フィッション・トラック

ニュースレター第2４号

41 - 45

2011年

FT法とU-Pb法のノモグラム

檀原有吾*・岩野英樹*・檀原徹*・横山隆臣**・平田岳史**

Nomogram of FT and U-Pb dating methods
Yugo Danhara*, Hideki Iwano*, Tohru Danhara*,
Takaomi Yokoyama** and Takafumi Hirata*** 株式会社京都フィッション・トラック, Kyoto Fission-Track Co., Ltd** 京都大学大学院理学研究科地球惑星科学専攻, Division of Earth and planetary Sciences, Graduate
school of Science, Kyoto University
はじめに

いは総カウント数となる（表1）．

は，その結晶の年代とU濃度含有量の関数で表わ

FT法のノモグラム

FT法において，結晶に蓄積した自発FT密度される (兼岡, 1998)．すなわち，年代が古いほ

まず表2の28試料のFTデータを用いてFT法のど，U濃度が高いほど自発FT密度は比例して高くノモグラムを作成した．ここで扱われた試料は，なる．FT年代を測定するには自発FT密度の計数

若い年代値をもつ試料の年代測定を良好な条件でが可能であることが前提となるため，古い試料行うため，高ウラン濃度試料が多く選ばれていほどウラン濃度が低く，若い試料ほどウラン濃る．また測定精度を高めるため，若い試料ほど度が高いことが求められる．これはFT法のみな多数粒子(最大で約830粒子)を対象に測定されてらず，他の年代測定法においても年代と放射性起いる．

源同位体濃度とは同様な関係にある (伊藤ほか,FT法のノモグラム（図1a）を見ると，FT法が2009)．

適用可能な自発FT密度の上限はLake Mountain

FT法では，測定試料中のU濃度と測定可能な年Rhyodacite (LMR)試料(3.7億年，U濃度代領域の関係を示したノモグラム(Nomogram)が90 ppm，ρs = ~107 cm2)付近で与えられる．ま利 用 さ れて き た ( K a u f h o l d a n d H e r r ,た特異的に高ウラン濃度の2試料（Kirigamine1967)．“ノモグラム”とは，計算図表あるいは02(Kiri02)，8000 ppm，およびKirigamine 03

3変数の関係を表す図表のことで，FT法において(Kiri03) 14000 ppm）は，1Maと若い試料であはKaufhold and Herr (1967)らの報告などによるにも関わらず，Kawamoto Granodiorite

り，縦軸にFT年代 (Ma)，横軸にU濃度をそれぞ(OD-03)試料(33 Ma)やFish Canyon Tuﬀ (FC3)

れlogスケールでとり，それらに45斜交する自試料 (28 Ma)に匹敵する測定条件を有することが

発FT密度ρs (tr/cm2)を等検出強度線として描い一目でわかる．一方最も若いUnzen Mayuyamaている (図1 a)．この図を用いることにより，年

試料 (5000年，U濃度240 ppm, ρs = ~102 cm2)

代測定の適用範囲が明示され，未知試料の年代は，800粒以上測定した（＝測定面積を広げた）測定の可能性や適切な測定条件が容易に見極めことで，妥当な年代測定が実行できていると考えられる．

られる．

一方，U-Pb法ではこれまで比較的古い（＞

U-Pb法のノモグラム100Ma）試料に適用されることが多く，ノモグ
ラム が 作 成 さ れ な か っ た ． し か し 最 近 で は ，今回用いるU-Pbデータはフェムト秒レーザー

1Maまで適用範囲が広がっており，さらに著者によるアブレーションでサンプリングを行うたらは，これまで測定が困難であった1Maよりもめ，クレーター径は通常15 μmとし，1 Maを切若いジルコンのU-Pb年代測定の可能性を検討しるFT年代をもつジルコンに対しては20μm径と始めた(詳細は本号の横山ほかを参照)．そこで今した．年代測定は基本的にシングルグレイン(単回横山ほか（本号）のFTおよびU-Pbデータを用結晶)で行い，測定粒子数はどの年代試料も10粒い，両法のノモグラムを作成し，比較した．なお子で固定した．すなわち，FTデータのように，

U-Pb法の場合，FT法の自発FT密度に対応するの若い試料ほど信号を多く取得する措置（レーが，放射壊変起源の206Pb，207Pbの検出強度ある

ザー径を広げサンプリング量を増やす，測定粒子41

表１．ノモグラムの構成½LR@TQ)
FT

U-Pb

U¥
(238U)§]|¦)Ã Nancy 91500EVAXFGXHYK(36¾¡f .*NIST610>TF(36¾¡f4¿¯1476f

a¹«FTs)ÃFTi))À¤4h°hµ¹«s)

206Pb/

238207U,Pb/206

数を増やすなど）を採っていない．その他の詳し

235U(35h76fPb, 207Pb)h

は，ウラン濃度(ppm)と年代(Ma)の積がFT £)LR@TQ
い測定条件は横山ほか（本号）を参照されたい．

%·476200 ppm・Ma (=20 ppm

10Ma=10000 ppm

今回28試料のうち19試料でU-Pb年代測定デー.½ 2 ) 28 Á) FT IYG9©

0.02 Ma)以上であれば測定可能であることを

207Pb-235U年代では，タが得られた(表2)．ただし# FT £)LR@TQ9d$意味する．今回の実験条件では測定が難しいと
U-Pb£)LR@TQ

207Pbの存在量が少ないため，207Pbの信号がジル判断される~101 counts と ~102 counts の2本の^r©6 U-Pb IYG*M=QJ®

87Á* »af91"Áコン表面の鉛の汚染やベースライン補正の影響を

等検出強度線の間にある試料(OGPK，VNZ-05，)a¤~9ºz'c$¼0強く 受 け る か ら ( 横 山 ほ か ， 本 号 ) ， こ こ でÐは

WYCY(36:NWYDSX$BXOSKなど)は，検出強度を10倍にすることで測定が206Pb-238U年代データのみを採用している．これ.

可能になると考えられる．すなわち，レーザー径
UX@9¼0?WYGY*Ç

らのデータを利用して，横軸にNancy91500ス
¤~²9Ð060 »Á-&15を広げやすいエキシマレーザーを用いることに % 1 Ma 9i6 FT a91"x±|(y$³ 830 ±|)9Ä(¤

EVAX(#* 20  % ~7#61b）．今回の実験条件での正確な年代測定が実a¤~*v¬(DX@V@W;X(l´ノモグラムを作成していきたい．

206 Pbの等検出強度線（下限）はおよそ行できるFT £)LR@TQÑs1aÒ9¿6%)$¼

FT £È©p¸'¹« FT )[Í*10 ±|$t~ '8

非常に高いKiri01，Kiri02，Kiri03の3試料は，Lake Mountain Rhyodacite (LMR)Á)3( »Á-&eq9xn2(3.7 g U ¥ 90 ppm s = ~10 cm )今回の測定条件で十分測定できる範囲内にある

6¶ÑWYCY9BXOUX
いたジルコンFT用年代標準試料のU-Pb年代

こと，一方ウラン濃度が約100ppmのPink Tuﬀ`Æ$\476 .¨ª¬(Ð<T

測定-Nd-YAGレーザーとエキシマレーザー@Ê9w2¤~±|9w2'&Ò

(OGPK)，Vietnam zircon (VNZ-05) 試料は等検X¥) 2 ÁÑKirigamine 02(Kiri02)の比較-.フィッション・トラックニュースレ9!#')_)Â¤~

8000 ppm 3, Kirigamine 03 (Kiri03)の測定条件では測定できないことがわかる．実c*Sanbe
Oda (SOd)試料を測定した結果はFT年代(1Ì84
Kawamoto Granodiorite

Kaufhold, J and Herr, W., 1967,a¤~IYG47(½2) Inﬂuence of(OD-03)Á(33 Ma)2 Fish Canyon Tuff

235

ムト秒レーザーでのLA-ICP-MSシステムにおい(FC3) Á (28 Ma)(k6¤~c207'0Pb )eqEVAX½Î)method, In Radioactive Dating and96%Z­$86 Z1て，安定した測定ができるウラン濃度-年代領域

Ë)¢2PYFT;X¾¡)Ï9
Method of Low-Level Counting, IAEA,

は，20ppm-10
Ma，10000Á
ppm- (50000.02 Maを結» Unzen
Mayuyama U403-411．
o64(¥ 240 ppm

800 ±206b[¤~ÑÓ¤~Î¯9Ò

6%$Nancy 91500 FGXHYKEVAX$¾<TX¥ÁxÉ+7#6

タンダードジルコンで補正したU濃度，縦軸によってU-Pb年代測定が実行可能と予想される．

206Pb-238U年代としたノモグラムを作成した（図今後，エキシマレーザーで実験データを取得し，文献~102 countsに対応している．

この図から，同じ1Maの試料でもウラン濃度が7FT IYG

伊藤久敏，倉橋克聡，田村明弘，千田大詩，荒井章司，森下知晃，2009, LA-ICP-MSを用出強度線の下限から下方にプロットされ，今回

ター, 22, 11-19.

-ÑqÒ9m¦7兼岡一郎, 1998, 年代測定概論. 東京大学出版会,

14000 ppmÒ* 1Ma %»Á$6
際に測定可能領域外にあるSanbeKisuki (SK)，^r28 Á)
124-138.と一致せず，誤差も大きい(表2)．

レーザービーム径を15~20 μmとした時，フェ19 Á$ U-Pb experimental factors
dating naturalU-207
Pb a$* 207Pbon)}uÊand man-made grass by the ﬁssion track

ぶ 等 検 出 強 度 線 の 上 方 領 域2に な 2る ． こ の こ とs = ~10 cm )*¤~±|*&)aÁ1- q) $*Pb-238U aIYG)/9©#{'a¤~¼$#64274)IYG9j©#Å( 表2. 年代標準試料を主としたジルコンのFT，U-Pb年代とU濃度

FT age (Ma)Sample name

U-Pb age (Ma)238U 206Pbage (Ma)averageU (ppm)
FT

U-Pb
91500

Lake Mountain Rhyodacite

367.6±3.1

Kawamoto Granodiorite

32.7±0.8

32.0±1.9

400514

Fish Canyon Tuff

27.8±0.4

28.6±1.9300

437

Kumano Acidic Rock15.1±0.4

15.7±2.1300285

Kitamura Tuff

13.6±1.4

12.9±0.5150320

Baba Tuff

10.7±0.6

12.3±0.5350320

Taitao ophiolite (268)5.9±0.87.13±3.83012

Taitao ophiolite (244)5.8±0.4

6.53±0.8

600161

Togamidake Andesite

2.85±0.32

3.47

±0.73

130210

Fukuda Volcanic Ash (Ebs-Fkd)

1.83

±0.26

Omine Tephra (Omn)1.56±0.16

Mesa Fall Tuff (crystal rich)

1.44±0.28

Mesa Fall Tuff (pumice)

1.32

±0.24

Pink Tuff

1.00±0.08

Kirigamine 01

0.92

±0.10

0.94

±0.07

20004824

Kirigamine 02

0.94

±0.08

0.95

±0.10

8000

8532

Kirigamine 03

0.94

±0.08

0.92

±0.04

14000

14386

zircon megacryst from Vietnam

0.85±0.10

Bishop Tuff

0.79±0.040.72±0.07

2500

Lava Creek Tuff A

0.70±0.100.72±0.381370

KaishioKamitakara tephra(KMT)

0.60

±0.08

0.68±0.16490

Toga pumice

0.42±0.08

0.51±0.21

1600

Ata-Toihama

0.24±0.08±150

Tagashira Tephra

0.14±0.06±520

Sambe Kisuki

0.106±0.0260.39±0.48

600

Sambe Oda

0.064

±0.0240.20±0.40

800

Sambe Ikeda

0.04±0.028±400

Unzen Mayuyama

0.0051±0.0030±240

4390±1.64±1700.22±1.37±350276

320
0.20±500414

90±1302723

1000.000$

LMR

Not$applicable
100.000$

OD03
FC3
KAR5

KitamuraBaba

10.000$
TPG268TPG244

FT$age$(Ma)

W62
Kd38
OGPK

1.000$

Kd25

Mesa02
Kiri02 Kiri03
Kiri01
Lava creak$A
VNZD05 KS22
BishopMesa01TOGA

AtaDThSK
TG

0.100$SodSI

UNZEN$(Mayuyama)0.010$

Applicable
0.001$

10100

1000

10000

100000U$(ppm)
図1(a)．マルチ・グレインを用いた FT法のノモグラム．青丸はFT年代測定試料を，斜線は等自発FT密度ρs(tr/cm2)
1(a)- FT +線を示す．FT年代値はマルチ・グレインの加重平均値で，一方ρsもマルチ・グレインで求めた値で示される．

   5FT %,"3'(1 02. FT #& s(tr/cm2)1/FT% 4$!) s/44*図1(b)．シングル・グレインにおけるU-Pb法のノモグラム．赤丸，青丸はそれぞれLA-ICP-MSによるU-Pb年代測定が出来た試料と出来なかった試料を示す．斜線は206Pbの1粒子あたりの等総カウント数線を示す．この等総カウント数線の位置は実験条件(レーザービームの径や出力など)によって変化する．

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