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湯口 貴史*; 伊藤 大智*; 横山 立憲; 坂田 周平*; 鈴木 哲士*; 小北 康弘; 八木 公史*; 井村 匠*; 甕 聡子*; 大野 剛*
Lithos, 440-441, p.107026_1 - 107026_14, 2023/03
被引用回数：0 パーセンタイル：0.02(Geochemistry & Geophysics)本研究は、花崗岩質プルトンのジルコン成長過程を解明するために、3次元立体的なカソードルミネセンス(CL)パターン,U-Pb年代,チタン濃度,Th/U比の変動に基づく新しいアプローチ方法を提案するものである。また、本研究では、九州中央部に位置する大崩山花崗岩(OKG)のジルコン成長過程に着目し、この方法を用いて花崗岩質プルトンの形成に至るマグマ溜まりでの結晶化プロセスの解明を目的とした。大崩山花崗岩体は黒雲母花崗岩(BG),角閃石花崗岩(HG),角閃石花崗閃緑岩(HGD)の3つの岩相から構成されている。まず、ジルコン結晶の3次元内部構造と成長様式を明らかにするため、試料の多断面についてCL観察を行った。同時に、試料の中心部のジルコンのU-Pb年代とチタン濃度も測定した。CLパターンから確認できるオシラトリーゾーニングの3次元分布からは、結晶核を決定することができる。花崗岩試料のジルコンU-Pb年代とTi濃度の同時測定は、花崗岩マグマが固化するまでの時間-温度(t-T)履歴を示すものである。BG, HG, HGDの温度履歴はマグマ溜り内での類似した冷却挙動を示し、16Maから10Maの間にジルコン結晶化温度から黒雲母K-Ar系の閉鎖温度まで急速に冷却されたことがわかった。また、Th/U比の温度に対する変化も、約670
Cの境界で異なる傾向を示した。マグマ溜まりでの分別結晶は670C以上で著しく進行し、670C以下では結晶化が緩やかになり、マグマ組成の変化が小さくなっていたことが示された。BG, HG, HGDの温度に対するTh/U比の変化は共通の傾向を示し、すなわち大崩山花崗岩体の3つの岩相の分別結晶化の進行は同じ挙動を示し、マグマ溜り全体で同じ挙動を示すことが示された。
湯口 貴史*; 石橋 梢*; 坂田 周平*; 横山 立憲; 伊藤 大智*; 小北 康弘; 八木 公史*; 大野 剛*
Lithos, 372-373, p.105682_1 - 105682_9, 2020/11
被引用回数：3 パーセンタイル：14.2(Geochemistry & Geophysics)ジルコンのU-Pb年代とチタンの濃度を同一スポットで同時に分析することにより、その結晶化年代と結晶化温度がわかる。花崗岩中のジルコンの結晶化年代と結晶化温度を一組のデータとして取得できれば、花崗岩が固化する前のマグマの時間-温度経路を知ることができる。一方で、LA-ICP-MSによる分析で低濃度のチタンを定量することは難しい。本研究では、コリジョン-リアクションセルが搭載された四重極型ICP-MSを用いて、2つの手法により低濃度チタンの定量を試みた。この手法を黒部川花崗岩体(KRG),大崩山花崗岩体(OKG),土岐花崗岩体(TKG),遠野複合深成岩体(TPC)のジルコンに適用して分析したところ、既往研究と整合的なU-Pb年代およびチタン濃度を得た。KRG, OKG, TKG, TCPのジルコンの分析から得られた結晶化年代と結晶化温度から時間-温度経路を推定すると、試料採取されたそれぞれの場所においてジルコンが結晶化温度から急速冷却された時間-温度経路を特徴付けることができる。
横山 立憲; 湯口 貴史*; 坂田 周平*; 石橋 梢*; 小北 康弘*; 伊藤 大智*; 大野 剛*; 鏡味 沙耶; 三ツ口 丈裕; 末岡 茂
no journal, ,
ジルコンの年代測定や微量元素の定量分析から、火成活動や結晶化作用に関するタイミングや温度など生成過程の情報を得ることができる。花崗岩質な岩石においては、ジルコンのU-Pb系の閉鎖温度がその結晶化温度よりも高いため、得られるU-Pb年代はジルコンの結晶化のタイミングを示す。Yuguchi et al (2016)では、ジルコンのカソードルミネッセンスによる内部構造の観察とともに、チタン温度計を用いた結晶化温度の推定とU-Pb年代測定から結晶化年代を求めた。こうしたアプローチから、岩体の定置に関して議論することは、火成岩体の隆起・侵食史を解明する上で重要である。本研究では、ジルコンの結晶化年代と結晶化温度を同時に見積もるため、LA-ICP-MSを用いて、ジルコン中の同一領域からU-Pb年代の取得とチタン濃度の定量を行った。予察的な実験として、大崩, 遠野, 土岐, 黒部川の花崗岩体から抽出したジルコンを対象とし、それらの熱史を推定した。その結果、大崩(556-946C, 11.1-16.1Ma)、遠野(613-901C, 110.2-127.4Ma)、土岐(575-734C, 69.4-79.9Ma)、黒部川(636-779C, 0.46-1.85Ma)のそれぞれの花崗岩体のジルコンの結晶化年代と、結晶化温度を推定できた。
石橋 梢*; 坂田 周平*; 横山 立憲; 伊藤 大智*; 小北 康弘; 八木 公史*; 大野 剛*; 湯口 貴史*
no journal, ,
本研究では、ジルコンのU-Pb年代とチタン濃度の同時定量分析手法を構築し、その手法を黒部川花崗岩体・遠野複合深成岩体・土岐花崗岩体に適用し、手法の妥当性と温度・時間履歴を論じる。U-Pb年代からはジルコンの結晶化年代、チタン濃度からは結晶化温度を導出することができる。結晶中の同一地点から得られた年代・温度の情報をカソードルミネッセンス像観察から推測される内部構造と関連付けることで、単一のジルコンから岩体の温度・時間履歴(冷却プロセス)を議論することができる。このように得られる冷却プロセスは隆起・侵食史の解明にも寄与する。レーザーアブレーション試料導入を備えた誘導結合プラズマ質量分析法による分析には、日本原子力研究開発機構東濃地科学センターのAnalyteG2及びAgilent7700を用いた。
Tiを分析対象とすることで、同じ質量電荷比をもつイオンの干渉を防ぎチタン定量の信頼性を確保した。分析の結果、U-Pb年代は全ての分析点において年代値を取得することができた(黒部川花崗岩体; 8.88
1.20Maから0.450.35Ma、土岐花崗岩体: 80.725.11Maから69.417.29Ma、遠野複合深成岩体: 127.417.39Maから110.236.46Ma)。チタン濃度の定量では、濃度が低いことが原因で、黒部川花崗岩体で全23点中20点、土岐花崗岩体で全26点中10点が定量下限を下回る値を示した(定量下限: 1.92-3.35ppm、ガスブランク値の標準偏差の10倍として計算)。一方、遠野複合深成岩体は他2岩体よりもジルコンのチタン濃度が高く、全25点中定量下限を下回ったものは1点のみであった。各岩体の年代値は既存研究のデータと整合的であった。また、遠野複合深成岩体から得られた温度・時間履歴は、約900Cから620Cへ急冷する挙動を示した。このようにチタン濃度が十分に高いことが期待できるジルコンにおいては、本研究の分析条件でU-Pb年代とチタン濃度の同時定量が可能である。
伊藤 大智*; 石橋 梢*; 坂田 周平*; 横山 立憲; 小北 康弘; 八木 公史*; 大野 剛*; 湯口 貴史*
no journal, ,
本研究では、3岩相から構成される大崩山花崗岩体(黒雲母花崗岩・ホルンブレンド黒雲母花崗岩・ホルンブレンド黒雲母花崗閃緑岩)に対して、ジルコンのカソードルミネッセンス像観察に基づく成長構造の分類およびレーザーアブレーション試料導入を備えた誘導結合プラズマ質量分析法による同一分析地点におけるジルコンU-Pb年代およびチタン濃度の同時定量分析を実施した。U-Pb年代からはジルコンの結晶化年代、チタン濃度からはTi-in-zircon温度計を用いることで結晶化温度を導出できる。この結果から大崩山花崗岩体の温度・時間履歴(冷却プロセス)を論じた。このように得られる冷却プロセスは隆起・侵食史の解明にも寄与する。LA-ICP-MSによる分析には学習院大学のNd:YAGレーザーアブレーション装置(NWR-213)およびトリプル四重極ICP-MS(Agilent8800)を組み合わせたものである。本研究では分析条件を検討し、
Ti
が同じ質量電荷比のイオンとの干渉を防ぐために、O
ガスをリアクションガスとして用いた。それにより、プロダクトイオンとしてTi
Oが生成され、質量電荷比を変化させ、干渉イオンの除去が可能となる。分析の結果、大崩山花崗岩の3岩相においてU-Pb年代およびチタン濃度が得られ、年代値は大崩山花崗岩体の既存研究や新規に所得した黒雲母K-Ar年代と整合的であった。黒雲母花崗岩の試料から14.61.1Maから11.81.3Maの年代値、2.10.1ppmから27.91.4ppmのチタン濃度を得た。チタン濃度から得られた結晶化温度は、620-850Cを示した。得られた温度・時間履歴では、岩相間でマグマの冷却プロセスに大きな差異は認められず、ジルコンの冷却温度から黒雲母のK-Arの閉鎖温度までマグマ溜まりの急冷が生じていることが解明された。
湯口 貴史*; 伊藤 大智*; 横山 立憲; 坂田 周平*; 鈴木 哲士*; 小北 康弘; 八木 公史*; 井村 匠*; 甕 聡子*; 大野 剛*
no journal, ,
本研究では、花崗岩体中のジルコン成長プロセスを評価するために、三次元的なカソードルミネッセンス(CL)パターン,U-Pb年代,チタン濃度,Th/U比を組み合わせた新たな手法を提案する。また大崩山花崗岩体のジルコンの成長から、マグマ溜りプロセスの発達に関する検討を行った。大崩山花崗岩体は鉛直方向に変化する3つの岩相から構成される。試料はそれぞれの岩相から採取した。ジルコン結晶の三次元な成長様式は、ジルコンの複数断面から得られたCLパターンから評価した。花崗岩体のジルコンU-Pb年代とチタン濃度の同時定量は、ジルコンの結晶化年代と温度の決定を可能にし、花崗岩質マグマの温度時間履歴の導出を可能にする。また、本研究で実施するU-Pb年代とチタン濃度の同時定量は、ジルコンの結晶化温度の変化とTh/U比の変化を関連付けること、さらには、マグマ溜り中の温度変化に対する分別結晶の程度の変化を論ずることを可能にする。
