研究課題
アカスタ片麻岩体の苦鉄質岩にRe-Os同位体系を適用し、その玄武岩マグマの形成年代（約42.7億年前）と形成時のOs同位体の初期値（0.4±1.1）を得た。得られた年代は、現存する地球最古の岩石の年代となる。アカスタ片麻岩体の苦鉄質岩は、NbやTaに負異常があること以外は、未分化マントル的な液相濃集元素パターンを持つ。NbやTaは核形成時に親鉄性の挙動をすることが知られており、その負異常はそのソースマントルが核形成時の分化の痕跡を残存していたことを示唆する。また、それは極めて高いOs初期値とも調和的である。また、その苦鉄質岩は現在の地球マントルのε142Nd値と同じ値を有することがわかった。その苦鉄質岩が未分化マントル的な親石性・液相濃集元素パターンを有することとε142Nd値に異常が見られないことから、地球のマントルは、42.7億年前には再均質化を受け、初期大規模分化の痕跡が一部を除き、消滅していたことを示唆する。また、その化学的特徴は地球の材料物質が普通や炭素質コンドライトとは異なり、エンスタタイトコンドライト的なε142Nd値を持っていたことを示す。カナダ・ヌブアギツック表成岩帯の地質調査を行った。本地域は、これまでに147Sm/144Nd-142Nd/144Ndの擬似アイソクロン年代によって冥王代物質の存在が示唆されている地域である。しかし、その年代が真の火成年代なのか、複数の端成分の混合によるのかは、今なお議論がされている。私たちの地質調査に基づく新たな知見は主に三つあり、一つ目は本地域の苦鉄質岩体には極めて多数の珪長質貫入岩が存在すること、二つ目は従来の研究では超塩基性岩体は貫入岩であるとされたが噴出岩由来であること、三つ目は縞状鉄鉱層や礫岩の分布を詳細に記載したことである。一つ目の結果は、その擬似アイソクロンが混合によるものであることを示唆する。
1: 当初の計画以上に進展している
本年度の研究成果は、現存する最古の岩石であるアカスタ片麻岩体の苦鉄質岩から、Re-Os年代、Os同位体初期値、未分化マントルに比べてNbとTaに枯渇、NbとTaを除き未分化マントル的な液相濃集元素パターンやε142Nd値が新規に得られたことである。それぞれ、約42.7億年前という地球最古の岩石の年代、後期隕石重爆撃前の核形成の痕跡を示唆する極めて高いOs同位体比、核形成の痕跡、マントルの再均質化が42.7億年前以前に起きたことと地球の材料物質がエンスタタイトコンドライト質であったことを示す。地球の材料物質の特定や大規模初期分化の再均質化の時期の推定は本プロジェクトの当初予定の中核をなすものである。それらについて、新たな知見が得られたことは本研究が順調に進められていることを示す。
平成29年度は、西グリーンランド、イスア表成岩帯の地質調査を行い、特に表成岩帯内部の地質調査と超塩基性岩、苦鉄質岩や堆積岩の試料採取を行う。最近、本地域でストロマトライト状構造を有する炭酸塩岩が報告されたので、その起源を地質学的、地球化学的に探求する。また、高精度Nd同位体分析をアカスタ片麻岩体苦鉄質岩に加えて、カナダ・ラブラドル・サグレック岩体のヌリアック表成岩帯の苦鉄質岩や北中国アンシャン地域の苦鉄質岩に適用し、初期マントル進化について読み解く。カナダ・ラブラドル・サグレック岩体やグリーンランドイスア地域の炭酸塩岩や縞状鉄鉱層の微量元素を分析し、冥王代から初期太古代の海洋組成を推定する。また、サグレック岩体の泥質岩中の炭質物の微量元素組成や窒素同位体、さらに、それに伴う硫化物のFe同位体を分析し、それらの炭質物の由来となった生命種の特定を進める。
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すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (24件) (うち国際共著 7件、 査読あり 24件、 謝辞記載あり 7件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 25件、 招待講演 1件) 備考 (1件)
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