[P-PS22] 太陽系における惑星物質の形成と進化

[PPS22-12] Vigarano隕石産Type B1 CAIの酸素同位体分布

*山本 淳博¹、川崎 教行¹、坂本 直哉¹、圦本 尚義¹ (1.北海道大学)

キーワード：CAI, 隕石, 酸素同位体, SIMS

隕石に含まれるCa-Al-rich inclusion（CAI）は，太陽系最古の岩石である．CAIはその構成鉱物内・鉱物間において不均一な酸素同位体組成をもつ（e.g., Yurimoto et al., 1998）．CAI鉱物の不均一な酸素同位体組成は，初期太陽系星雲の異なる酸素同位体組成をもつ領域における，複数回溶融，凝縮，固体中での拡散などの熱プロセス中，あるいは隕石母天体上での変成変質作用中に決定されたと考えられている（Yurimoto et al., 2008）．しかし，各CAI，各鉱物において，その酸素同位体組成を決めた最も効果的なプロセスは異なる．本研究では，CAI中の不均一な酸素同位体分布が，どのように決まったかを理解するために，CAI中の広範囲にわたり系統的に酸素同位体分析を行い，岩石観察結果と比較した．
試料にはVigarano隕石中のType B1 CAIを用いた．試料の観察と元素分析はFE-SEM-EDS（JEOL JSM-7000F; Oxford X-Max 150）を用いて行った．酸素同位体分析はSIMS（Cameca ims-1280 HR）で行った．二次イオンの¹⁶O^-，¹⁷O^-，¹⁸O^-を3つの検出器で同時に検出するマルチコレクションモードを用い，25ミクロン間隔で40 x 40点格子状に1 mm角を3領域，計4800点分析した．二次イオンは一点あたり10秒ずつ分析し，プレスパッタ，ステージ移動を含めた分析時間は，一点あたり55秒であった．
本CAIは，6.5 x 3 mmの大きさで，不規則で波打った外形をしている．CAIは，スピネル，メリライト，アノーサイト，Al-Tiに富むオージャイト（ファッサイト）から成るコア部と，主にメリライトから成るマントル部で構成され，周囲はWark-Loveringリムに囲まれる．このCAIは大きく欠損していてその本体の形は不明である．バルク化学組成は，一般的なType B1 CAIのものと一致する（Grossman, 1975）．相図より，メルトからの結晶化順序はスピネル，メリライト，アノーサイト，ファッサイトである（Stolper, 1982）．
各鉱物の酸素同位体比は三酸素同位体図上では，CCAM線上に沿い分布していることがわかった．構成鉱物ごとに分けたヒストグラムを見ると，スピネルとメリライト はそれぞれ¹⁶O-rich（δ¹⁸O = -45パーミル） と¹⁶O-poor（δ¹⁸O = 11パーミル） の部分に集中している．アノーサイトは¹⁶O-rich と¹⁶O-poor の部分それぞれにピークをもつバイモーダルな分布を示している．ファッサイトは¹⁶O-rich の測定点が多く，¹⁶O-poor側にテールをもつ．
分析したCAIの酸素同位体分布は，¹⁶Oに富む側から，スピネル，ファッサイトとアノーサイト，メリライトの順であり，メルトからの結晶化から単純に説明することは不可能である．したがって，本CAIの酸素同位体分布は，一度以上の複数回再溶融の結果，もしくは加熱溶融以外のプロセスで決定されていたと考えられる．