ウラン－鉛年代測定法の新展開：年代サイトメトリーに向けた次世代質量分析技術の開発

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26247094
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 平田 岳史 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (10251612)
• 研究分担者: 伊藤 正一 京都大学, 理学研究科, 准教授 (60397023) ; 折橋 裕二 弘前大学, 理工学研究科, 教授 (70313046)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: ウラン-鉛年代測定法 / 年代サイトメトリー / デイリーイオン検出器 / 放射非平衡 / 高感度多重イオン検出 / プラズマイオン源質量分析法 / レーザーアブレーション / ソリッドネブライザー

研究実績の概要

分析技術の進歩にともない年代情報の質や量は飛躍的に向上し、今では高品質かつ大量年代情報が議論の客観性・信頼性を左右するまでに至っている。本研究では、最も精密な絶対年代情報を与えるウラン―トリウム-鉛年代測定法に注目し、年代データのさらなる高精度化と、適用年代範囲・適用可能試料種の拡大を図る。
この目的のために、本研究ではウラン-鉛同位体比測定の高感度化・高精度化が可能な新しいイオン検出器（デイリーイオン検出器）の開発と、年代データの系統誤差の原因となる放射非平衡の補正法の開発を並行して進め、さらに実際の地質イベントに応用することで地質年代学への展開を図ってきた。具体的には本研究を通じて小型デイリーイオン検出器を独自に開発し、従来は計測ができなかった1000万カウントを越える強いイオン信号でも正確な計測が可能となった。さらに開発したデイリーイオン検出器3基を多重検出器型ICP質量分析計に応用することで、年代測定の適用範囲の拡大と、分析精度の飛躍的な向上が達成できた。また本研究では年代データの系統誤差の原因となる放射非平衡に対し、独自の補正法報の開発し、これまで分析応用例が殆どなかった“若い”ジルコン（年代値が50万年よりも若いもの）からも正確な年代データを引き出すことが可能となった。
本研究を通じて実用化した年代測定法（ハードウエア、ソフトウエア、年代計算法）は、既に様々な地質現象の解明に応用しており、本研究で提案した“年代サイトメトリー”の概念とともに、その有用性と高い汎用性が高く評価されはじめている。
本研究に得られた研究結果は、20報を超える国際誌に論文として報告することもでき、年代学の発展に大きな貢献が果たせた。また国際会議（第7回アジアー太平洋地域プラズマ分光分析国際会議）を主催し、研究の意義と波及効果を広く国内外の研究者に知らせることができた。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

備考

開発した新技術をすみやかに公開するためHPは定期的に改訂中。
実用化した分析手法を広く活用してもらうために、装置の使用状況の確認やマシンタイムの予約をweb上で管理している。
装置使用に際する注意事項や安全教育はICPMSセミナー（年1回開催）にて行っている。

研究成果

• [雑誌論文] レーザーアブレーションICP質量分析計によるナノ粒子の粒径・分布分析法の開発 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山下修司、鈴木敏弘、平田岳史
  • 雑誌名: 分析化学 巻: 68 ページ: 1-8
  • DOI: doi:https://doi.org/10.2116/bunsekikagaku.68.1
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] U-Pb zircon dating of the Sanbagawa metamorphic rocks in the Besshi; Asemi-gawa region, central Shikoku, Japan, and tectonostratigraphic Consequences (2019)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa Aoki, Yoshiki Seo, Shuhei Sakata, Hideyuki Obayashi, Yuta Tsuchiya, Takeshi Imayama, Shinji Yamamoto and Takafumi Hirata
  • 雑誌名: J. Geol. Soc. Japan 巻: 125 ページ: 183-194
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Simultaneous Determination of Size and Position of Silver and Gold Nanoparticles in Onion Cells using Laser Ablation-ICP-MS (2019)
  • 著者名/発表者名: Shuji Yamashita, Yukihisa Yoshikuni, Hideyuki Obayashi, Toshihiro Suzuki, Damon Green, Takafumi Hirata
  • 雑誌名: Analytical Chemistry 巻: 91 ページ: 4544-4551
  • DOI: 10.1021/acs.analchem.8b05632
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Duluth Complex apatites age reference material for LA-ICP-MS based fission-track dating (2019)
  • 著者名/発表者名: Hideki Iwano, Tohru Danhara, Takashi Yuguchi, Takafumi Hirata, Masatsugu Ogasawara
  • 雑誌名: Terra Nova 巻: 31 ページ: 12393
  • DOI: doi: 10.1111/ter.12393
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Constraining the depositional age of an Upper Cretaceous non-marine and shallow marine siliciclastic succession, , Kuji Group, northeastern Japan, based on carbon isotope stratigraphy and U－Pb radiometric dating (2019)
  • 著者名/発表者名: Arimoto, J., R. Takashima, H. Nishi, T. Yamanaka, \. Orihashi, S. Jo, K. Yamamoto, K. Uematsu
  • 雑誌名: Cretaceous Research 巻: 92 ページ: 264-278
  • DOI: doi.org/10.1016/j.cretres.2018.8.007
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Spatiotemporal evolution of magmatic pulses and regional metamorphism during a Cretaceous flare-up event: constraints from the Ryoke belt (Mikawa area, central Japan) (2018)
  • 著者名/発表者名: Kota Takatsuka, Tetsuo Kawakami, Etienne Skrzypek, Shuhei Sakata, Hideyuki Obayashi, Takafumi Hirata
  • 雑誌名: Lithos 巻: 308-309 ページ: 428-445
  • DOI: doi.org/10.1016/j.lithos.2018.03.018
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Age gap between the intrusion of gneissose granitoids and regional high-temperature metamorphism in the Ryoke belt (Mikawa area, central Japan) (2018)
  • 著者名/発表者名: Kota Takatsuka, Tetsuo Kawakami, Etienne Skrzypek, Shuhei Sakata, Hideyuki Obayashi, Takafumi Hirata
  • 雑誌名: Island Arc 巻: 27 ページ: 12224
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Standardless fission-track ages of the IUGS age standards (2018)
  • 著者名/発表者名: Hideki Iwano, Tohru Danhara and Takafumi Hirata
  • 雑誌名: Chemical Geology 巻: 488 ページ: 87-104
  • DOI: doi.org/10.1016/j.chemgeo.2018.04.011
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] iQuant2: software for rapid and quantitative imaging using laser ablation-ICP mass spectrometry (2018)
  • 著者名/発表者名: Toshihiro Suzuki, Shuhei Sakata, Yoshiki Makino, Hideyuki Obayashi, Seiya Ohara, Kentaro Hattori, and Takafumi Hirata
  • 雑誌名: Jounrnal of Mass Spectrometry Society of Japan 巻: 7 ページ: 3-9
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Beryllium-boron relative sensitivity factors for melilitic glasses measured with a NanoSIMS ion microprobe (2018)
  • 著者名/発表者名: Kohei Fukuda, Wataru Fujiya, Hajime Hiyagon, Yoshiki Makino, Naoji Sugiura, Naoto Takahata, Takafumi Hirata, and Yuji Sano
  • 雑誌名: Geochemical Journal 巻: 52 ページ: 255-262
  • DOI: https://doi.org/10.2343/geochemj.2.0510
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] U-Pb zircon geochronology of the North Pole Dome adamellite in the eastern Pilbara Craton (2018)
  • 著者名/発表者名: Hisashi Asanuma Yusuke Sawaki Shuhei Sakata Hideyuki Obayashi Kazue Suzuki Kouki Kitajima Takafumi Hirata Shigenori Maruyama
  • 雑誌名: Island Arc 巻: 27 ページ: 12248
  • DOI: doi.org/10.1111/iar.12248
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Ascent of migmatites of a high-temperature metamorphic complex due to buoyancy beneath a volcanic arc: a mid-Cretaceous example from the eastern margin of Eurasia (2018)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Miyazaki, Takeshi Ikeda, Hirohisa Matsuura, Tohru Danhara, Hideki Iwano, Takafumi Hirata
  • 雑誌名: International Geology Review 巻: 61 ページ: 649-674
  • DOI: 10.1080/00206814.2018.1443403
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Progressive changes in lithological association of the Sanbagawa metamorphic complex, SW Japan: relict clinopyroxene and detrital zircon perspectives (2018)
  • 著者名/発表者名: Shunsuke Endo, Kazuhiro Miyazaki, Tohru Danhara, Hideki Iwano, Takafumi Hirata
  • 雑誌名: Island Arc 巻: 27 ページ: 12261
  • DOI: DOI: 10.1111/iar.12261
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Quantitative Analysis of Major and Minor Elements in Lead-free Solder Chip by LA-ICP-MS (2018)
  • 著者名/発表者名: Koyo Ido, Hideyuki Obayashi, Yanbei Zhu, Takafumi Hirata, Akiko Hokura, Naoko Nonose, Kazumi Inagaki
  • 雑誌名: Analytical Sciences 巻: 34 ページ: 693-699
  • DOI: https://doi.org/10.2116/analsci.18SBP07
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Characterization and imaging of lead distribution in bones of lead-exposed birds by ICP-MS and LA-ICP-MS (2018)
  • 著者名/発表者名: Chihiro Ishii, Shouta M.M. Nakayama, Andrew Kataba, Yoshinori Ikenaka, Keisuke Saito, Yukiko Watanabe, Yoshiki Makino, Takehisa Matsukawa, Ayano Kubota, Kazuhito Yokoyama, Hazuki Mizukawa, Takafumi Hirata, Mayumi Ishizuka
  • 雑誌名: Chemosphere 巻: 212 ページ: 994-1001
  • DOI: org/10.1016/j.chemosphere.2018.08.149
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 岐阜県南東部に分布する中新統瑞浪層群および岩村層群のジルコンU-Pb年代とジルコンFT年代の再評価 (2018)
  • 著者名/発表者名: 笹尾 英嗣、檀原 徹、岩野英樹、平田岳史
  • 雑誌名: 地質学雑誌 巻: 124 ページ: 141-150
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Numerical inversion method for improving spatial resolution of elemental imaging by laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry (2018)
  • 著者名/発表者名: Toru Aonishi, Takafumi Hirata, Tatsu Kuwatani, Masuto Fujimoto, Qing Chang, Jun-Ichi Kimura
  • 雑誌名: J. Anal. Atom. Spectrom. 巻: 33 ページ: 2210-2218
  • DOI: doi:10.1039/C7JA00334J
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Melting phase relations and element partitioning in MORB to lowermost mantle conditions (2018)
  • 著者名/発表者名: Shigehiko Tateno, Kei Hirose, Shuhei Sakata, Kyoko Yonemitsu, Haruka Ozawa, Takafumi Hirata, Naohisa Hirao, Yasuo Ohishi
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 巻: 100 ページ: 5515-5531
  • DOI: https://doi.org/10.1029/2018JB015790
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A long-forgotten “dinosaur” bone from a museum cabinet, uncovered to be a Japan's iconic extinct mammal (2018)
  • 著者名/発表者名: Kumiko Matsui, Yuri Kimura, Mitsuhiro Nagata, Hiroaki Inose, Kazuya Ikeda, Brian Beatty, Hideyuki Obayashi, Takafumi Hirata, Shigeru Otoh, Tatsuya Shinmura, Sachiko Agematsu, Katsuo Sashida
  • 雑誌名: Royal Society Open Science 巻: 5 ページ: 172441
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1098/rsos.172441
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Position-by-position cooling paths within the Toki granite, central Japan: Constraints and the relation with fracture population in a pluton (2018)
  • 著者名/発表者名: Takashi Yuguchi, Shigeru Sueoka, Hideki Iwano, Yuya Izumino, Masayuki Ishibashi, Tohru Danhara, Eiji Sasao, Takafumi Hirata, Tadao Nishiyama
  • 雑誌名: Asian Earth Sciences 巻: 169 ページ: 47-66
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2018.07.039)
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Monazite Behaviour and Time-scale of Metamorphic Processes along a Low-pressure/High-temperature Field Gradient (Ryoke Belt, SW Japan) (2018)
  • 著者名/発表者名: E. Skrzypek, T. Kato, T. Kawakami, S. Sakata, K. Hattori, T. Hirata and T. Ikeda
  • 雑誌名: Journal of Petrology 巻: 59 ページ: 1109-1144
  • DOI: doi.org/10.1093/petrology/egy056
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] U-Pb dating of calcite using LA-ICP-MS: Instrumental setup for non-matrix-matched age dating and determination of analytical areas using elemental imaging (2018)
  • 著者名/発表者名: Tatsunori Yokoyama, Jun-Ichi Kimura, Takehiro Mitsuguchi, Toru Danhara, Takafumi Hirata, Shuhei Sakata, Hideki Iwano, Seiji Maruyama, Qing Chang, Takashi Miyazaki, Hiroaki Murakami, Yoko Saito-Kokubu
  • 雑誌名: Geochemical Journal 巻: 52 ページ: 531-540
  • DOI: doi:10.2343/geochemj.2.0541
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 多重検出器型ICP質量分析計を用いたナノ粒子の元素・同位体分析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 平田岳史、山下修司、鈴木敏弘、石田未来
  • 雑誌名: 分析化学 巻: 68 ページ: 81-88
  • DOI: doi:https://doi.org/10.2116/bunsekikagaku.68.81
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The tectonic setting of the eastern margin of the Sino-Korean Block inferred from detrital zircon U-Pb age and Nd isotope composition of the Pyeongan Supergroup (upper Palaeozoic; Lower Triassic), Korea (2018)
  • 著者名/発表者名: Kim, M.G., Y.I Lee, T. Choi, Y. Orihashi
  • 雑誌名: Geological Magazine 巻: 156 ページ: 471-484
  • DOI: doi:10.1017/s0016756817000899
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Material recycling in a sediment‐starved trench recorded in the Early Cretaceous Shiriya accretionary complex, Northeast Japan (2018)
  • 著者名/発表者名: Ueda, H., S. Kimura, T. Saito, Y. Takano, N. Iizuka, Y. Orihashi
  • 雑誌名: Island Arc 巻: 27 ページ: 1-20
  • DOI: doi.org/10.1111/iar.12272
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 岐阜県可児盆地に分布する蜂屋層最下部栃洞溶結凝灰岩部層のジルコンU-Pb年代 (2018)
  • 著者名/発表者名: 新正 裕尚, 古川 邦之, 折橋 裕二, 外西 奈津美, 和田 穣隆
  • 雑誌名: 地質学雑誌 巻: 124 ページ: 533-538
  • DOI: doi.org/10.5575/geosoc.2018.0017
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] レーザー質量分析計を用いた超微量元素分析技術の基礎と応用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 平田岳史
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会（第38回年次大会）
  • 招待講演
• [学会発表] フラッグシップ装置開発のこれまでとこれから：急速に汎用化する最先端地球化学データ (2018)
  • 著者名/発表者名: 平田岳史
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2018年大会
  • 招待講演
• [学会発表] レーザープラズマ質量分析計による微量重金属元素およびナノパーティクルのイメージング分析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 平田岳史
  • 学会等名: 第45回日本毒性学会年会
  • 招待講演
• [学会発表] フェムト秒レーザーによる化学組成分析と最近の技術動向について (2018)
  • 著者名/発表者名: 平田岳史
  • 学会等名: 新規事業研究会9月月例会
  • 招待講演
• [学会発表] ICP質量分析計によるナノ粒子の元素・同位体組成分析法の開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 平田岳史
  • 学会等名: 日本分析化学会第67回年会
  • 招待講演
• [学会発表] Imaging Analysis of Nanoparticles using LA-ICPMS Technique (2018)
  • 著者名/発表者名: Takafumi Hirata
  • 学会等名: Asia Pacific Workshop on Laser Ablation and Microanalysis
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] レーザーアブレーション-ICP質量分析法（LA-ICPMS法）によるナノ粒子のイメージング分析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 平田岳史
  • 学会等名: 第6回メタロミクス研究フォーラム
  • 招待講演
• [学会発表] レーザーアブレーションICP-MSの将来性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 平田岳史
  • 学会等名: サーモフィッシャーサイエンティフィック社エレメンタルセミナー
  • 招待講演
• [備考] 研究室のホームページ
  • URL: http://www.eqchem.s.u-tokyo.ac.jp/laboratories/hirata/saito/Home.html
• [備考] 開発した技術の公開（開発した分析手法の一般公開）
  • URL: http://www.eqchem.s.u-tokyo.ac.jp/laboratories/hirata/saito/ICPMS_Seminar19.html
• [備考] 業績リスト
  • URL: https://researchmap.jp/read0180720/