フィッション・トラック

ニュースレター第2４号

52 - 54

2011年

フッ酸およびアルカリエッチングのジルコンU-Pb年代測定への影響
岩野英樹* ・折橋裕二**・檀原徹*・平田岳史***Inﬂuence of leaching with hydroﬂuoric acid and alkali-etchingon zircon U-Pb dating

Hideki Iwano*, Yuji Orihashi**, Tohru Danhara* and Takefumi Hirata**** 株式会社京都フィッション・トラック Kyoto Fission-Track Co., Ltd.
** 東京大学地震研究所 Earthquake Research Institute, University of Tokyo*** 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
背景の後ダイヤモンドペーストで研磨した．各試料２

近年，フィッション・トラック（FT）年代測

マウントずつ作成し，ひとつはそのまま未処理定において必要不可欠なウラン濃度測定の工程試料とし，もうひとつは市販の47％フッ酸液(室を，レーザーアブレーションICP質量分析法 (LA-温)に20時間浸した．また，３試料のうち川本花

ICP-MS) で行う方法論が広がっている (Hasebe崗閃緑岩ジルコンのみ，エッチング処理（前述のet al., 2004, 2009)．さらに，LA-ICP-MSの導入

アルカリ溶液で20時間）したマウントも用意しで微量元素の同時分析が可能となり，FT年代とた．

U-Pb年代を同一粒子から測定する研究も始まっ

各ジルコンマウント試料について，LA-ICP-MSた（伊藤ほか, 2010）．しかし，FT分析に供さによりU-Pb同位体組成分析を行った．分析は東れたジルコンは分離工程や分析工程で，フッ酸や京大学地震研究所のICP-MS(VG Plasma Quad

アルカリ溶液を用いた化学処理が施されている．

3)を用い，試料導入には波長213nmのNd-YAG

例えば著者らは，ジルコン分離工程の最後に，ジレ ー ザ ー シス テム ( N e w Wa v e R e s e a r c h

ルコン表面についた汚れや岩片などを除去するた

UP-213)を用いた．分析方法の詳細はOrihashi

め，47％フッ酸液中（室温）で一晩洗浄する．

et al. (2008)による．

また，ジルコン表面のFTを腐蝕拡大(エッチング)結果とまとめするため，KOH+NaOH共融液（225℃）に10〜60時間浸ける．これらの工程は果たしてU-Pb分

フッ酸処理後のジルコンの様子を図1に示す．

析に影響はないのだろうか？

約10億年前の年代をもつAS3試料のジルコンで本研究では，ジルコン分離・純化工程で施されは，いくつかの粒子で，鏡面仕上げされた研磨内るフッ酸液による洗浄処理がU-Pb年代分析に影部面がフッ酸処理後にひび割れたような内部構響を与えるかどうか検証実験を行った．ジルコン造をもつような変化が見られた．約3.7億年前のFT年代測定でもっぱら用いられるアルカリ共融LMR試料では，処理後に累帯構造が顕著にみえ液によるトラックエッチングの影響も検討した．

るように変化した粒子があった．これらに対し，川本花崗閃緑岩のジルコンには全く結晶の変試料と実験方法化(脆弱化)は見られなかった．

実験には３試料用いた．1つはU-Pb年代測定のAS3のU-Pb年代測定結果を図２に示す．AS3で国際標準試料である米国のAS3（U-Pb年代ははU-Pb年代の分散が激しく，一部は明瞭な1099.0 1.4Ma：Paces and Miller, 1993），1

Pb addition（もしくはU loss?）のトレンドを示

つはFT年代測定の準年代標準試料である豪州のした．コンコーディアから外れるデータは脆弱化

Lake Mountain Rhyodacite(LMRと略，U-Pb

部分から得られたものであり，変化が見られな年代は362 7Ma: Hirata and Nesbitt, 1995)，

い部分でのU-Pb年代は概ね未処理のものと一致

もう1つは国内のU-Pb標準試料候補と考えているした．

川本花崗閃緑岩三原岩体（U-Pb年代は約33Ma:LMRのU-Pb年代は，AS3ほどフッ酸処理の影

岩野・檀原, 2010）のジルコンである．

響を受けなかったが，若干分散が大きく，またまずジルコンをテフロンシートに埋め込み，そ不明瞭ながらAS3で見られたPb additionのトレ52ンドがみられた．

コンのU-Pb年代測定では，不注意な化学処理を川本花崗閃緑岩の場合，フッ酸処理前後での避けるべきであろう．

U-Pb年代にほとんど影響がみられず，これはみ文献かけの様子（脆弱化がないこと）とも調和的であった．さらに，エッチングした結晶のU-Pb年

Hasebe et al.(2004) Chem. Geol., 207,

代も，自発FT密度の大小に関わらず（図３），135-145.

未処理試料の値と一致し，コンコーディア年代がHasebe et al.(2009) Geol. Soc. London,得られた（図4）．

Special Publication, 324, 37-46.

以上の結果から，FT年代が得られる程度のト

Hirata & Nesbitt (1995) GCA, 59, 2491-2500.

ラック密度(最大2 107 t/cm2)の範囲では，フッ伊藤ほか( 2010) 地質学雑誌, 116, 544-551.

酸処理およびアルカリエッチングはU-Pb年代に岩野・檀原(2010) FTニュースレター, no.23,

ほとんど影響を与えないが，4〜10億年の年代を40-41.

もつ，FT密度が過度の試料では，フッ酸処理に

Orihashi et al.(2008)Resource Geol.,58,

よりPb lossもしくはPb addition両方の効果が生

101-123.

じる可能性が高く，U-Pb年代測定には適さな
い．

Paces and Miller (1993) J.Geophys. Res., 98,

Utsunomiya et al. (2004)は4.4〜3.1Gaの13,997-14,013.

ジル コ ン を 用 いて， ア モ ルフ ァス な 領 域

Utsunomiya et al. (2004) GCA, 68,（＝FT）に鉛が濃集していると報告しているこ4679-4686.とからも，FTが超高密度のメタミクトしたジルAS3

Lake Mountain
Rhyodacite Rhyodaciteジルコン(右) の顕微鏡写真. 古いジルコン
図１．フッ酸処理後のAS3ジルコン（左）とLake Mountainの中にはフッ酸処理で脆弱化が進み，ひび割れるものや，累帯構造が顕著に見えてくるものがある．スケールは50μm.
Data-point error ellipses are 2

Common Pb

図2．フッ酸処理したAS3ジルコンのTera-Wasserburg
コンコーディアプロット．フッ酸処理によってU-Pb年代の分散が大きくなり，Common Pbの影響を示すトレンドと，Pb additionの顕著なトレンドが現れた．

Pb addition ?

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(A)

(B)


図3.
エッチング処理後の川本花崗閃緑岩のジルコン．(A)比較的低いFT密度の結晶と（B）計数限界を超える高密度の結晶．ソロバン珠状のエッチピットはエッチング前に照射したクレーターで、円形はエッチング後のもの．エッチング
前後でU-Pb年代は変化しないことを確かめた．スケールは50μm.

Data-point error ellipses are 2(A) Untreated

Data-point error ellipses are 2

(B) Etched

図 4 . 川 本 花 崗 閃 緑 岩 ジル コ ン の Te r a Wasserburgコンコーディアプロット．エッチ
ング処理前(A)と後(B)で，基本的にほとんどの粒子データは集中しコンコーディア年代を示す．外れたデータは，結晶内部のメルトインクルージョンが照射範囲に含まれ，CommonPbの影響を受けたもの．

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