Short communication: Inverse correlation between radiation damage and fission-track etching time on monazite

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

Geochronology (Internet), 6(3), p.313 - 323, 2024/07

https://doi.org/10.5194/gchron-6-313-2024

本研究ではモナズ石の化学組成と放射線損傷がフィッション・トラックのエッチング時間に与える影響を調べた。モナズ石のフィッション・トラック年代測定法は超低温熱年代としての応用が期待されているが、モナズ石の化学組成や放射線損傷がフィッション・トラックのエッチング時間に与える影響は明らかになっておらず、分析方法が確立していない。私たちはモナズ石のラマン分光分析と化学組成の定量分析から、日本国内のモナズ石試料について放射線損傷の蓄積レベルを見積もった。またフィッション・トラックのエッチング実験を行い、これらの変数がエッチングの時間に与える影響を調べた。

HTTR1次ヘリウム循環機フィルタの差圧上昇事象,1; 差圧上昇事象の原因調査

根本 隆弘; 荒川 了紀; 川上 悟; 長住 達; 横山 佳祐; 渡部 雅; 大西 貴士; 川本 大樹; 古澤 孝之; 猪井 宏幸; et al.

JAEA-Technology 2023-005, 33 Pages, 2023/05

JAEA-Technology-2023-005.pdf:5.25MB

HTTR (High Temperature engineering Test Reactor) RS-14サイクルの原子炉出力降下において、ヘリウムガス循環機のフィルタ差圧が上昇傾向となった。この原因を調査するため、1次ヘリウム純化設備のガス循環機の分解点検等を実施した結果、ガス循環機内のシリコンオイルミストがチャコールフィルタの性能低下で捕集できなくなり、1次系統に混入したためと推定された。今後は、フィルタ交換を実施するとともに、さらなる調査を進め、再発防止対策を策定する予定である。

Solidification depth and crystallization age of the Shiaidani Granodiorite; Constraints to the average denudation rate of the Hida Range, central Japan

河上 哲生*; 末岡 茂; 横山 立憲; 鏡味 沙耶; King, G. E.*; Herman, F.*; 塚本 すみ子*; 田上 高広*

Island Arc, 30(1), p.e12414_1 - e12414_11, 2021/01

https://doi.org/10.1111/iar.12414

Solidification pressure and crystallization age of the ca 5 Ma Shiaidani Granodiorite (Hida Mountain Range, central Japan) are determined based on Al-in-hornblende geobarometry and U-Pb zircon dating. Al-poor patchy replacements developed in amphiboles are common in this granite and petrographic study revealed that the replacements include chloritized biotite and albitic plagioclase. These are probably the hydrothermally recrystallized domains, and should not be used for solidification pressure estimates. Magmatic rim of amphibole is characterized by Si 7.3 a.p.f.u. (AlIV 0.7 a.p.f.u.), and utilized in solidification pressure estimate that yielded 0.17-0.29 GPa. The solidification age of the granite is estimated as ca 5.6-5.2 Ma using U-Pb zircon dating. From these data, the lower limit of an average denudation rate after ca 5.6-5.2 Ma for the area where Shiaidani Granodiorite is exposed is estimated as 0.93-2.5 mm/year.

HTTRにおけるガス圧縮機のシールオイル漏れに係る改善,2

根本 隆弘; 金城 紀幸*; 関田 健司; 古澤 孝之; 黒羽 操; 川上 悟; 近藤 雅明

JAEA-Technology 2015-006, 36 Pages, 2015/03

JAEA-Technology-2015-006.pdf:16.77MB

高温工学試験研究炉(HTTR)の原子炉補助施設に設置しているガス圧縮機は、冷却材ヘリウムの漏えい防止等の観点から複雑なロッドシール機構を有している。一方、これまでの運転経験において当該シール機構からのシールオイル漏れが頻発していたため、シール材の変更等による洩れ対策を行ってきたが、期待した効果が得られなかった。そこで、シールオイル漏れが頻発しているガス圧縮機のシール材を、仕様の異なるものに交換したところ、シールオイル漏れの発生が大幅に低減した。検討の結果、個々のガス圧縮機の特性に応じた適切なシール材を選定することが、シールオイル漏れ対策に有効であることが確認できた。また、これまでの運用経験を踏まえて、HTTRのガス圧縮機により適切なシールオイル漏れに関する判断基準と運用方法を立案した。本報は、HTTRで使用しているガス圧縮機のシールオイル漏れに係る改善方法について検討した結果をまとめたものである。

鮮新世第四紀花崗岩類の形成深度・年代に基づく飛騨山脈黒部地域の削剥史(速報)

末岡 茂; 河上 哲生*; 鈴木 康太*; 山崎 あゆ*; 鏡味 沙耶; 長田 充弘; 横山 立憲; 田上 高広*

no journal, , 

飛騨山脈黒部地域の削剥史解明のため、同地域の鮮新世から第四紀花崗岩類を対象として、Al-in-Hbl地質圧力計で形成深度を、ジルコンU-Pb年代で形成年代を推定した。その結果、以下の可能性が示された。(1)約5Maと約0.8Maの岩体の形成深度は、いずれも6-9km程度で有意差がなかったことから、本地域の隆起・削剥は約0.8Ma以降に本格化したと考えられる。(2)約0.8Ma以降の平均削剥速度は、祖母谷の付近では8-10mm/yrと計算できる。(3)東西方向でも形成深度に有意差はみられず、黒部-高瀬破砕帯の逆断層運動により上盤側(東側)が東傾動しているという従来のモデルとは不調和である。

花粉センサーを応用した海塩粒子のリアルタイム測定の検討

大谷 恭平; 五十嵐 誉廣; 河上 由行*; 林 真由美*; 野間 靖久*; 天野 宏信*

no journal, , 

市販の花粉センサーを応用して大気腐食において鋼材の腐食速度に影響する因子である海塩粒子のリアルタイム測定を試み、花粉センサーによって鉱物粒子と海塩粒子を判別することが可能であることを示唆する結果が得られた。

Solidification pressures and ages recorded in mafic microgranular enclaves in the Kurobegawa Granite

鈴木 康太*; 河上 哲生*; 末岡 茂; 山崎 あゆ*; 鏡味 沙耶; 横山 立憲; 田上 高広*

no journal, , 

The Kurobegawa Granite is the youngest exposed pluton in the world and its exhumation mechanism is highly debated. In reconstructing exhumation histories of young plutons, combining solidification pressure estimate by Al-in-hornblende geobarometers with age determination by U-Pb zircon dating is an effective method. In the case of the Kurobegawa pluton, however, rare hornblende occurrence in the host granite makes it difficult to estimate the solidification pressure by this method. Alternatively, we focus on mafic microgranular enclaves (MMEs) and evaluate whether the solidification pressures and ages of MMEs coincide with those of the host granite. In each sample, the estimated solidification pressures of the MMEs and the host granite overlap well. The ages for MMEs tend to be younger than the host granites, although they slightly overlap within uncertainty. The age variations may reflect the difference in timing of zircon crystallization between the MMEs and the host granites. This is supported by the relatively lower zircon saturation temperatures of the MMEs compared to the lower Kurobegawa Granites. Therefore, the U-Pb zircon ages of the MMEs may better represent the final solidification timing of the host granites. Assuming rock density of 2700 kg/m and lithostatic pressure, solidification depth of the MME from the middle unit is estimated as 6.9 1.1 km to 9.2 1.5 km. Dividing the solidification depth by the U-Pb zircon age obtained from the same MME gives average exhumation rate of 7.1-14.5 mm/yr. Similarly, the MME from the lower unit gives average exhumation rate of 5.5-14.4 mm/yr. Further petrological and geochronological studies using MMEs throughout the Kurobegawa pluton may help us to understand the exhumation mechanism of the world's youngest exposed granitic pluton.

鮮新世第四紀花崗岩類の形成深度・年代に基づく飛騨山脈黒部地域の削剥史と隆起メカニズム

末岡 茂; 河上 哲生*; 鈴木 康太*; 鏡味 沙耶; 横山 立憲; 長田 充弘; 山崎 あゆ*; 東野 文子*; King, G. E.*; 塚本 すみ子*; et al.

no journal, , 

飛騨山脈の黒部地域は、世界でもっとも若い黒部川花崗岩を含む10-0.8Maの若い花崗岩類が露出しており、第四紀に急激な隆起・削剥を被ったと考えられている。しかし、熱構造および熱史が複雑であるため、熱年代法に基づいた削剥史の復元が困難であった。講演者らのグループは、これらの若い花崗岩類について、Al-in-Hbl地質圧力計で形成深度を、ジルコンU-Pb法で形成年代を決めることにより、温度構造に依らずに削剥史を復元することを試みている。2021年大会の講演では、約5Maの試料3点、約0.8Maの試料1点の結果を報告した。その結果、以下の3点を予察的な解釈として報告した。(1)約5Maと約0.8Maの岩体の形成深度は、いずれも6-9km程度で有意差がなかったことから、本地域の隆起・削剥は約0.8Ma以降に本格化したと考えられる、(2)約0.8Ma以降の平均削剥速度は、祖母谷の付近では、8-10mm/yrと計算できる、(3)東西方向でも形成深度に有意差はみられず、黒部-高瀬破砕帯の逆断層運動により上盤側(東側)が東傾動しているという従来のモデルとは不調和である。その後の追加分析により、2022年1月現在時点で、約5Maの試料5点、約2-1Maの試料2点、約0.8Maの試料5点、約65Ma以前の試料2点の計14点のデータを取得した。これらの追加データを踏まえても、上記3点の解釈は大局的には変わっておらず、これらの解釈が補強された形となった。なお近年、黒部地域の隆起メカニズムとして、前述の東傾動モデル以外にも、爺ヶ岳カルデラの再生ドームモデルや、熱水混合層による加熱に伴う変形集中モデルといった新たな説が提唱されている。講演当日には、これらの説についても本研究データとの整合性を検討する予定である。

Separation of exhumation and post-intrusion cooling with thermochronology, Al-in-Hbl geobarometry, and numerical thermal modeling; An Example from Central Japan

南 沙樹*; 末岡 茂; 福田 将眞; Malatesta, L.*; 河上 哲生*; 東野 文子*; 梶田 侑弥*; 田上 高広*

no journal, , 

The Tanigawa-dake area, in the southern end of the Northeast Japan arc, hosts such granites of late Miocene to Pliocene ages ranging from 6.0-5.5 Ma, ca 4.0 Ma to 3.3-3.2 Ma (zircon U-Pb). Previous studies also reported zircon (U-Th)/He dates (ZHe) of 3.3-1.4 Ma and apatite (U-Th-Sm)/He (AHe) dates of 2.8-1.0 Ma for these young granites and the Cretaceous granites. Exhumation rates of 0.3-1.7 mm/yr were estimated by AHe dates and assumption of constant geothermal gradients of 40-60 K/km. However, the AHe dates might reflect initial cooling phase of the young plutons as well as cooling derived from exhumation, potentially leading to an overestimation of exhumation rates in the Tanigawa-dake area. This study aims to constrain a more reliable exhumation history. We applied two methods for the youngest pluton (ca 3.3 Ma): (1) Al-in-Hbl geobarometry to estimate the emplacement depth and (2) 1D numerical simulation of geothermal structure based on heat advection-diffusion-production equation to explore the best cooling/exhumation histories consistent with the reported zircon U-Pb age, ZHe and AHe dates. As a result of Al-in-Hbl geobarometry, solidification pressures of 0.9-2.6 kbar were estimated. Emplacement depths derived from these pressures are 3.4-9.5 km. Exhumation rates were calculated to be 1.0-2.9 mm/yr for the youngest pluton, assuming an intrusive age of ca 3.3 Ma. In the 1D heat advection-diffusion-generation model, the best exhumation rates are ca 1.2 mm/yr and the best emplacement depth is ca 4.0 km. Comparing with the exhumation rate estimated from the AHe age of ca 1.0 Ma in the same pluton, the exhumation rates by geobarometry are equal to or higher than the rate by AHe date. Similarly, the modeled rate fits with the exhumation rate by AHe age. This indicates that the initial cooling was finished by the time of the AHe date for ca 3 Ma pluton, i.e., the previous geothermal structure in this area had relaxed to the current one.

Improved exhumation history estimates for the Pliocene Tanigawa-dake granites using thermochronometry, Al-in-Hbl geobarometry and 1D heat numerical modeling

南 沙樹*; 末岡 茂; 福田 将眞; Malatesta, L.*; Kohn, B. P.*; 河上 哲生*; 東野 文子*; 梶田 侑弥*; 田上 高広*

no journal, , 

We attempt to constrain a reliable exhumation history for the youngest plutons, central Tanigawa-dake area, using two methods: (1) Al-in-Hbl geobarometry to estimate emplacement depths and (2) 1D numerical simulation to explore the best exhumation/cooling histories that fit the reported zircon U-Pb, zircon and apatite (U-Th)/He (ZHe and AHe) dates. As a result of Al-in-Hbl geobarometry, solidification pressures of 0.9-2.6 kbar were obtained. Emplacement depths of 3.4-9.5 km were estimated from the pressures and a crustal density of 2.7 g/cm. Exhumation rates were calculated to be 1.0-2.9 mm/yr for the youngest pluton, assuming an intrusive age of ca. 3.3 Ma. As a result of the 1D numerical simulation, the best exhumation rate is estimated to be ca. 1.2 mm/yr and the best emplacement depth is ca. 4.0 km. Comparing with the AHe-derived exhumation rate (0.8-1.7 mm/yr) in the same pluton, the geobarometry-derived exhumation rate (1.0-2.9 mm/yr) are comparable or higher. The modeled exhumation rate (1.2 mm/yr) is within the range of the exhumation rates estimated by the AHe age. This indicates that the AHe date of the ca. 3.3 Ma pluton does not reflect the initial cooling but exhumation. Consequently, the exhumation rate calculated from the AHe dates and current geothermal gradient were consistent with those obtained from the combination of geobarometry, zircon U-Pb dating and numerical thermal modeling.