フィッション・トラック

ニュースレター第 21 号

34-36

2008 年

湖沼細粒堆積物のルミネッセンス年代測定
伊藤一充*・長谷部徳子**・雁沢好博***・柏谷健二**・荒井章司*

Luminescence dating of fine grained lacustrine sediments
Kazumi Ito*, Noriko Hasebe**, Yoshihiro Ganzawa***,Kenji Kashiwaya** and Shoji Arai*****金沢大学大学院自然科学研究科，Grad. school of Natural Sci. and Tec., Kanazawa Univ.
**** 金 沢 大 学 環 日 本 海 域 環 境 研 究 セ ン タ ー ， Institute of Nature and Environmental Technology,Kanazawa Univ.
****北海道教育大学函館分校，Hokkaido University of Education, Hakodate Campus

はじめに
湖沼堆積物は陸域の過去の環境変動の記録を保持しており，それに年代軸を入れることは，多くの情報を得るために重要である．湖沼堆積物の年14代決定は， C 法や137

Cs 法などから求めた年代と堆積物の物理量変動を合わせることで精度よく行われてきた．しかし，５万年より古いところになるとその年代幅に適応できる手法の少なさから年代を決めるのが困難になる．ルミネッセンス年代
14測定法は C 法や

137

10Cs 法， Be 法とは異なる地学現象に対応した方法であり，第四紀中〜後期の年代決定を得意としている．従来は石英・長石などの単一鉱物に適用されることが多かったが，試料の量が限定され，かつ細粒である本研究の湖沼堆図１．試料採集地点積物のコア試料では鉱物分離を施すことは難しい．
よって本研究では細粒湖沼堆積物のルミネッセン（2007MS）により提案された“堆積物を圧縮ペレス年代測定を行い，制約された試料でのルミネッット化し，U，Th 同位体を測定する方法”を用いて，センス年代測定法の可能性について吟味した．

ルミネッセンス年代測定に必要な放射性同位体濃度を測定した．また，バイカル湖で報告されてい本研究の骨子

る放射非平衡（e.g., Sakaguchi et al., 2006）によ熱による励起で光を得る熱ルミネッセンス（TL），る核種の経年変化，コア試料における圧密による光による励起で光を 得る光励起ル ミネッセン ス

含水率の経年変化を考慮し，年間線量を求め，年（OSL）を用いて蓄積線量（De）の求め方を吟味代を算出した．最後に，その年代を議論し，これした上で測定し，異なる方法による De の違いから，からの年代測定の方針を定めた．

試料の特性を調べた．また，将来的に polymineralで測定を行うため，polymineral を用いたときと従試料採取地点と調整

来の石英のみを用い た時の違いも 調べた．住 田- 34 -

本研究で用いる湖底堆積物試料は，ロシア共和図２．年代測定結果を期待される年代値との比較．灰色の線は含水率の変動を表わす．
23823423287

国シベリア南東部の丘陵地帯に位置するバイカルLA-ICP-MS により湖で採取した（図１）．コア試料（８m）のうち湖求めた．External standard には NIST SRM 610

底から深さ 268，308，510，598，664，708，750 ㎝を用いた．この際 NIST SRM 610 では測定限界以の地点の試料を用い実験を行った．このコアを用下である

いた先行研究（鉱物含有量，生物起源シリカ量等）

234

U， U， Th， Rb 濃度をU と，質量数 87 の同重体が他にも存在87する Rb 濃度をどのように求めるかを吟味した．

は，中川（2000MS）に記載されている．

結果・考察
実験方法

De は，どの測定も約 10%の誤差で求まり，精度試料は細分化されて実験室にて保存されており，よく測定できた．ただ，各深度における De は測定大きさは約３㎤である．試料の持つルミネッセン法ごとに明らかに異なる値をとり，光に対して一ス量（蓄積線量：De）は，光により放出（年代の番敏感であるはずの OSL の De が，どの測定法よリセット）されるため，測定する aliquot は試料内りも大きな値をとった．また，石英における De の部から採取した．また，含水率，放射性同位体濃方が polymineral の値よりも大きな値をとった．

度等の実験は光曝されている外部から採取した．

放射性同位体濃度は，誤差が 1-16%（平均８％）すべての試料で polymineral による RTL，BTL 測と小さく，αスペクトロメトリーで測定した値と定，３試料（2C-32，2D-06，4A-18）で OSL，IRSLもよい一致を示し，確度・精度共によく測定でき測定 を 行 った ． ま た， polymineral の 試料 か らた．年間線量の計算には，従来は U，Th 元素濃度quartz だけを Stokes et al.（2003）に従い取り出から求める Adamiec and Aitken（1998）を使う

し，上記３試料で RTL 測定も行った．RTL，BTLことが多いが，本研究対象地においては放射非平測 定 に お い て ， signal は 240-260 ℃ の 間 の衡が報告されているため，放射能から求めるintensity を積算して求め，OSL，IRSL 測定においStokes et al.（2003）を利用した．なお，LA-ICP-MSては初めの 10 count の積算から最後の 10 countによる結果を適用するため，放射能でなく放射性の積算を引くことで signal とした．

同位体濃度を入れる式に改良し，算出した．さらXRF 分析 で SiO2 ，K2O 濃度を 求め た後 に，234に， U（半減期 25 万年）過剰が引き起こす濃度- 35 -

の経年変化を計算し，式に組み込んだ．最後に，参考文献

中川（2000MS）で測定したバイカル湖堆積物の含Adamiec, G. and Aitken, M., 1998, Dose-rate

水率の変動が，生物起源シリカ量変動と対応する

conversion factors: update. Ancient TL 16, No. 2,ことから，ある一定の生物起源シリカ量をもった

37-50.

試料の含水率のみを深度方向にプロットし，圧密Sakaguchi, A.,

による含水率の減衰を見積もり，同様に式に組み

Kashiwaya, K., 2006, Uranium and thorium

込んだ．以上のことを考慮し，年間線量を見積もisotopeった．

sediment core of the Selenga Delta, Lake Baikal,distribution

in

anoffshore

bottomSiberia. Journal of Paleolimnology, 35, 807-818.

Accumulated dose (equivalent dose, De )Stokes, S., Ingram, S., Aitken, M. J., Sirocko F.,

T= " 0 Annual dose (Gy /ka) dt

Anderson,R.

andLeuschner,D.,

2003,= " 0 (D# (t) + D$ (t) + D% (t) (Gy /ka) dt

Alternative chronologies for Late Quaternary

上記年代式を用いて算出した年代値は，含水率

via optical dating of silt-sized quartz. QuaternaryT(Last Interglacial-Holocene) deep sea sediments

変動を MIS に対比させることによって求めた予想!

Yamamoto, M., Sasaki, K. and

年代よりも主に若かった（図２）．今回求めた年代

Science Reviews, 22, 925-941.
住田亮輔, 2007, 湖沼堆積物のルミネッセンス年代測定;

が，予想年代と一致しなかった理由としては，試料が測定前に光に曝されて年代が若返ったことや，化学分析と年間線量評価. 金沢大学卒業論文
中川裕文, 2000, バイカル湖底堆積物の分析に基づく過検疫で加熱処理されて年代が若返ったことが挙げ

去数十万年の陸水・気候シグナル. 金沢大学修士論られるが，真実を見極めるためにはさらなる実験文が必要である．

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