10:45 〜 12:15
[PPS08-P08] CVコンドライト隕石の細粒CAIに含まれる高温凝縮鉱物のAl–Mg年代学
キーワード：CAI、Al-Mg、初期太陽系、二次イオン質量分析法
コンドライト隕石中の細粒CAI（Ca-Al-rich inclusion）は，高温凝縮鉱物の集合体である（Krot et al., 2004）。二次イオン質量分析法（SIMS）を用いたAl−Mg鉱物アイソクロンデータにより，CVコンドライト中の個々の細粒CAIの初生26Al/27Al比は，~5.2 × 10–5から~3.4 × 10–5の間で分布することが明らかになった（MacPherson et al., 2010, 2020; Kawasaki et al., 2020）。形成領域において26Al量が均一であったことを仮定すると，この分布は約50万年の形成年代の広がりに相当し，細粒CAIは太陽系最初期の約50万年間形成し続けていたことを示す。
我々の先行研究において，Northwest Africa 8613 reduced CVコンドライト中のヒボナイトに富む細粒CAI，HKD01を構成するヒボナイト，スピネル，メリライトのAl−Mg同位体分析を行った（Kawasaki et al., 2020; Wada et al., 2020）。HKD01のスピネルとメリライトの鉱物アイソクロンは，初生26Al/27Al比 = (4.81 ± 0.09) × 10–5を示したが，ヒボナイトデータを用いた回帰直線は，初生26Al/27Al比 = (4.55 ± 0.05) × 10–5を示した。HKD01の岩石鉱物組織（Wada et al., 2020）と平衡凝縮計算（Yoneda and Grossman, 1995）から，ヒボナイトはスピネル・メリライトよりも先に形成したと考えられる。そのため，両者の形成順序と逆転した初生26Al/27Al比の関係が正しいとすると，HKD01形成領域において26Al量が不均一であったことになる。一方で，Wada et al. (2020)は，SIMS分析におけるヒボナイトの27Al/24Mgの相対感度係数（RSF）が，化学組成により変動することにより，両者の初生26Al/27Al比が逆転した可能性を提唱した。
本研究ではこの問題を解決し，細粒CAIの正確な初生26Al/27Al比を決定するために，異なる化学組成をもつ3つのヒボナイト標準試料を合成した。そしてそれぞれの27Al/24Mg のRSFを測定し，同分析セッションにおいて細粒CAI HKD01に含まれるヒボナイトのAl−Mg同位体の再分析を行い，スピネル・メリライトの鉱物アイソクロンデータとの直接比較を行った。SIMSによる分析条件は，Kawasaki et al. (2019, 2020, 2021)とWada et al. (2020)とほぼ同様である。
3つの合成ヒボナイト標準試料は，それぞれが数マイクロメートル以下の多数の結晶から成り，均一な27Al/24Mg比をもつ。それぞれの27Al/24Mg比は，31.71 ± 0.05 (Hib30と名付ける), 100.71 ± 0.12 (Hib100), 386.8 ± 1.0 (Hib400)である。SIMSで測定した27Al/24MgのRSFは，化学組成により変動することがわかった。Hib100とHib400は，分析誤差0.3–0.6%内で等しいRSFを示したが，Hib30はそれらとは2–3%ほど異なるRSFを示した。つまり，未知ヒボナイト試料の正確なAl−Mg同位体データを得るためには適切な標準試料が必要である。
合成ヒボナイト試料を用いてRSF補正を行い新しく取得した，Al−Mg同位体データより得られたHKD01のヒボナイトの鉱物アイソクロンは，初生26Al/27Al比 = (4.73 ± 0.09) × 10–5を示した（Fig. 1）。この初生比は，同FGIのスピネルとメリライトの鉱物アイソクロンが示す初生26Al/27Al比 = (4.81 ± 0.09) × 10–5 (Kawasaki et al., 2020)と誤差内で一致する。ヒボナイトはスピネル・メリライトよりも先に形成したものであるため（Wada et al. 2020），両者の最大の年代差は2万年と見積もられる。これは，HKD01の構成鉱物が，最初期太陽系において，2万年以内の間に形成していたことを示す。この期間は，細粒CAIの形成期間である約50万年 (Kawasaki et al., 2020)よりもかなり短い。HKD01は，そのような短期間での形成後に，気相との著しい化学反応，および再溶融を受けることなく速やかにCAI形成領域から取り去られ，母天体集積領域にまで運ばれたものであると考えられる。
我々の先行研究において，Northwest Africa 8613 reduced CVコンドライト中のヒボナイトに富む細粒CAI，HKD01を構成するヒボナイト，スピネル，メリライトのAl−Mg同位体分析を行った（Kawasaki et al., 2020; Wada et al., 2020）。HKD01のスピネルとメリライトの鉱物アイソクロンは，初生26Al/27Al比 = (4.81 ± 0.09) × 10–5を示したが，ヒボナイトデータを用いた回帰直線は，初生26Al/27Al比 = (4.55 ± 0.05) × 10–5を示した。HKD01の岩石鉱物組織（Wada et al., 2020）と平衡凝縮計算（Yoneda and Grossman, 1995）から，ヒボナイトはスピネル・メリライトよりも先に形成したと考えられる。そのため，両者の形成順序と逆転した初生26Al/27Al比の関係が正しいとすると，HKD01形成領域において26Al量が不均一であったことになる。一方で，Wada et al. (2020)は，SIMS分析におけるヒボナイトの27Al/24Mgの相対感度係数（RSF）が，化学組成により変動することにより，両者の初生26Al/27Al比が逆転した可能性を提唱した。
本研究ではこの問題を解決し，細粒CAIの正確な初生26Al/27Al比を決定するために，異なる化学組成をもつ3つのヒボナイト標準試料を合成した。そしてそれぞれの27Al/24Mg のRSFを測定し，同分析セッションにおいて細粒CAI HKD01に含まれるヒボナイトのAl−Mg同位体の再分析を行い，スピネル・メリライトの鉱物アイソクロンデータとの直接比較を行った。SIMSによる分析条件は，Kawasaki et al. (2019, 2020, 2021)とWada et al. (2020)とほぼ同様である。
3つの合成ヒボナイト標準試料は，それぞれが数マイクロメートル以下の多数の結晶から成り，均一な27Al/24Mg比をもつ。それぞれの27Al/24Mg比は，31.71 ± 0.05 (Hib30と名付ける), 100.71 ± 0.12 (Hib100), 386.8 ± 1.0 (Hib400)である。SIMSで測定した27Al/24MgのRSFは，化学組成により変動することがわかった。Hib100とHib400は，分析誤差0.3–0.6%内で等しいRSFを示したが，Hib30はそれらとは2–3%ほど異なるRSFを示した。つまり，未知ヒボナイト試料の正確なAl−Mg同位体データを得るためには適切な標準試料が必要である。
合成ヒボナイト試料を用いてRSF補正を行い新しく取得した，Al−Mg同位体データより得られたHKD01のヒボナイトの鉱物アイソクロンは，初生26Al/27Al比 = (4.73 ± 0.09) × 10–5を示した（Fig. 1）。この初生比は，同FGIのスピネルとメリライトの鉱物アイソクロンが示す初生26Al/27Al比 = (4.81 ± 0.09) × 10–5 (Kawasaki et al., 2020)と誤差内で一致する。ヒボナイトはスピネル・メリライトよりも先に形成したものであるため（Wada et al. 2020），両者の最大の年代差は2万年と見積もられる。これは，HKD01の構成鉱物が，最初期太陽系において，2万年以内の間に形成していたことを示す。この期間は，細粒CAIの形成期間である約50万年 (Kawasaki et al., 2020)よりもかなり短い。HKD01は，そのような短期間での形成後に，気相との著しい化学反応，および再溶融を受けることなく速やかにCAI形成領域から取り去られ，母天体集積領域にまで運ばれたものであると考えられる。