フィッション・トラック

ニュースレター 第25号

1-6

2012年

LA-ICP-MSを用いたジルコンのU-Pb年代測定：川本花崗閃緑岩への適用
伊藤久敏*

Zircon U-Pb dating using LA-ICP-MS :An application to the Kawamoto Granodiorite
Hisatoshi Ito*

* 電力中央研究所地圏科学領域，Geosphere Science Sector, Central Research Institute of ElectricPower Industry (CRIEPI)Abstract

Zircons from the Kawamoto Granodiorite, a Japanese age standard candidate, were dated byU-Pb (238U-206Pb) method using LA-ICP-MS at CRIEPI. Fish Canyon Tuﬀ zircons, which are widelyused as a reference material for the ﬁssion-track dating, were used for the calibration of U-Pb data.
The LA-ICP-MS consists of a 213 nm Nd-YAG laser ablation equipment and a quadrupole ICP-MS.
Two standard zircons from the Buluk Member Tuﬀ (reference age: 16.2
a ﬁssion-track dating standard, and the Plešovice (337.13

0.6 Ma), which is used as

0.37 Ma), which is a well-known U-Pbdating standard, were also dated to check the reliability of the dating result. As a result, a reliableweighted mean age of 33.3

1.9 Ma (2σ) was obtained from the Kawamoto Granodiorite.

Key words: zircon, U-Pb dating, LA-ICP-MS, age standard, Kawamoto Granodiorite

はじめにWatkins, 1987）についても同様の試料を準備しU-Pb法，フィッション・トラック（FT）法，た．また，別途，U-Pb法の年代標準試料であ(U-Th)/He法などの年代測定法のスタンダードとる，Plešovice ジルコン（Sláma et al., 2008）

して利用するための国内試料候補として，昨年，とNIST標準ガラス（SRM 610および613）をエ

川本花崗閃緑岩三原岩体のジルコンが国内の複数ポキシ樹脂に埋め込み，テフロンシートと同様にの年代測定機関に配布された（岩野ほか，研磨した試料片を用意した（Fig. 1）．

2011）．そこで，ここでは，電力中央研究所

年代測定に使用したLA-ICP-MS装置の概要を（以下，電中研）の所有するLA-ICP-MS装置をTable 1に示す．レーザーアブレーションとし用い，同ジルコンのU-Pb年代測定を行った結果を報告する．
年代測定手順NIST SRM 610

川本花崗閃緑岩三原岩体から抽出されたジルコン100粒程度をPFAテフロンシート（サイズ：NIST SRM 613

15 mm 15 mm 0.5 mm）に埋め込み，研磨紙（1200番）とダイヤモンドペースト（粒径：Plešovice zircon

6μm）を用い，ジルコン表面を数μm研磨し，U-Pb年代測定用試料とした．さらに，年代値の5 mm

補正と得られた年代値の評価に用いるために，FT法の年代標準試料である，Fish CanyonTuﬀ（FCT: Schmitz and Bowring, 2001）とFig. 1. Plešovice zircons and NIST SRM 610, 613
glasses mounted in an epoxy resin.

Buluk Member Tuﬀ（BMT: Hurford and1

Table 1. LA-ICP-MS operating conditions.

Laser Ablation:
Laser type
Crater size
Repetition rate
Preablation
Energy density
Data acquisition

CRIEPI (Abiko Lab.)
New Wave Research UP213-A/F
213 nm (Nd-YAG)
30µm, 55µm
5 Hz
5 sec
2

7.2-9.2 J/cm
10 secICP-MS:
Acquisition mode
Scanning mode
Forward powerGas flow rate

Thermoscientific X-series II quadrupole ICP–MS
Time resolved analysis
Peak jumping
1400 Wplasma) 13.0 l/min (Ar)
auxiliary) 0.8 l/min (Ar)carrier) 0.9 l/min (Ar), 0.1 l/min (He)

Measured isotopes

202

204

Pb,

206

Dwell timeStandard glass

NIST SRM 610, 613て，Nd-YAGレーザー（波長213nm）を使用し，Pb,207Hg,
10 ms

Pb,208

Pb,232

Th,235U,238

U

(a)

アブレーションをHeガスの雰囲気で実施し，そのHeガス流をArガス流に混合させ，四重極型ICP-MS装置に導入させた．レーザー径は30μmである（但し，BMTは半数のジルコンでレーザー径を55μmとした）．1回の測定で，ブランA

ク測定（30秒程度）→レーザー照射（30秒）→

A’
30 µm

ブランク測定（30秒程度），の合計90秒で終了とした．レーザー照射時間のうち，最初の5秒はデータとして採用せず（Preablation），その後の10秒間をデータとして採用した（Table 1）．

(b)A

30秒のレーザー照射により，深さ18μmのピッ



30

A’

トが形成されるため，ジルコンの表面からの深さ3〜9μmのデータを用いた分析を行ったと推定

18 µm

µm

される（Fig. 2）．
データ取得は，標準ガラス（NIST SRM 610，613）とPlešovice ジルコンを挟みながら，FCT，BMT，川本花崗閃緑岩，年代未知試料A，00

年代未知試料Bの順で実施した．FCT，BMT，川"#

本花崗閃緑岩，Plešovice については，各10個のジルコンからデータを得た（Table 2）．U-Pb年

100"# !  $ $ !  !  !    µm

Fig. 2. Laser ablated pit on a zircon from theKawamoto Granodiorite (a) and its surface proﬁle (b).
Data were obtained using confocal laser microscopy(Ito and Hasebe, 2007).

代は，伊藤ほか（2009）に従い， 238 U- 206 Pb年代を求めた．206Pb/238U比は，FCT（推奨年代は28.402 0.012 Ma，206Pb/238U比は0.004421；

2

Table 2. LA-ICP-MS analytical results.
Sample name

#1

202

204

Hg

Pb

#2

206

Pb

207

Pb

238

U

Uncorrected
207

Pb/235 U

0.270860.274310.27601
0.283930.132450.178900.18052
0.19467

0.029930.03482
0.03272
0.03955

0.049400.050030.05034
0.051780.00333
0.00258
0.002410.00305

310.8
314.7
316.6
325.5

21.4
16.6
15.5
19.6

0.262500.520520.230670.290210.26795
0.233510.225070.58830
0.21370
0.61215

0.02263
0.02673
0.023620.02275
0.02332
0.023190.024360.02489
0.023090.02782

0.021850.04332
0.019200.02415
0.02230
0.019440.01873
0.04897
0.01779
0.05095

0.00946
0.012630.009770.00979
0.01667
0.00872
0.007290.02792
0.00703
0.026070.004130.000490.00487
0.00066
0.004310.000530.004150.00052
0.004250.00075
0.004230.000470.004440.000490.004540.00103
0.004210.000480.005070.00138
Weighted mean

26.5
31.3
27.7
26.7
27.4
27.2
28.6
29.2
27.1
32.6
27.8

3.2
4.2
3.4
3.4
4.8
3.0
3.2
6.6
3.1
8.9
1.2

23836

0.300172.45566

0.198670.02068

0.053210.00171

334.2

11.0

08
6
5
1234
12
13
21
8

1309
2024
1842
2364
2601
8427
6188
2942
3804
6598

0.00000
0.57850
0.423810.275080.650070.55566
0.27327
0.61900
0.75235
0.15772

0.01657
0.018180.01332
0.01835
0.017410.015900.012810.021810.01538
0.013440.00000
0.04680
0.034290.02225
0.052590.04495
0.022110.050080.06087
0.01276

0.03804
0.03861
0.02769
0.024170.04056
0.01589
0.013780.025280.031150.01050

0.002940.00151
0.003220.001210.002360.00103
0.003250.001160.00309
0.00094
0.002820.00051
0.002270.000540.00387
0.001160.002730.00073
0.002380.00049
Weighted mean

18.9
20.7
15.2
20.9
19.918.1
14.6
24.9
17.5
15.3
17.2

9.7
7.8
6.6
7.5
6.0
3.3
3.5
7.5
4.7
3.2
1.7

7642

439

23265

0.328482.59984

0.204490.02060

0.056610.00174

355.0

11.2

05
3
5
3
-4
0
5
7-2

383
166
188
441
240
194
342
405
149
379

14
128
26
11
10
22
26
8
21

13336
5613
6409
14962
8579
5558
11085
12959
4840
12995

0.146300.301250.18266
0.243420.18195
0.257420.269900.281040.24187
0.220220.02872
0.02958
0.029290.029450.027930.034960.03089
0.031230.030800.02918

0.01151
0.023690.014370.019150.014310.02025
0.02123
0.022110.019020.01732

0.007960.02087
0.00955
0.007610.00998
0.01301
0.00905
0.008380.01476
0.008480.00495
0.00052
0.005100.00085
0.00505
0.00066
0.005070.00060
0.004810.00073
0.006030.000910.00532
0.00057
0.005380.000480.005310.000960.005030.00057
Weighted mean

31.8
32.8
32.5
32.6
31.0
38.734.2
34.6
34.1
32.3
33.3

3.3
5.5
4.3
3.9
4.7
5.8
3.7
3.1
6.2
3.7
1.9

029275480

28877

0.321192.29276

0.17556

0.01635

0.053890.00147

338.4

9.5

927093367

21101

0.336122.397930.17883

0.01782

0.054930.00180

344.7

11.6

5-2

875085
5815

285
299

15707
18810

0.323770.309162.50098
2.192170.182970.160380.024180.01983

0.051910.04956

0.002120.00173

326.2
311.8

13.6
11.2

610-1610-3, 613-1
Plešovice-1
Plešovice-2
Plešovice-3
Plešovice-4

4-1
1287-2871749
2175
2466
1626

75
124141
97

6458
7928
8936
5728

1.591312.14939
2.16893
2.33887

Fish Canyon Tuff (FCT)
FCT10-1
FCT10-2
FCT10-3
FCT10-4
FCT10-5
FCT10-6
FCT10-7
FCT10-8
FCT10-9
FCT10-10-3
59-2-6-6
3
1-7
1

1
70-4
4
1
7-3
1
3292
334
333
265
158
336
366
132
422
8925
47
24
25
1325
25
23
28
1412884
12495
14098
11653
6796
14483
15026
5307
18260
3187

610-4610-5, 613-2
Plešovice-51317155

425

Buluk Member Tuff (BMT)
BM10-1
BM10-2
BM10-3
BM10-4
BM10-5
BM10-6
BM10-7
BM10-8
BM10-9BM10-1098-2-812628
19162382-20312787
122
3725
4345
134
7964
58
89

610-6, 610-7
Plešovice-6-1

7Kawamoto Granodiorite
LAB14-1
LAB14-2
LAB14-3
LAB14-4
LAB14-5
LAB14-6
LAB14-7
LAB14-8
LAB14-9
LAB14-10-5-609-728-1
10206

2σ[Ma][cps]

207

Age2σ[cps]Pb/238 UCorrected
Pb/238 U

[cps]

206

Corrected
2σ[cps]

610-8, 610-9
Plešovice-7
Unkown A-1Unkown A-10
610-10, 610-11
Plešovice-8
Unkown B-1Unkown B-4
610-12, 610-13
Plešovice-9
Plešovice-10

Uncorrected

Pb/235 U[cps]#1: Sample names are arranged in time series order.
#2: 204Pb counts include both 204Pb and 204Hg because of instrumental difficulty to separate these isotopes.

Schmitz and Bowring, 2001）による補正を行緑岩の値として7.5を代入し，yの値が同一になるなった．さらに，今回の場合，Fig. 3に示すようように0.945を求めた）．なお，線形補正の誤差に，時間が経過するに従い，標準ガラス（NISTは考慮していない．

SRM610）の 206 Pb/ 238 U比に変動が見られたた

U-Pb年代測定結果をTable 2に示す．個々の粒め，Fig. 3に示した線形補正を行った．具体的に子年代の年代値（T）の誤差（σT）は，は，FCTは610-3と610-4の間に取得したデータ

206Pb/238U比の経時変化の標準誤差を206Pb/238Uである（Table 2）．一方，川本花崗閃緑岩は比の誤差とすることで求めた．

610-7と610-8の間に取得したデータである．

各試料の年代は，個々の粒子年代とその誤差かFig. 3から，川本花崗閃緑岩はFCTに比べ，ら得られる加重平均年代として求めた．なお，

206Pb/238U比を高めに測定しているため，この場FCTを除く最終的な年代の誤差（σT*）は合，川本花崗閃緑岩の206Pb/238U比に対し，一律

Schmitz and Bowring (2001)により得られたに0.945を乗じることで補正を行った（Fig.3に示FCTの年代（28.402 0.012 Ma；1σ）と今回得した補正式のxにFCTの値として3.5を川本花崗閃

られたFCTの年代（27.8 0.6 Ma：1σ）の誤差

3

0.30
y = 0.0031x + 0.2042
0.25

206Pb/238U

0.20
0.15
0.10
0.05
0.00
123456789 10 11 12 13

NIST 610

Fig. 3. Time series variation of206 Pb/ 238 U in NIST SRM 610
standard glass. The numbers inthe x axis correspond to those inTable 2.

data-point error ellipses are 2σ

Intercepts at66110 & 8752200 MaMSWD = 0.55

0.070.06

207Pb/206Pb0.0552 48

44403632160

180

200

280.040.03
0.02
0.010.00
120140220

240

238U/206Pb

260Fig. 4. Tera-Wasserburg plot for
the Kawamoto Granodiorite.

年代測定結果と考察を含め，以下で計算した．

Table 2に示すように，FCTにより補正を行っ

2

σT * = Tw

2& σTw # & 0.012 # & 0.6 #$$!! + $! +$!
% Tw " % 28.402 " % 27.8 "たU-Pb年代（ 238 U- 206 Pb年代の加重平均年代）

2

は，BMTで17.2 1.7 Ma（誤差は2σで以下同様），川本花崗閃緑岩で33.3 1.9 Maとなった．また，10個のPlešovice ジルコンから得られ・・・・・(1)たU-Pb年代の加重平均として331.7 14.9 Maが得られた．BMTとPlešovice ジルコンの年代は，ここで，T w とσT w は，それぞれFCTの年代値

そ れ ぞれ の 推 奨 年 代 で あ る ， 1 6 . 2 0 . 6 M a

誤差を含める前の加重平均年代とその誤差であ(Hurford and Watkins, 1987), 337.13 0.37 Maる．

4

(Sláma et al., 2008）と誤差の範囲内で一致してザーの種類に関わらず，同様のピット形状が得らいるため，川本花崗閃緑岩の年代測定結果も信れるものと判断される．

頼性が高いと判断される．なお，Plešovice ジルまとめ

コンについてFig. 3に示した線形補正を実施しない場合のU-Pb年代 (加重平均)は353.3 15.8 Ma

電中研所有のLA-ICP-MS装置（波長213nmのとなり，この補正を行うことで，より推奨年代にNd-YAGレーザーと四重極型ICP-MSからなる装近い値が得られている．

置）を用い，国内のジルコンの年代標準試料候補

以 上 よ り ， 今 回 の シス テム に よ り ， 良 好 なで あ る 川 本 花 崗 閃 緑 岩 の ジル コ ン の

238 U- 206 Pb年代が得られることが分かったが，U-Pb（ 238 U- 206 Pb）年代測定を行った結果，Table 2のデータを用い，川本花崗閃緑岩のTera-33.3 1.9 Ma （2σ）の年代が得られた．同時にWasserburg plot（Tera and Wasserburg,同条件で年代測定を行った，年代値既知のBuluk

1972）を行うと，コンコーディアから大きく外Memberれる（Fig.

Tuﬀジルコン（推奨年代：4）．これは207Pbの測定値の信頼性

16.2 0.6 Ma）とPlešovice ジルコン（同：が低いためと判断される．Table 2より，207Pbの337.13 0.37 Ma）で推奨年代と誤差の範囲内で強度は206Pbの強度の10分の1程度で，2桁以下の一致する年代が得られたことから，得られた川本

低いカウント数（cps: counts per second）であ

花崗閃緑岩のU-Pb年代は信頼性が高いと判断さる．このため，207Pbを精度良く測定できなかっれた．

たものと判断される．今回使用したICP-MSは四謝辞

重極型であり，より高分解能の二重収束型を採用することで，この問題は解消できると思われ（株）京都フィッション・トラックの岩野英樹

る．ここでは，四重極型ICP-MSを用いた場合で氏から川本花崗閃緑岩三原岩体のジルコンの提供も，10 Ma程度の年代を示すジルコンから良好なを受けた．（株）電力テクノシステムズの山口慶

238U-206Pb年代が得られたことを強調したい．

太氏にはLA-ICP-MS装置を用いた分析を実施し伊藤ほか（2009）は，電中研システムによて頂いた．Tera-Wasserburg plotの作成には，り，BMTで推奨年代より23%古い年代

Berkeley Geochronology CenterのK.R. Ludwig（19.8 1.1 Ma）を報告したが，今回は推奨年氏の開発したIsoplot version3.71を使用した．

代と一致する年代が得られた．伊藤ほか

以上の方々に記してお礼申し上げます．

（2009）では，標準ガラス（NIST SRM 610）

文献の補正を実施せず，アブレーションはHeガスではなく，Arガスの雰囲気で実施した．伊藤ほか

Hurford, A.J. and Watkins R.T., 1987, Fission-（2009）のBMTの年代値は，標準ガラス（NIST

track age of the tuﬀs of the Buluk

SRM 610）の補正を行うことで再計算を行う

Member, Bakate formation, Northernと，推奨年代より17%古い年代 (18.9 1.1 Ma）

Kenya: a suitable ﬁssion-track ageとなり，正確な年代値に近づくことから，正確

standard. Chem. Geol.(Isot. Geosci.

度の高い年代を得るためには，標準ガラスを用いSect.), 66, 209-216.

た206Pb/238Uの経時変化のチェック・補正が必要

伊藤久敏，長谷部徳子，2007，共焦点レーザ顕であることが分かる．さらに，Heガスの雰囲気微鏡を用いたフィッション・トラック法へのでのアブレーションにより，より正確な年代が適用例−レーザ溶融ピットの形状測定−．

得られることを示すと思われる．また，伊藤ほか

フィッション・トラックニュースレター，（2009）では，Nd-YAGレーザーを用いた場

20，1-5．

合，アブレーションピットの底部の凹凸が激しい

伊藤久敏，倉橋克聡，田村明弘，千田太詩，荒井

ことを述べたが，今回の結果では，ピットの底部章司，森下知晃，2009，LA-ICP-MSを用いは，伊藤ほか（2009）のエキシマレーザーの場

たジルコンのFT用年代標準試料のU-Pb年代

合と同様に，ほぼフラットな形状（もしくはピッ測定−Nd-YAGレーザーとエキシマレーザー

ト中央部で上に凸の形状）を示した（Fig. 2）．の比較−．フィッション・トラックニュース

伊藤ほか（2010）ではピットの形状がレーザー

レター，22，11-19．の調整具合に大きく依存することを述べたが，伊藤久敏，田村明弘，森下知晃，荒井章司，

レーザーが良好に調整されている場合は，レー

2010，レーザーによるアブレーションピッ

5トの形状について．フィッション・トラック

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