[P-PS08] 太陽系物質進化

[PPS08-15] Tarda隕石中のドロマイトの酸素同位体組成

*菅原 慎吾¹、藤谷 渉¹、牛久保 孝行² (1.茨城大学、2.海洋研究開発機構高知コア研究所)

キーワード：Tarda隕石、ドロマイト、酸素同位体、水質変成

炭素質コンドライト隕石には、母天体上での水質変成作用によって形成される炭酸塩鉱物が観察される場合がある。炭酸塩鉱物の酸素同位体組成は、¹⁶Oに枯渇した水と¹⁶Oに富んだ無水鉱物との反応による流体の進化を記録している。CMコンドライトでは、マトリクス中の空隙に沈殿したカルサイト [CaCO₃] (Type 1: T1) が高いδ¹⁸O, Δ¹⁷O値を示し、他の鉱物をリプレイスしたと考えられるカルサイト (Type 2: T2) が低いδ¹⁸O, Δ¹⁷O値を示す (e.g., Vacher et al., 2019)。水質変成度の高い隕石では、沈殿したドロマイト [CaMg(CO₃)₂] が観察され、その酸素同位体組成はT1、T2カルサイトの中間的な組成を示す (Tyra et al., 2016; Lindgren et al., 2017)。

今回、我々はTarda隕石 (C2-ungrouped) 中に、沈殿したドロマイト (T1)、および、コンドルールなどをリプレイスしたドロマイト (T2) を観察した (図1)。Tarda隕石はD型小惑星起源と推定されるTagish Lake隕石との類似が指摘されているが (e.g., Marrocchi et al., 2021)、これらの隕石でリプレイス型の炭酸塩の報告はなく、その水質変成過程はあまり制約されていない。そこで本研究では、T1, T2ドロマイトの局所酸素同位体分析を行った。

酸素同位体分析はJAMSTEC高知コア研究所の二次イオン質量分析計 (SIMS: CAMECA ims-1280HR) で行った。測定には、¹³³Cs⁺の一次イオンビーム (20 kV, 20 pA, ∼2 µm) を用いた。Tarda隕石中のドロマイトを10~15点測定するごとにスタンダード (UW-6220, ドロマイト) を5点測定して補正係数を決定した。測定の再現性 (2SD) はδ¹⁸O = ±0.9 ~ 3.9‰, Δ¹⁷O = ±0.7 ~ 1.6‰であった。結果、T1ドロマイトのδ¹⁸Oは29 ∼ 34‰, Δ¹⁷Oは−2.6 ∼ 1.0‰ (n = 31, 加重平均: −0.64‰) であり、T2ドロマイトのδ¹⁸Oは29 ∼ 33‰, Δ¹⁷Oは−2.9 ∼ 1,1‰ (n = 23, 加重平均: −0.72‰) であった。ドロマイトの酸素同位体分析ではFe量に依存したマトリクス効果の影響が大きい (Śliwiński et al., 2016)。現在Fe量が適合する標準試料分析を準備中であり、最終的にはδ¹⁸O値は最大10‰程度低い値になると予想される。ただし、T1、T2間でFe量に系統的な違いはほとんど観察されず、Śliwiński et al. (2016) による補正式を暫定的に適用した場合も両者の酸素同位体組成は区別できない (図2)。したがって、今回分析したTarda試料ではCMカルサイトとは異なり、流体の酸素同位体組成が平衡に近い状態でT1、T2ドロマイトが形成されたことを示唆している。
今後、非晶質炭酸塩を経由したドロマイト合成法 (Sugawara et al., 2022) により作製されたMn-, Cr-, Fe-含有ドロマイト標準試料を用いて、T1、T2ドロマイトのMn-Cr年代測定を行い、形成年代の差異を観察する予定である。