A Survey on new standard materials for U-Pb dating of carbonate using LA-ICP-MS

LA-ICP-MSによる炭酸塩鉱物のU-Pb年代測定に係る標準物質の探求

横山 立憲   ; 國分 陽子   ; 村上 裕晃  ; 渡邊 隆広   ; 平田 岳史*; 坂田 周平*; 檀原 徹*; 岩野 英樹*; 丸山 誠史*; 宮崎 隆*; 仙田 量子*; Chang, Q.*; 木村 純一*

Yokoyama, Tatsunori; Kokubu, Yoko; Murakami, Hiroaki; Watanabe, Takahiro; Hirata, Takafumi*; Sakata, Shuhei*; Danhara, Toru*; Iwano, Hideki*; Maruyama, Seiji*; Miyazaki, Takashi*; Senda, Ryoko*; Chang, Q.*; Kimura, Junichi*

硬岩の割れ目に充填鉱物として普遍的に存在する炭酸塩鉱物の年代学・地球化学研究により、過去の地下深部の地質環境を復元できると考えられる。一方で、炭酸塩鉱物の年代測定技術開発においては、国際的な標準試料が選定されておらず、その技術は充分に確立されていない。本研究では炭酸塩鉱物の高精度なU-Th-Pb年代測定技術開発を目指し、標準試料の選定を行った。産業技術総合研究所の地質調査総合センターがデータベース化し配布している数種類の炭酸塩試料を候補試料として選択した。湿式法によるICP質量分析により、JCp-1及びJCt-1には鉛同位体の不均質性が確認されたが、その不均質性は共に206-鉛ベースで1.2‰以下であり、LA-ICP-MSによる局所分析においては均質と見なせることが判明した。今後は2次元イメージング分析による空間的な均質性評価を実施すると共に、人工的な炭酸塩標準試料の作製を試みる。

Chronological and geochemical studies of carbonates, which are commonly found as fracture filling minerals in rocks, can provide information about geochemical conditions present during formation including in deep subsurface environments. A dating technique for the carbonates using laser ablation-multiple collector-inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-MC-ICPMS) is still immature partly because of a lack of a consensus international carbonate standard for the in-situ dating technique. In this study, we performed a survey on the carbonate standard materials that may be suitable for high precision U-Th-Pb dating using LA-MC-ICPMS. We examined carbonate standard materials JCp-1 and JCt-1 issued by the Geological Survey of Japan (GSJ). Based on solution-based bulk analysis using MC-ICP-MS, heterogeneities in Pb isotope compositions were confirmed. Nevertheless, the 206Pb-based isotopic compositions were all within 1.2 per mill variations acceptable for a standard used for age determination using LA-MC-ICPMS. Additional tests on the heterogenities in U-Th-Pb compositions of the carbonate standards along with determinations of other trace elements using a 2D imaging LA-ICP-MS are ongoing. Examinations on both natural standards and synthetic standards are ongoing for further efforts in determination of the standard suitable for U-Th-Pb dating of carbonates.