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ニュースレター

第2４号

1-8

2011年

研究ノート

マルチクロノロジー時代のAr-Ar年代測定法の評価法について
佐藤佳子*・熊谷英憲*・兵藤博信**

What criteria should be used for Ar-Ar dating in multi-chronology?
Keiko Sato*, Hidenori Kumagai* and Hironobu Hyodo*** 独立行政法人海洋研究開発機構地球内部ダイナミクス領域，Japan agency for Marine-Earth Scienceand Technology, Institute for Research on Earth Evolution** 岡山理科大学自然科学研究所，Research Institute of Natural Sciences, Okayama University of
Science
Abstract

Recent advances in Ar-Ar dating utilizes “plateau ages” derived from multiple Ar extraction steps

as a simple standard. Regardless of the strict “plateau age” criteria, it intrinsically includes serious
problems. Potential problems arise from 1) misjudgment of age spectra as pseudo plateau due tosecondary geological disturbances or 2) poor evaluation of ages without regard to inherent
uncertainties (e.g., those of derived from calibrations). Detailed analyses by isochron and/or Ca/K
ratio spectra should be taken into account for precise evaluation of ages.
Keywords: Ar-Ar dating, plateau age, Isochron, Ca/K ratio
１．はじめにリウム）比の利用などの工夫が複数考え出されてK-Ar（カリウム−アルゴン）年代測定の発展型

きた（e.g. McDougall and Harrison, 1999）が,であるAr-Ar（アルゴン−アルゴン）年代測定

それらを適用する一般的基準は今日に至るまで

は，試料の放射化を行い試料中に含まれるカリ

統一的なものはない．また，単粒子鉱物による

ウム（K）をアルゴン（Ar）に変換することで，

Ar-Ar年代測定とこれまで行われきた数十­数百

Ar同位体比測定のみで年代を決定できる方法でmgでのAr-Ar年代測定との段階加熱やAr拡散のある．原子炉で39Kを39Arに変換することでAr同考え方の違いや年代そのものの取扱の違いによ

位体のみの測定で実施できるため，Kの定量に試り，複雑な解釈が必要となっている．このような料を別に用意する必要がない．これにより，同時複雑な複数の解釈基準の存在とともに, 日本ではにKとArの定量がなされるので，K-Ar法での大き歴史的経緯により放射化物への法的規制が厳しな問題点として認識される試料内での存在サイト

い．Ar-Ar年代測定法の実施には，放射化物を扱の違いには影響を受けにくく，試料の不均一性にえる実験室が必要となることから，年代学を専門起因する不確実性を考慮する必要が少ない．Ar-としないユーザーにとって近寄りがたい印象があAr法では，試料が全脱ガスをしなくても温度毎ることも否定できない．

のフラクションそれぞれで年代を決めることがで1990年以降，レーザー照射によるAr抽出の自きるため，一つの試料に対して熱履歴を含めた脱動化が世界的に普及した．そのため，鉱物の単ガス履歴を年代スペクトラムとして表すことがで粒子を対象に数十（20-30）ステップに及ぶ詳細

きる．これを利用し，地質体の脱ガス履歴に関な温度履歴スペクトラムをグラフとして表すAr-

するプロファイリングが1970年代より盛んに行

Ar年代測定が主流となった．それまで行われてわれてきた（e.g. Kaneoka, 1974, McDougall

きた誘導加熱炉（または抵抗加熱炉）によるAr

and Harrison, 1988）．そこで得られたデータ抽出では，数十ミリグラムから数グラム（即ち，を解釈するために，脱ガス履歴を表すプラトー

数百〜数千粒子以上）の試料を用いて20時間以

年代，アイソクロン法，Ca/K（カルシウム／カ

上もの連続抽出・測定を必要とする段階加熱に比1⾲䠍 㻭㼞㻙㻭㼞ᖺ௦ ᐃ䛾䝥䝷䝖䞊ᖺ௦䛾ุᐃἲ
表1. Ar-Ar年代測定のプラトー年代の判定法．
䛣䜜䜎䛷ゝ䜟䜜䛶䛝䛶䛔䜛ᮃ䜎䛧䛔㻼㼘㼍㼠㼑㼍㼡䛾᮲௳䠊㻌㻔㼑㻚㼓㻚㻌㻹㼏㻰㼛㼡㼓㼍㼘㼘㻌㼍㼚㼐㻌㻴㼍㼞㼞㼕㼟㼛㼚㻘㻌㻝㻥㻥㻥㻕䠏䛴௨ୖ䛾㐃⥆䛧䛯 ᗘ༊㛫䠄䝣䝷䜽䝅䝵䞁䠅䛷ᵓᡂ㻟㻥䛭䛾⠊ᅖ䛷㻡㻜㻑௨ୖ䛾 㻭㼞䛜ᚓ䜙䜜䛶䛚䜚䠈ᖺ௦್䛜㔜䛺䜚䛒䛳䛶䛔䜛䛣䛸㻮㼍㼗㼟㼕㻘㻌㻝㻥㻥㻥㻧㻌㻞㻜㻜㻢㻧㻌㻞㻜㻜㻣㼍㻧㻌㼎㻘䛷䛥䜙䛻୺ᙇ䛥䜜䛶䛔䜛ᐃ㔞ⓗ䛺ᢅ䛔㻵㻦 㻠㻜㻭㼞㻛㻟㻢㻭㼞ẚ䛜኱Ẽྠ఩యẚ㻞㻥㻡㻚㻡䛻▩┪䛜䛺䛔㻔ㄗᕪ䛾⠊ᅖ䛷୍⮴䜢䜒䛸䜑䜛䜒䛾䛛䠅㻹㻿㼃㻰䛻⮬⏤ᗘ㻔㼚㻕䜢஌䛨䛯್䜢䃦㻞஌ศᕸ䛻↷䜙䛧ྜ䜟䛫䛶䠈⏕㉳☜⋡㻌㻔㼜㼞㼛㼎㼍㼎㼕㼘㼕㼠㼥㻌㼛㼒㼜㻦㻌 㼛㼏㼏㼡㼞㼞㼑㼚㼏㼑㻕㻌㻨㻌㻜㻚㻜㻡䛺䜙䝥䝷䝖䞊䛸䛧䛶䛿ㄆ䜑䛺䛔㻌㻔䝥䝷䝖䞊䛸䛧䛶ㄆ䜑䜛䛻䛿䃦㻞䚷᳨ᐃⓗ䛻ᢅ䛳䛶㻥㻡㻑ಙ㢗㝈⏺䛷Რ༷䛥䜜䛺䛔䛣䛸㻕㼒㻦㻌 㻹㻿㼃㻰䛾್䛾኱䛝䛥䚷㻞㻚㻡௨ୗ㻔䛯䛰䛧䚸㻣䝇䝔䝑䝥௨ୖ䛷䛿㻞㻚㻡ᮍ‶㻕䈜㻵䚸㼜䚸䡂䛿䚸䜾䝷䝣୰䛷౑⏝䠄㼑㻚㼓㻚䚷㻮㼍㼗㼟㼕㻘㻌㻝㻥㻥㻥㻘㻞㻜㻜㻢㻧㻞㻜㻜㻣㼍㻧㼎㻘䚷㻹㼏㻰㼛㼡㼓㼍㼘㼘㻌㼍㼚㼐㻌㻴㼍㼞㼞㼕㼟㼛㼚㻘㻌㻝㻥㻥㻥䠅
べて大きな飛躍になった．これにより，測定さ通過しないデータの放棄もしくは選択的排除をもれる熱履歴とそれに内包される年代値の意味合い

産むこととなった．しかも限られた試料数を対が異なってきたため，脱ガスメカニズムの理解に象とするため，統計的に有意な母集団の数に達しついても抽出温度のみに依存して構成された多数ていないデータにまで適用されることがしばしばのサイズ分布をかかえる鉱物粒の統計的プロファ起きている. 今までは，得られた温度プロファイ

イルから，単結晶の鉱物形状とレーザー吸収率を

ルがプラトーを示さないものであっても，なぜそ組み合わせた温度プロファイルへ基づくものへとのようなプロファイルが得られたかを総合的に解移行しつつある．

釈する努力がなされてきた. しかしながら，Ca/K

一方で，測定の自動化によるAr-Ar測定の迅速比(Arに変換すると 37 Ar/ 39 Ar比)で表されるアル化は，ユーザーが年代測定データを簡便に評価でゴン放出鉱物相の変化と，それによって得られる

きるよう，測定ソフトウェアに信頼性の評価をゆ

地質学・岩石鉱物学的な変質・変成履歴情報，

だねる傾向を加速させている(e.g. Baksi, 1999;

初生比の判定や熱履歴の判定に用いる段階加熱

2006)．即ち，それまで研究室毎に得られた年代

全体のアイソクロン(Isochron)・インバースアイ

値の評価基準が設けられていたのに対し，ユー

ソクロン(Inverse Isochron)なども当然のごとくザーが誰でも可能になるように一定の評価基準用いられることがない．結果として重要な地質学にまとめようという動きが広まった（e.g. Baksi,

的情報とその評価，物理現象としてのデータの評

1999; 2006; 2007a;b, McDougall and価（例えば，統計的重み“weight”）を軽んじる

Harrison, 1999）．これは，Baksi (1999) の方傾向がみられる．そのため，Baksiの基準に含ま法に見られる様に1970年代の段階加熱数の少なれるこれらの危険性を理解しないまま無批判的いデータへも統計的に評価できる反面，現在のよに適用することは，場合によっては誤った結論をうに多くの段階加熱の年代スペクトラムと同様に導く事もあり得る．

扱っても良いかどうか問題を含んでいる．しか

今回，これらの評価基準に対し実際のデータ，

し，このような一定の評価基準に基づけば，プラ

特にAr抽出温度ステップが少ない場合のデータ

トー年代が得られた温度プロファイルを特に対象

が，例えば，Baksi (2006, 2007a;b)の提唱してに，Ar-Ar年代測定データについて年代学を専門

いる評価基準だけで正しく評価されるものかどうとしないユーザーが簡便に評価できるという利点

かについて論ずる．一方，Baksiらによって顧みがある．

られることは少ないが，Ar-Ar年代測定データをこれら評価にあたっては，測定によりプラトー

活用するに必要な量，表現としてCa/K，および年代（plateau age）が与えられたかどうかを判

アイソクロンについて取り上げる．Ca/K比はK含定するために，統計評価の一つの方法であるカ

有量の多い鉱物において変質の程度を評価する目

イ二乗（χ2）検定が専ら適用されてきた．χ2 検安として，アイソクロンは火山岩の石基にAr-Ar

定という単純明瞭な判断基準の導入は，研究室

年代測定を適用する際など初生Ar同位体比によごとに異なる評価基準を統一する反面，基準をる評価不可欠な場合に用いられるためである．

2a.:(Ma) 20

18
16
14
12
10
8
6
4
2
0

(Ma)

plateau age:
13.5 0.1 Ma (1)f=1.43, p=0.23
I=29342 (plateau-chron initial)
total age: 13.00.4Ma (1)050cumulative 39Ar released (%)

0.004

100

b. 

20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0

plateau age:
14.1  0.1 Ma (1)
f=0.47, p=0.80
I=14956 (plateau-chron initial)
total age: 14.10.3Ma (1)050cumulative 39Ar released (%)

0.004






36Ar/40Ar

500

Plateau-chron age= 13.51.1 Ma (1)
40Ar/36Ar Initial =29342
MSWD = 3.8

0.003

0.002

600
700

0.001
Isochron age= 12.51.4 Ma (1)
40Ar/36Ar (initial) =
MSWD = 17

1400 13001000
1100

36Ar/40Ar

0.003

100

500

Palateau-chron age= 14.60.5 Ma (1)
40Ar/36Ar Initial =14956
MSWD = 1.5

600
0.002

0.001

800 9001200

Isochron age= 14.3 Ma (1)
40Ar/36Ar (initial) =2
MSWD = 49

1400
1100
1300
1000
1200
900

700
800
0
0.2
0.3
0.4
0
0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45
39Ar/40Ar
39Ar/40Ar
1   !"#$%&'() (Sato et al., 2009; *+,-./012*+)3
456 789:89'(;<=3/>#?@&A3B456C
D;
 3
 EFGHI,JKL/M3
NO#PQ&RSTUI,'(;<=)IV#WXYZ[Q\&],^V&]RSTU)_&3
0

0

0.1



図1. カイ二乗検定に通ったプラトー年代とアイソクロン (Sato et al., 2009; 佐藤,未公表データ;佐藤)．
D; #cdefg%[Q\hij,klgm\)
nb)blZ\op)qWXYZ
a,b a.`Jab'(3上図:Ar-Ar年代スペクトラム.表1に準じた値.
a,b下図:インバースアイソクロン.アイソクロンの周りの数字は,温度&rsctuAvwxyz89{|}89c~o) jM\&],'(#QA)I\v,Jab'(jIQ&],を表す.アイソクロンの評価に用いたMSWDは,年代スペクトラムとは別に計算されているため,区別のためMSWDとしA)_[Q#\3D;
 #FfgQhij,Gnbv5nbv #\3
た. b.Jab'(3p)qWXYZ&rsctuAvwxyz89{|}89c~o)lZ[Q\j,'()_[IYZ\oa.低温部分のプラトー年代.インバースアイソクロンに比較的よくのっている場合で,細かく見るとプラトークロンの成分と分かれる.このとき計算された初生比(I)の値が大気の40Ar/36Ar比=295.5と誤差の範囲で一致するため,母岩の年代に近い値とは言えるが,高温部分のプラトー年代ではないため, 参考値としての扱いになる.
b.高温部分のプラトー年代.インバースアイソクロンにあまりよくのらない場合で,複数の成分がみえ，そのうちの一つの成分がプラトークロンになる．このとき計算された初生比(I)の値が大気の40Ar/36Ar比=295.5とかけ離れているので,母岩の年代としては棄却される.

２．アルゴンーアルゴン法の年代評価

加熱ステップデータのみで構成されるものとして

２.1. プラトー年代の評価

年代スペクトラムにおけるプラトー年代を定義しBaksi (2006)のそもそもの問題意識は，Ar-Ar

た．このプラトーに随伴する誤差と，プラトー

年代測定法における測定データの評価基準がユー部 分 だ け で 形 作 ら れ る アイ ソク ロ ン ;ザーに解りにくく，統計的評価がなされていてもIsochron（プラトークロン; plateau-chron）か

研究室毎に解釈に差異があり，一定には評価さら計算されるMSWD (mean square weighted

れていないことに基づいている．このため，ユー

deviation) とアルゴン初生比とをもって，年代をザーの立場からは，異なる研究室で測定された評価することを提案している（表１，適用例とし

年代値について，１つ１つの新旧の比較ならまだて図１；図２）．注意すべき点は，このプラトー

しも，データの分散の程度の比較や地質イベント

クロンをから計算される初生比（i）についてはの同定，編年などに使いづらいという率直な印

評価情報としての算出にとどめていることである

象があったことは容易に想像できる．そこで，（アイソクロン年代については，原理的にアイソ

Baksiらは，段階加熱のステップ数，あるステッ

クロンの直線だけから年代が求められ，切片はプで抽出された39Arの全体に対する割合を考慮し初生比を示している）．これは，通常のAr-Ar年て，各段階加熱ステップで得られる年代値にχ2

代測定法でも，初生比（i）として現在の大気検定を施し，検定を通った同一の年代値を示す

40Ar/36Ar同位体比(295.5)を仮定して計算したほ3

(Ma) 30a.  1(Ma) 30

plateau age:
7.11.3Ma (2), f=1. , p=0.  ,I=329 (plateauchron initial)

25

25

2

20
15

20

interpreted age:
6.30.8Ma (1)
f=0.4|, p=0o¡|
I=yz|}¢

15

5

5

0
10

0
10

total age:
6.50.8 Ma (1)

5
0

0

50
cumulative 39Ar released (%)

plateau age:
14.6  0.8 Ma (1)
f=0.02, p=0.999
I=311290 (plateauchron initial)

1037Ar/39Ar

37Ar/39Ar

101

b.  2

100

total age:
13.50.8 Ma (1)

5
00

50

100

cumulative 39Ar released (%)※とカイ二乗検定に通った同一の流紋岩中の黒雲母のプラトー年代 (未公表データ; 佐藤)．
図2. 37Ar/39Ar比 B|¢89{|89c£)  !"#$%&¤ '(B -./012 *+3456 789:89'(
a,b 上図
:Ar-Ar年代スペクトラム.表1に準じた値．a,b下図: 37Ar/39Ar (Ca/K)の量．
;<=3/>#?@&A3456C|¢89{|89c ¥4{¦§oa. 二次的変質の影響でプラトーになった黒雲母年代.Caが増加したことによる変動が年代の幅に影響している(実際的に4o ¨e©ª«j#%& '(3¥4v¬­_&p)#f\©®v'(¯#ª«_[Q\t°±e#²Cj,
鏡下で，緑泥石化が一部見られた)．
³´µ¶vamZ&·
6o ¸¹º»¼'()Z\ '(3©#f%[¥4v¬­_[QQ3b. オリジナルの年代と考えられる黒雲母のプラトー年代.変質によってCaが増加していない.
37Arに,
39Kは中性子照射で
39
37Ar/
39Arの同位体比として表すこと|¢89#,|¦I½¾¿Àj|Arに変換されるため,Ca/K比を|89snc)_[/Mp)vÂÃ\3※ 40Caは中性子照射で£ yz¥4I½¾¿Àj89#©ÁYZ\&],¥4{¦cL|¢89{が出来る.

うが見かけ上，誤差が小さく計算されるためにの36Ar損失（Ar loss）が起こり，その部分で年

広 く 行 わ れて い る の と 同 様 で あ る （ 兼 岡 ,代が見かけ上わずかに古くなった例．図１bは同1998）．すなわち，計算された初生比を使って時代の溶岩噴出により変成作用を被り，その際の年代の再計算は特に断りがない以外には行わに中温部に示される過剰アルゴンを取り込んだ

れていない．

可能性がある例）．また，このような二次的にあこれらの評価基準は，実効的な規準となること

るいは偶然に形作られるプラトーや本来初生的を意図して，全世界的に公開されているマルチ年

情報を反映するべき高温部分を含まずに低温部

代 計 算 ソ フ ト ウェア の ” I s o p l o t “ （ L u d w i g ,分だけで構成されるプラトーも数値的には等しく

2008）や，Ar-Ar年代測定専用ソフトウェア

プラトー年代として表されることになっているの”Ar-ArCalc“（Koppers, 2002）などに，基本（図２は同一岩石中の黒雲母で，図２aは変質さ的な設計思想が反映されている．これらのソフトれた年代；図２bは本来の年代）．また，図２a

ウェアには，先に述べた鉱物相の変化を，情報をで表されるように，誤差1σ（シグマ）か2σで含むK/Ca比の統計的評価は含まれていない．一

あるかでもプラトーの区間が変わってくることが方で，視覚的形状での判断の定式化とも言うべある．このことからも，今までの全ステップでき，年代スペクトラムの性質にあくまでも基づの抽出Arを活かして定められるアイソクロンやイく．このため，初生比情報に含まれることのあ

ンバースアイソクロンに基づく評価とは異なる意

る，より後の時代の地質現象の影響の有無は判味を示すことは明白である．

断しない．一見整ったプラトー年代が求められた

２.2. アイソクロンの評価

かに見える場合でも，周囲の岩石から同化(assimilation)としてアルゴンを取り込んだため

プラトーを形作るべきとして定められた一定のに，大気とはかけ離れた初生40Ar/36Ar比が求ま統計基準を通過した部分だけで構成されるプラる 場 合 が あ り ， 図 １ に そ のよ う な 例 を 示 す．

ト ー ク ロ ン を 使 っ た デー タ 評 価 を 検 討 す る ．

（図１aは対象試料固結後，同時期に噴出した多Baksi（2006）らの規準によるMSWDの例を量の溶岩により，低温部から選択的な大気由来

図１に示す．各温度フラクションで求められた年

4

代の一致度が高いので（MSWDの評価が良けれるため，Ca/K比を37Ar/39Arの同位体比として表ばアルゴン同位体比の線形性が保たれるた

すことが出来る）．様々な地質現象によって試料め ） ， デー タ の 信 頼 性 が 上 が る ． し か し ，が変質した場合や変成を受けた履歴が，Ca/K比MSWDの値（以下ｆ値と表記, 式はBaksi, 2006となって現れるからである．一般にAr-Ar年代測参照）については重みをどうつけるか，すなわち定に用いられる鉱物である黒雲母などのKに富ん

フラクションサイズをどのように年代値にとりいだ鉱物においては，Caは一般的に変質などの影

れるか，または，年代スペクトラム図の誤差を表

響で二次的に増加する傾向があるため 40 Caが中すボックスの大きさを１σか２σにするかによ性子照射で変換された37Arが増加する．また，そり，通常１に近づくのが最適とされるｆ値の大の場合には，相対的にKは変質により抜けやすい

きさをある程度自在に変えることも出来るので，ため中性子照射で変換された39Arが母岩に比べ減

数値処理の場合に十分な注意が必要である

少する．高温変成の場合に年代が完全にリセッ（図2b；e.g. 兵藤，2009）．また，MSWDを利トされたならば，本質的プラトー年代とは区別用してχ 2 検定的に，プラトーとして扱えるかをがつかず，二次的なCaの増加があっても年代への検討している範囲の年代誤差と含まれる個々の温影響は少なくみえる．低温変成（例えば黒雲母の度フラクションの年代誤差とが一致しているかを

緑泥石化）の場合などには年代のリセットは不評価しているようにもみえるが，測定値分散の一完全であり，そうではない場合には，二次的と致を評価するχ2検定では母分散であるところがはいえ見かけ上プラトーが得られた場合でもKが標本分散の和となっているところにも注意が必要

Caに置換している場合も少なくないので，Ca/Kであろう．

比にはあきらかな変化が見られる．従って，見か

このようなプラトークロンは，試料に含まれる

け上プラトーが得られたとしても，その年代がオ

総体としてのArによる，いわゆる全体のアイソク

リジナルな現象を正しく反映したものか，二次的ロンではないために，Ar初生比，即ち，Ar-Ar年

な現象を経由したものかの判定ができることか

代測定が本来前提とするような，試料閉鎖系に移ら，このCa/K比の検討はプラトー年代の信頼性

行した際のArが大気と平衡に達した保証をしなをあげるためには是非ともなされるべきものでいので，求まるAr初生比が明らかに大気の値とある．ただし，Ca/K比の段階加熱による変化

異なってくる場合も当然ある．試料に含まれる総は，K，Caの結晶格子中の構成位置によるので，体のArで描かれる全体のアイソクロンが一本に複数鉱物が存在している場合（見かけ上，単粒子収束しない場合には，一般に複数の地質現象をであっても，流体包有物（inclusion）としての反映しているとみなすことができ，試料もしくは異なった鉱物が存在している場合を含む），斜長

地質体の履歴の推定に用いることができる．ま石のようにKが不純物として含まれ結晶格子内のた，本来 40 Ar/ 36 Ar比が大気の同位体比である

きちんとした位置を占めていない場合にも生じ

295.5に近いかどうかの判定の際にも役立つ．

る．これに注意すれば，Ca/K比はプラトー年代

一方，プラトークロンはプラトー年代部分が過の信頼性を判断するための指標として，カリウム

剰アルゴンを持った初生比あるいは極端に大気を多く含む雲母鉱物類・カリ長石類などの場合にと異なる初生比であった場合など，その温度範囲

特に有効であるといえる．

のみでの諸現象の履歴を偏って検出されるおそれ

３．実際のデータの評価もあり，解釈にあたっては充分な注意が必要であることは論をまたない．初生比が明らかに大気と

現 在 ， 世 界 で は A r - A r 年 代 スペ ク ト ラム の異なる場合には，原子炉で照射していない試料を20-30ステップのデータを使って評価する方向に用いてのAr初生比の再検討が本来ならば必要で動いている（e.g. McDougall and Harrison,

ある．

1999; Min et al., 2000）．これならば，段階加
熱のステップ数が多いため，統計的にも十分に

２.3. Ca/K比のプラトー年代との対応

吟味することができると考えられる．利用する試料の受けた地質現象に伴う脱ガス履歴の検討

ユーザーの多い”Isoplot”や“ArArcalc”などのよのためには，Ca/K比の検討も必要である

うな測定ソフトウェアも，本来はこのような立場（ 図 2 ） ． C a / K 比 は 測 定 デー タ に お いて，に立ってこそ威力を発揮し，他の年代測定法の統37 Ar/ 39 Ar比として表現される（ 40 Caは中性子照計評価ともある程度同列に扱うこともできよう．

射で37Arに，39Kは中性子照射で39Arに変換され

しかし，異なる研究室間で数値年代を比較し，

5

地質現象の同時性等を論ずるためには，ラボ毎

なわち，ユーザーがあらゆる年代測定法をすべてに使用される年代標準試料に起因する誤差が慣熟知する，あるいは，そのソフトウェアに引用さ習的に省略されていることは小さすぎる誤差にもれている論文と統計処理の基本を理解しているととづいての誤った判断をくだすおそれを常にはらするならば，それらは正しく使用され，信頼性のんでいる．

高い年代の判定が可能かもしれない．そうした例

単純な拡散現象を仮定すれば，試料粒子の幾何としては，Min et al. (2000)がU-Pb年代とAr-Ar

学的形状が立方体もしくは球体の場合に抽出され年代の差を議論している．

た39Arが全体のほぼ90%以上を占めていれば，高放射年代測定法の中でも，フィッショントラッ

温部でのプラトー年代は真の年代と見なすことが

ク年代測定法などのように，歴史的に統計学を重できる（e.g. Turner, 1968; McDougall andんじた評価法を一般化していれば，多方面からのHarrison, 1999; 兵藤，2009）．しかし実際に解析が問題なく利用されることになろう．例えは採取試料自体が限定されるためそのような理想ば，χ2 検定，ゼータ法などのようにトラック長的な試料の年代測定を行う機会は必ずしも多くはの統計的特徴からのみ求められる年代に基づく

無く，Ar-Ar年代測定への広汎な要請から，K濃以外の統計検定の方法についても，多数の分析結度１％程度でも，予想される年代が１Ma程度ま果から，評価していく手法が一般化している．一では，測定せざるを得ない現状がある．理想的方，同位体比に基づく年代測定は，統計的に十なデータが期待できる試料ばかりの測定では済ま

分な数を扱い数値統計処理を適用できる様な，ないため，むしろ個々の年代値の持つ意味をプ

多数のデータを解析しようとすると，データの獲ラトー年代に限らず，評価していく姿勢が必要だ

得の手間が障害となり統計学的厳密さにおいて遙と考えられる．統計的な処理にのみ頼ってプラかに及ばない．加えて統計分布の評価の前提となトー以外のデータを排除していくとサンプリング

るデータの同質性の観点でも，誤差の意味するとの段階で偏りがあるにも関わらず，単にデータがころの違いや，壊変定数の決定に起因する不確定多いということだけで選別を行ってしまう危険性性からも，形式的に統計評価を適用して良いかどもはらんでいる. しかし，これらについては一般

うかの疑問が残る．即ち，個々の年代値の評価

的評価基準が確立していないので, なるべく単純に用いるか多数の測定年代値の評価に用いるかでな方法・条件で基準を統一していく必要があろも，評価の意味が違ってくるため，注意が必要でう.

ある．
今後はこうした問題点をふまえて，放射年代値

４．Ar-Ar年代測定データの評価とマルチ年代測を扱っていく必要があろう．装置の測定精度が良定くなり誤差が小さくなっていけばいくほど，誤差

プラトー年代にならない場合についての評価基の意味するところにも深い注意が払われるべき

準はIwata and Kaneoka (2000)に詳しく報告さである．あるいは誤差範囲が狭まるために，放れている．火山岩の場合，斑晶組織により脱ガス

射年代測定の手法毎の特有の年代差が露わになの温度履歴が異なることが分かっている．これらり，地質現象のいかなる時点をもって，時計の動は数十ミリグラムの量の試料に対するAr-Ar年代

き始めとみなすか，その意味するところの違いの結果であり，鉱物単粒子での脱ガス履歴と異が測定誤差を超えて顕在化する可能性もある．

なる可能性が高い．しかし，組織が変質の特徴を５．まとめ呈する場合の脱ガス履歴のパターンとして，プラトーにならなかった場合にも年代値の獲得履歴

今回，プラトー年代だけでAr-Ar年代測定の結を含むため重要である．

論と位置づけて良いかどうか，特に評価基準に

一方，プラトー年代の判定も含め“Isoplot”について，検討を行った．

代表される年代測定ソフトウェアには，様々な年（１）単粒子年代でステップ数を多くとれる場

代測定に対する統計的評価プロトコルが組み込

合は，大量に分析結果を評価するといった方法

まれている．この便利な年代計算ソフトウェアをも意味がある．

ブラックボックス化したまま使用してしまいがち（２）K/Ca比のバリエーションやアイソクロであるが，ユーザーが正しくこれらを用いれば複ンによる初生比の推定などを組み合わせることに数手法の年代測定結果を誤差の範囲内で比較検より，試料の熱履歴や変質履歴などを通じて地討することが出来るため非常に有用である．す質学的イベントを検出することが出来，鏡下で観6

文献

察される鉱物組織からの情報との比較を行うことで，マグマ固化時にさかのぼる岩石鉱物本来のBaksi, A.K., 1999, Reevaluation of Plate

年代か二次的変質や変成などの地質学的イベント

Motion Models Based on Hotspot Tracks

を被った年代かの判定も出来る．

in the Atlantic and Indian Oceans, Journal of（３）プラトー年代の統計基準が良いだけで

Geology, 1999, volume 107, 13‒26.

は，地質学的に年代値が正しいかどうかの評価

Baksi, A.K., 2006, Guidelines for assessing theに問題が残る．

reliability of

40 Ar/ 39 Ar

plateau ages:（４）他の年代値と合わせて議論する場合にApplication to ages relevant to hotspot

は，地質学的に矛盾がないかどうか，脱ガスな

tracks. http://www.mantleplumes.org/

どのマグマの物理現象も含め検討が必要である．

ArAr.html
Baksi, A.K., 2007a, A quantitative tool for

以上のように，一定の評価基準を得るという意

detecting alteration in undisturbed rocks

味では近年盛んになった統計的評価の機械的適

and minerals ‒ I: water, chemical

用もそれなりに意味があるが，他の年代測定とweathering and atmospheric argon, Ed.

併せて議論するためには地質学的現象との比較

Gillian R. Foulger, Donna M. Jurdy,

や鉱物相の変化に伴う脱ガス履歴などの評価を行

Geological Society of America, 285-304,

わなければいけない場合も多い．評価基準をパス

In. Presents a collection of papers

したプラトー年代というものについてもプロファ

discussing various hypotheses and models

イルの意味を吟味するだけではなく，得られた

of planetary plumes.

データを再検討し，プラトー年代の認定に際してBaksi, A.K., 2007b, A quantitative tool for

棄却されたデータに包含される岩石鉱物学的情報

detecting alteration in undisturbed rocksも活かした上で真の年代を得るべく様々な角度

and minerals ‒ II: application to argon

からの考察を避けてはならないだろう．これらはages related to hotspots, Ed. Gillian R.

統計的定量化・手順や条件の一般化が困難な部

Foulger, Donna M. Jurdy, Geological

分であるが, 避けて通れないプロセスでもある．

Society of America, 305-334, In. Presents

6.

a collection of papers discussing various

謝辞

hypotheses and models of planetary

本研究で分析測定を進めるにあたり，岡山理科plumes.

大学，山形大学のRI利用枠を使用させて頂い兵藤博信, 2009, 40Ar/39Ar年代測定法におけるプ

た．試料の中性子照射にあたっては日本原子力開

ラトー年代について, Bull. Res. Inst. Nat.

発機構東海研究開発センター研究炉のJRR3，東Sci., Okayama Univ. of Sci., 35, 21-25.

北大学金属材料研究所附属量子エネルギー材料

Iwata, N., Kaneoka, I., 2000, On the

科学国際研究センターのJMTR，京都大学原子炉

relationships between the 40Ar-39Ar datingを利用させて頂いた．測定にあたっては，東京大results and the conditions of basaltic

学アイソトープ総合センターと岡山理科大学自然

samples, Geochemical Journal, 34,

科学研究所の装置を使用させて頂いた．Ar-Ar年

271-281.

代測定をするにあたりご協力頂いた平野直人博

Kaneoka, I., 1974, Investigation of excess士，岩田尚能博士，角野浩史博士，瀧上豊教

argon in ultramaﬁc rocks from the Kola授，長尾敬介教授，齋藤和男教授に感謝の意を

Peninsula by the 40Ar/39Ar method, Earth

表する．また，兼岡一郎東京大学名誉教授によPlanet. Sci. Lett., 22, 145-156.

る詳細かつ建設的な査読により本稿は飛躍的に兼岡一郎, 1998, 年代測定概論, 東大出版会,改善された．本研究を進めるにあたり，京都FT

315pp.

の檀原徹博士，JAMSTECの地球内部ダイナミク

Koppers, A.A.P., 2002, ArArCALC softwareス領域の方々，特に，田村肇氏，羽生毅博士，

for 40Ar/39Ar age calculations, Computers

M.L. Tejada博士，鈴木勝彦博士，巽好幸博士よ& Geosciences, 28, 605‒619.

りいただいたご助力に感謝の意を表する．

Ludwig, K.R., 2008, Isoplot ver.3.6, A
Geochronological Toolkit for Microsoft
Excel, Berkeley Geochronology Center,

7

Special Publication, No. 4, 2008.

comparison with U/Pb analysis of a 1.1-

McDougall, I. and Harrison, T.M., 1988,

Ga rhyolite, Geochimica et Cosmochimica

Geochronology and thermochronology by

Acta, 64, 1, 73‒98.

the 40Ar/39Ar method, Oxford Univ. Press,

Sato, K., Kumagai, H., Tamura, H., Hirano,

212 pp.

H., Danhara, T., 2008, K-Ar, Ar-Ar, FT

McDougall, I. and Harrison, T.M., 1999,

ages and degassing process of two type ofGeochronology and thermochronology byandesitic magma, GRA, 10, EGU.

the 40Ar/39Ar method, 2nd ed., Oxford

Turner, G. 1968, The distribution ofUniv. Press, 269 pp.

potassium and argon in chondrites. In

Min, K., Mundil, R., Renne, P.R. and Ludwig,

Origin and distribution of the elements

K.R., 2000, A test for systematic errors in(ed. L.H. Ahrens), Pergamon, London,

40A r /39A r

387-398.

geochronology through8