishizuka
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 巻: 377-378 ページ: 106-113
  • DOI: 10.1016/j.epsl.2013.06.031
  • 査読あり
• [雑誌論文] An inter-laboratory evaluation of OD-3 zircon for use as a secondary U-Pb dating standard (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Iwano, Y. Orihashi, T. Hirata, M. Ogasawara, T. Danhara, K. Horie, N. Hasebe, S. Sueoka, A. Tamura, Y. Hayasaka, A. Katsube, H. Ito, K. Tani, J.-I. Kimura, Q. Chang, Y. Kouchi, Y. Haruta, K. Yamamoto
  • 雑誌名: Island Arc 巻: 22 ページ: 382-394
  • DOI: 10.1111/iar.12038
  • 査読あり
• [学会発表] 南極の地質とU-Pb年代 (2014)
  • 著者名/発表者名: 外田智千
  • 学会等名: 名古屋大学年代測定研究センターシンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 20140128-20140129
  • 招待講演
• [学会発表] Mesoarchean Banded Iron Formation sequences in Dixon Island-Cleaverville Formation, Pilbara Australia: Oxygenic signal from DXCL project (2013)
  • 著者名/発表者名: Shoichi Kiyokawa, Takashi Ito, Minoru Ikehara, Kosei E. Yamaguchi, Hiroshi Naraoka, Tetsuji Onoue, Kenji Horie, Ryo Sakamoto, Yuhei Aihara, Tsubasa Miki
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting
  • 発表場所: サンフランシスコ（アメリカ）
  • 年月日: 20131209-20131213
• [学会発表] Discovery of an active shallow submarine silicic volcano in the northern Izu-Bonin Arc: volcanic structure and potential hazards of Oomurodashi Volcano (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Tani, O. Ishizuka, A.R.L. Nichols, Y. Hirahara, R.J. Carey, I. McIntosh, Y. Masaki
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting
  • 発表場所: サンフランシスコ（アメリカ）
  • 年月日: 20131209-20131213
  • 招待講演
• [学会発表] 高精度U-Pbジルコン年代測定によって検出される年代差の意義 (2013)
  • 著者名/発表者名: 竹原真美, 堀江憲路, 谷健一郎, 吉田武義
  • 学会等名: SHRIMP研究集会
  • 発表場所: 国立極地研究所
  • 年月日: 20131115-20131115
• [学会発表] 太古代インド南部ダールワール岩体に分布する堆積岩層序の年代と変成作用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 外田智千・堀江憲路・Satish-Kumar M.・上野雄一郎・三島郁・Nasheeth Abdulla・奥平敬元・白石和行
  • 学会等名: 第4回極域科学シンポジウム
  • 発表場所: 国立極地研究所
  • 年月日: 20131112-20131115
• [学会発表] エンダビーランド：南極域の大陸の進化と分裂のダイナミクスを探る鍵 (2013)
  • 著者名/発表者名: 外田智千・野木義史・金尾政紀・堀江憲路
  • 学会等名: 第4回極域科学シンポジウム
  • 発表場所: 国立極地研究所
  • 年月日: 20131112-20131115
• [学会発表] 東南極ナピア岩体西部における原生代の年代の特徴 (2013)
  • 著者名/発表者名: 堀江憲路・外田智千・廣井美邦・本吉洋一・白石和行
  • 学会等名: 第4回極域科学シンポジウム
  • 発表場所: 国立極地研究所
  • 年月日: 20131112-20131115
• [学会発表] U-Pb年代を解釈する (2013)
  • 著者名/発表者名: 外田智千・堀江憲路
  • 学会等名: 日本地質学会120年学術大会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 20130914-20130916
• [学会発表] 太古代の海底直上の堆積層：32億年前オーストラリア，デキソンアイランド層の例 (2013)
  • 著者名/発表者名: 清川昌一・伊藤孝・池原実・山口耕生・菅沼悠介・堀江憲治・高下将一郎・坂本亮・相原悠平
  • 学会等名: 日本地質学会120年学術大会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 20130914-20130916
• [学会発表] インド南部太古代ダールワール岩体の片麻岩-片岩帯の地質関係と変成作用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 外田智千・堀江憲路・Satish-Kumar M.・上野雄一郎・三島郁・Nasheeth Abdulla・奥平敬元・白石和行
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2013年度年会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 20130911-20130913
• [学会発表] Geochronological Evidence of Rapid Progression of Regional Metamorphism in Hida Metamorphic Complex, Southwest Japan (2013)
  • 著者名/発表者名: Horie K., Takehara M., Tsutsumi Y. and Cho M.
  • 学会等名: Goldschmidt Conference
  • 発表場所: フローレンス（イタリア）
  • 年月日: 20130825-20130830
• [学会発表] Influence of Surface Condition on Data Quality of U-Pb Zircon Dating (2013)
  • 著者名/発表者名: Takehara M., Horie K., Hokada T., Kaiden H. and Kiyokawa S.
  • 学会等名: Goldschmidt Conference
  • 発表場所: フローレンス（イタリア）
  • 年月日: 20130825-20130830
• [学会発表] Timing of regional metamorphism in the Hida Belt and Unazuki area (2013)
  • 著者名/発表者名: Horie K.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 20130519-20130524
• [学会発表] 太古代中期のクリバービル縞状鉄鉱層の側方変化: DXCL2掘削報告 (2013)
  • 著者名/発表者名: 清川昌一, 山口耕生, 尾上哲治,寺司周平, 相原修平，菅沼悠介,堀江憲路，池原 実,伊藤 孝
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 20130519-20130524
• [学会発表] 古フィリピン海プレートの起源と北部伊豆小笠原弧で発見された中生代基盤岩類 (2013)
  • 著者名/発表者名: 谷健一郎・石塚治・植田勇人・宿野浩司・平原由香・A. Nichols・堀江憲路・D.J. Dunkley・石川晃・森下知晃
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 20130519-20130524
  • 招待講演
• [図書] 地球全史スーパー年表 (2014)
  • 著者名/発表者名: 清川昌一・伊藤孝・池原実・尾上哲治
  • 総ページ数: 24
  • 出版者: 岩波書店