レーザーアブレーション試料導入-ICP質量分析法による炭酸塩鉱物のU-Th-Pb年代測定技術の開発

Technical developments of the U-Th-Pb dating for carbonates using LA-ICP mass spectrometry

横山 立憲   ; 國分 陽子   ; 村上 裕晃  ; 平田 岳史*; 坂田 周平*; 檀原 徹*; 岩野 英樹*; Chang, Q.*; 木村 純一*

Yokoyama, Tatsunori; Kokubu, Yoko; Murakami, Hiroaki; Hirata, Takafumi*; Sakata, Shuhei*; Danhara, Toru*; Iwano, Hideki*; Chang, Q.*; Kimura, Junichi*

炭酸塩鉱物の放射年代学研究が与える年代学的な情報は、将来の長期的な地質環境変動モデル構築への利用に期待できる。還元的な地下環境で生成された炭酸塩鉱物については、未だ年代測定技術が確立されていない。本研究では、地下環境下における高透水性の地質構造に充填鉱物として存在する炭酸塩鉱物を対象に、年代測定技術を実用化することを最終的な目的とする。局所領域の年代測定技術を確立するため、レーザーアブレーション試料導入法を組み合わせたICP質量分析計を用いて、炭酸塩鉱物から成る海生化石の微量元素及び同位体の基礎情報を取得し、花崗岩の割れ目を充填する炭酸塩鉱物及び鍾乳石について予察的にU-Pb同位体比測定を行った。その結果、アンモナイト化石中のU-Th-Pb壊変系列の各元素及び同位体分布を可視化することができた。U-Pb同位体比測定では、測定対象とした領域のウラン濃度が低く、また非放射起源の鉛を多く含んでいたため、測定結果から有意なU-Pb年代を得られなかった。一方で、鉛濃度が検出下限界を有意に上回る領域から得られた測定結果から、鉛同位体の組成差が炭酸塩鉱物を沈殿させた水溶液の起源を探るのに有効な指標となることが示唆された。

The chronological information about carbonates is useful for modeling and enables forecast of geological and geochemical environmental changes by simulating. The U-Th-Pb dating method for carbonates which were formed at reducing environment remain to be established. The final goal of our study is to establish in situ U-Th-Pb dating method for carbonates which are filling cracks in pervious rock like fault rocks. In this study, the U-Th-Pb elemental and isotopic two-dimension distribution for an ammonite fossil were visualized by "Imaging" method using Laser-ablation ICP Mass Spectrometry. In U-Pb isotope analysis for carbonates in cracks of granites, we could not obtain significant U-Pb age data by the lack of uranium and influence of non-radiogenic common lead. When the concentration of lead is sufficiently high for the measurement, we obtained reliable isotopic data from carbonates and their lead isotopic composition reflected characteristic composition of their origin water.