Etching of fission-track in Quaternary monazite samples

第四紀モナザイト試料のフィッション・トラックのエッチング

中嶋 徹   ; 福田 将眞   ; 仁木 創太*; 末岡 茂   ; 河上 哲生*; 檀原 徹*; 田上 高広*

Nakajima, Toru; Fukuda, Shoma; Niki, Sota*; Sueoka, Shigeru; Kawakami, Tetsuo*; Danhara, Toru*; Tagami, Takahiro*

本研究では第四紀モナザイト試料の年代測定に向けて、モナザイトのフィッション・トラック(MFT)のエッチング実験を行った。MFT系は非常に低温条件でアニールすることが指摘されており(Jones et al. 2021)、超低温熱年代系としての応用に期待が寄せられている。MFT年代測定が実用化されれば、地殻浅部における隆起・侵食運動や断層運動にアプローチすることが可能となる。MFTのエッチング条件を検討したJones et al. (2019)は、エッチング速度が粒子ごとの放射線損傷の蓄積度合に依存することを指摘した。先行研究では放射線損傷が蓄積した古いモナザイト試料が用いられているため、より若いモナザイトは試薬に対するエッチング耐性が高いことが予想される。本研究では放射線損傷が十分に蓄積していないと予想される第四紀のモナザイト試料を用いてMFTのエッチング実験を行うことで、適切なエッチング条件と検討するともに、放射線損傷とエッチング速度の関係性を議論する。

We conducted monazite fission-track (MFT) etching experiments for Quaternary monazite dating. Quite low-temperature annealing of the MFT system (45-25 degree: Jones et al., 2021) has been proposed, and application as an ultra-low-temperature thermochronometer is expected. The practical application of MFT dating gives us access to a geological event at ultra-low temperatures, such as shallow crustal denudation and faulting. Jones et al. (2019) examined the etching conditions and suggested that the etching rate can vary between grains depending mainly on the accumulated radiation damage. Since the monazites used in previous studies were pre-Mesozoic (Weise et al., 2009; Jones et al., 2021), younger monazites with less radiation damage would be expected to have higher etching resistance. In this study, we attempted to etch FT using the Quaternary monazites, which are expected to have less radiation damage, to investigate appropriate etching conditions and discuss a relation between etching rate and radiation damage. Monazites from the Toya Ignimbrite (ca. 0.1 Ma: Niki et al., 2022) and the Kurobegawa Granite (ca. 0.8 Ma: Ito et al., 2013) were used in this study. Euhedral monazite-(Ce) crystals have weak magnetism and can be separated by the conventional magnetic separation method. The Cretaceous monazite from the Kibe Granite (ca. 98 Ma: Skrzypek et al., 2016) was also etched for comparison.