11:30 〜 11:45
[SCG57-04] LA-MC-ICP-MSを用いたモナズ石のU–Pb年代測定法の開発
キーワード：モナズ石、地質年代学、U–Pb年代測定、LA-ICP-MS
モナズ石は地質年代学研究において最も有用な鉱物の一つであり, 変成作用の異なる段階の時期を決定するために使用できる[例1]. モナズ石年代測定における重要な利点は, ジルコンでは保存されにくい初期のプログレード変成段階の年代データを取得できることである[例2]. 信頼性の高い年代データを得るには, 岩石学の知見と組み合わせた薄片下でのその場年代測定が重要であり[例 3, 4], 高感度かつ高空間分解能の分析技術が求められる.
モナズ石の年代学に関する初期の研究は, 二次イオン質量分析法（SIMS）を用いて行われた [例 5]. SIMSを用いる分析では, 複雑なイオン化プロセスと分析対象元素や試料マトリクスの物理化学的特性に依存するイオン化効率の影響により, 元素分別が生じるため, 正確なU–Pb年代測定には, 未知試料とマトリクスが合致する参照物質が必要となる. 特に, ジルコン以外の年代参照物質がほとんど存在しない若い鉱物の年代決定において, この点が大きな課題となる.
課題解決に向けた代替手法として, レーザーアブレーション誘導結合プラズマ質量分析（LA-ICP-MS）が挙げられる. LAの高いサンプリング効率とICPの高いイオン化効率により, 元素分別が抑制され, 元素比分析の高精度化が可能となる. さらに, フェムト秒レーザーアブレーションを用いることで, 熱負荷を低減し, 元素分別をさらに抑制できる[6]. 近年, 若い鉱物試料の年代測定に対応するため, 三基のデイリー検出器を備えたマルチコレクター型LA-ICP-MSが開発されている[e.g., 7]. これにより, 206Pb, 207Pb, 235Uの同時測定が可能となり, 従来のシングルコレクター型LA-ICP-MSによる測定[例8]と比較して測定効率が向上し, 微量放射性同位体の高精度分析が実現した. さらに, デイリー検出器は100～107カウント毎秒（cps）の広いダイナミックレンジによって, 若い試料のU–Pb年代測定の分析精度が向上している. 本研究では, フェムト秒レーザーアブレーションを組み合わせたMC-ICP-MSを用いて, モナズ石のU–Pb年代測定を実施した.
実験には, USGSモナズ石44069（約425 Ma, [9]）をPb/U較正のための一次参照物質として使用し, 分析精度を評価するために, ナマクアランド産モナズ石（約1033 Ma, [10]）および16-F-6モナズ石（約2.8 Ga, [11]）を二次参照物質として使用し, LAは10 µmのスポットサイズで実施した. その結果, ナマクアランド産モナズ石の238U–206Pb年代は1032 ± 11 Ma（2σ, n = 10, MSWD = 1.7）, 235 U–207Pb年代は1038.7 ± 8.3 Ma（2σ, n = 10, MSWD = 0.86）であった. また, 16-F-6モナズ石のU–Pbインターセプト年代は2838 ± 55 Ma（2σ, n = 10, MSWD = 73）であった. これらの測定結果は文献値と一致しており, 各スポットデータの相対不確かさは2～3%である. さらに, 本手法を適用して, 沢入花崗閃緑岩から採取されたSori 06モナズ石の年代測定を実施した（ジルコンU–Pb年代: 93.9 ± 0.6 Ma, [12]）. 本手法の高い空間分解能, 精度, および正確性により, モナズ石内部のコア-リム構造に対応する238U–206Pb年代のばらつき（93 Ma～80 Ma）が確認できた. これは, この地域におけるマグマ活動の継続期間を反映している可能性がある. 発表では, 本手法のペトロクロノロジーへの応用可能性についてさらに議論する.
引用文献
[1] Rubatto et al. (2012) [2] Warren et al. (2018) [3] Iaccarino et al. (2015) [4] Catlos et al. (2002) [5] Harrison et al. (1995) [6] Russo et al. (2002) [7] Hattori et al. (2017) [8] Kohn & Vervoort (2008) [9] Aleinikoff et al. (2006) [10] Knoper et al. (2001) [11] Simonetti et al. (2006) [12] Ogasawara et al. (2013)
モナズ石の年代学に関する初期の研究は, 二次イオン質量分析法（SIMS）を用いて行われた [例 5]. SIMSを用いる分析では, 複雑なイオン化プロセスと分析対象元素や試料マトリクスの物理化学的特性に依存するイオン化効率の影響により, 元素分別が生じるため, 正確なU–Pb年代測定には, 未知試料とマトリクスが合致する参照物質が必要となる. 特に, ジルコン以外の年代参照物質がほとんど存在しない若い鉱物の年代決定において, この点が大きな課題となる.
課題解決に向けた代替手法として, レーザーアブレーション誘導結合プラズマ質量分析（LA-ICP-MS）が挙げられる. LAの高いサンプリング効率とICPの高いイオン化効率により, 元素分別が抑制され, 元素比分析の高精度化が可能となる. さらに, フェムト秒レーザーアブレーションを用いることで, 熱負荷を低減し, 元素分別をさらに抑制できる[6]. 近年, 若い鉱物試料の年代測定に対応するため, 三基のデイリー検出器を備えたマルチコレクター型LA-ICP-MSが開発されている[e.g., 7]. これにより, 206Pb, 207Pb, 235Uの同時測定が可能となり, 従来のシングルコレクター型LA-ICP-MSによる測定[例8]と比較して測定効率が向上し, 微量放射性同位体の高精度分析が実現した. さらに, デイリー検出器は100～107カウント毎秒（cps）の広いダイナミックレンジによって, 若い試料のU–Pb年代測定の分析精度が向上している. 本研究では, フェムト秒レーザーアブレーションを組み合わせたMC-ICP-MSを用いて, モナズ石のU–Pb年代測定を実施した.
実験には, USGSモナズ石44069（約425 Ma, [9]）をPb/U較正のための一次参照物質として使用し, 分析精度を評価するために, ナマクアランド産モナズ石（約1033 Ma, [10]）および16-F-6モナズ石（約2.8 Ga, [11]）を二次参照物質として使用し, LAは10 µmのスポットサイズで実施した. その結果, ナマクアランド産モナズ石の238U–206Pb年代は1032 ± 11 Ma（2σ, n = 10, MSWD = 1.7）, 235 U–207Pb年代は1038.7 ± 8.3 Ma（2σ, n = 10, MSWD = 0.86）であった. また, 16-F-6モナズ石のU–Pbインターセプト年代は2838 ± 55 Ma（2σ, n = 10, MSWD = 73）であった. これらの測定結果は文献値と一致しており, 各スポットデータの相対不確かさは2～3%である. さらに, 本手法を適用して, 沢入花崗閃緑岩から採取されたSori 06モナズ石の年代測定を実施した（ジルコンU–Pb年代: 93.9 ± 0.6 Ma, [12]）. 本手法の高い空間分解能, 精度, および正確性により, モナズ石内部のコア-リム構造に対応する238U–206Pb年代のばらつき（93 Ma～80 Ma）が確認できた. これは, この地域におけるマグマ活動の継続期間を反映している可能性がある. 発表では, 本手法のペトロクロノロジーへの応用可能性についてさらに議論する.
引用文献
[1] Rubatto et al. (2012) [2] Warren et al. (2018) [3] Iaccarino et al. (2015) [4] Catlos et al. (2002) [5] Harrison et al. (1995) [6] Russo et al. (2002) [7] Hattori et al. (2017) [8] Kohn & Vervoort (2008) [9] Aleinikoff et al. (2006) [10] Knoper et al. (2001) [11] Simonetti et al. (2006) [12] Ogasawara et al. (2013)