2022 年度
ESR 応用計測研究会
ルミネッセンス年代測定研究会
日本フィッション・トラック研究会

合同研究発表会
プログラム, タイムテーブル,
講演要旨

日程: 2022年12月5日 (月) ～ 12月6日(火)会場： 文部科学省 研究交流センター
住所： 〒305-0032 茨城県つくば市竹園2-20-5

2022年12月5日（月）8:45 入場開始
9:00 開会挨拶
セッション1 座長：伊藤 一充
9:10
1 島﨑 達也
9:30
2 磯谷 舟佑
9:50
3 梶田 侑弥
10:10
休憩セッション2 座長：大平 寛人
10:20
4 小形 学
10:40
5 岡本 晃
11:00
6 末岡 茂11:20
7 長田 充弘
11:40 昼休憩
セッション3 座長：末岡 茂
13:00
8 大平 寛人
13:20
9 鈴木 彩世
13:40
10 中嶋 徹
14:00
11 中島 大輝
14:20
休憩
セッション4 座長：長谷部 徳子
14:40
12 福田 将眞
15:00
13 Ruby Marsden
15:20
14 山﨑 誠子
15:40
15 Hisatoshi Ito
16:00
休憩
16:10 FT研総会
16:40
終了

2022年12月6日（火）8:45 入場開始
セッション5 座長：山中 千博
9:00
16 豊田 新9:20
17 山本 まりん
9:40
18 鶴田 彩音
10:00
休憩
セッション6 座長：伊藤 一充
10:20
19 小畑 直也
10:40
20 小森 康太郎
11:00
21 小川 凛太
11:20
22 根来 湧輝
11:40 昼休憩
セッション7 座長：田村 亨
13:00
23 石井 祐次
13:20
24 伊藤 一充
13:40
25 ZHANG YIZHI
14:00
休憩
セッション8 座長：小形 学
14:20
26 渋谷 侑磨14:40
27 横尾 健人
15:00
28 田村 亨
15:20
終了
15:30 勉強会
16:45
撤収

歯エナメルを用いたESR/EPR線量計測による低線量被ばく評価の検討
イソプロピルアミンを包接するシリカクラスレートにおけるラジカル種の挙動
日本の山岳地域におけるESR熱年代学の適用（仮）東濃地域のOSL熱年代測定
熱年代学に基づく四国山地削剥史の推定
鮮新世～第四紀深成岩体の固結年代・深度に基づいた飛騨山脈黒部地域の削剥史
熱史からみたジルコンの標準試料への適性評価：石川県鷲走ヶ岳層の例

島根県出雲市鏡山鉱山に産する凝灰岩のFT年代
フィッション・トラック年代測定に向けたモナザイトの鉱物分離法
第四紀モナザイトのフィッション・トラック年代測定に向けた試み(速報)
ジルコンのART年代測定に向けた取り組み:Am線源を利用したART形成実験(U-Th)/He法に係る湿式分析法の検討：検量線法による親核種濃度の定量の試み(U-Th)/He dating of young volcanics: Background and examples in Japan
御嶽火山5万年前より若い試料のAr/Ar年代測定
Reappraisal of the simultaneous U-Pb and U-Th zircon dating

ガンマ線照射の際の二次電子平衡再考
重晶石のESR信号生成のプレドーズ効果
後期更新世～完新世の火山灰土のESRによる分析

石英中のブリーチされないESR信号の熱安定性
九十九里浜における長石砂の残存線量と外浜コアの年代測定
インドネシア・ジャワ島南部の津波堆積物の年代測定の試み
北海道霧多布湿原における，地震性地殻変動に関連した浜堤堆積物のIRSL年代と形成過程

河成段丘の砂礫層中の砂を用いたルミネッセンス年代測定
中期-後期更新世海成段丘堆積物へのルミネッセンス年代測定の適用－北海道南部の例－
Post-IR IRSL dating of GS-KUR-1 core collected from the Niihari Upland, Kanto Plain

モンゴルolgoy湖のIRSL年代測定と古環境推定
ルミネッセンス特性による泥粒子の供給源推定手法の検討
日本列島における石英OSL特性のデータベース化
礫のルミネッセンス年代測定（石井 祐次）

講演要旨

歯エナメルを用いた ESR/EPR 線量計測による低線量被ばく評価の検討
Improvement of low radiation dose estimation by ESR/EPR dosimetry
with tooth enamel
島﨑達也 1、白石善興 1、川原 修 1、横田賢一 2、松田尚樹 2、岡田誠治 1（1熊本大学生命資源、2長崎大学原医研）
T. Shimasaki1, Y. Shiraishi1, O. Kawahara1, K. Yokota2, N. Matsuda2 and S. Okada1(1IRDA, Kumamoto Univ., 2ADI, Nagasaki Univ.)
放射線災害が発生した場合は、被ばく線量の大小に関わらず線量推定が社会から強く
求 めら れる 。測 定素 子と して 歯エ ナメ ルや 貝製 品な どを 用い た電 子ス ピン 共鳴（ESR/EPR）線量測定法は、線量計を所持しない一般公衆であっても個々に被ばく線量を求めることができる。本研究は、対象者より提供された歯エナメルを用いた ESR 線量測定法による 0.1Gy 以下の低線量被ばく線量推定方法の確立と、これまでに被ばく線量評価が困難であった集団への適用を目的として、ESR 線量測定法で用いる ESR 信号
処理技術の改善を検討した。
実測 ESR スペクトルは、歯エナメルに含まれる有機物に起因する有機ラジカル ESR
信号がバックグラウンドとして、被ばく線量に応答のある CO 2 －ラジカル ESR 信号に重なったスペクトルとなる。そのために、その妨害となる有機ラジカル ESR 信号により正確な被ばく線量を推定することを難しくしている。そこで、日本電子社より ESR 信
号スペクトル解析を目的に提供されているソフトウエア「Isotropic simulation」を利用して、実測 ESR 波形から見積もった ESR パラメータを求め、CO 2 －ラジカルと有機ラジカルの実測 ESR 波形のシミュレーションの解析を行った。ESR 信号波形は、ローレンツ型関数とガウス型関数の合成で表現でき、このそれぞれの線型の最適な重みパラメー
タを近似関数により求めることを試みた。
求めたそれぞれの ESR パラメータを求めて、実測 ESR スペクトルより有機ラジカル ESR 信号を分離し、被ばく線量に比例した CO 2－
ラジカル成分により被ばく線量の推定を行った。

（本研究は、2022 年度放射線災害・医科学研究拠点共同利用・共同研究採択経費により実施している。
）
E-mail: tshima@kumamoto-u.ac.jp

イソプロピルアミンを包接する
シリカクラスレートにおけるラジカル種の挙動
Behavior of radical species in isoproplyamine silica clathrate
磯谷舟佑 1, 玉井伸幸 2, 横山優花 1, 谷篤史 1（1 神戸大学

人間発達環境学研究科, 2 神戸大学 国際人間科学部）

Shusuke Isogai1, Nobuyuki Tamai2, Yuka Yokoyama1, Atsushi Tani1
1

Graduate School of Human Development and Environment, Kobe University, Japan
2

Faculty of Global Human Sciences, Kobe University, Japan

シリカクラスレートとは，二酸化ケイ素 (SiO2) がかご状の結晶構造を形成し，そのかごの中に炭化水素などのガス分子を包接している化合物であり，水分子(H2O)がかご状構造を形成している天然のガスハイドレート（メタンハイドレート）と同様の結晶構造を持つ包接化合物である．千葉石は，ガスハイドレートの構造 II 型にあたる結晶構造を持つシリカクラスレートであり，十二面体のかごと十六面体のかごが組み合わされて結晶構造が形成されており，メタン，エタン，プロパンやイソブタンといった炭化水素
ガスが包接されている[1]．千葉石は，千葉県南房総市荒川の海洋堆積層群の石英脈から発見された．石英脈から発見されたことから堆積岩層の形成後に千葉石は生成されたと考えられているが，千葉石の生成年代についてはよく分かっていない．天然の千葉石には tert- ブチルラジカルなどの有機ラジカル種が残存していることが示されており，私たちはこれらの有機ラジカルを用いて千葉石の年代測定を試みている．しかし，天然の千葉石試料には様々なガスが入っており，ESR 測定すると様々な有機ラジカルが観察され，それらの有機ラジカル種それぞれの詳細な熱安定性などを議論することが困難であった[2]．そこでシリカクラスレート中の有機ラジカルの熱安定性を議論するために一種類の炭化水素ガスを入れたシリカクラスレートを合成することを試みたが，炭化水素
ガスが水にあまり溶解しないため困難であった．そのため本研究では，イソプロピルア
ミンを包接した千葉石と同様の結晶構造を持つシリカクラスレートを合成し，γ線照射によりできたラジカル種の温度変化による挙動を調べた．
TEOS(Tetraethyl orthosilicate)と水を混合し加水分解させてオルトケイ酸を作成した．
オルトケイ酸にイソプロピルアミンを混ぜ，耐圧容器に入れて 180 ºC で約 1.5 か月放置した．合成された試料を 77 K でγ線照射し（6.3 kGy）
，77-690 K までアニーリング
実験をし，ESR で水素原子とラジカル種の観察を行った．計測には，X バンド(9 GHz)ESR
分光器を用いた．磁場変調は 100 kHz，0.1 mT，マイクロ波強度について水素原子は0.001 mW，他のラジカル種は 1 mW で測定した．
合成した試料から水素原子とイソプロピルアミン由来のラジカル種の ESR 信号が観察された．今回の発表ではこれらの水素原子やラジカル種の熱的な挙動について，また千葉石で行われてきた研究結果と比較しながら議論をする．
[1] K. Momma et al. (2011) Nature Comm., 2, 199 [2] 磯谷舟佑 (2022) 修士論文
E-mail: 203d401d@stu.kobe-u.ac.jp

日本の山岳地域における ESR 熱年代学の適用―試料の前処理によるESR 信号への影響の評価―

Application of ESR thermochronology for mountains in Japan: anassessment of ESR signal variation caused by sample preparation
梶田侑弥（京大），末岡茂（JAEA），谷篤史（神大），磯谷舟佑（神大），田上高広（京大）
Yuya Kajita (Kyoto Univ.), Shigeru Sueoka (JAEA), Atsushi Tani (Kobe Univ.), Shusuke Isogai(Kobe Univ.), Takahiro Tagami (Kyoto Univ.)

近年，低温熱年代学の手法を用いて，日本の山地の隆起・削剥史の推定が可能になってきた[1]．
しかし，おおよそ現在のプレート配置となった第四紀以降の隆起・削剥史は，未だに制約が困難な場合も多い．これは，従来の低温熱年代計では，第四紀変動を直接捉えるには閉鎖温度が高すぎるためである（例えばアパタイトヘリウム法：約 55～80℃[2]）．したがって，より閉鎖温度の低い「超低温熱年代学」の開発が課題となる．

超低温熱年代計として期待される手法の一つに，電子スピン共鳴（ESR）法がある．ESR 熱年代計
では石英を対象鉱物とし，Al 中心と Ti 中心と呼ばれる不純物中心の信号で年代測定が為される．ボーリングコア試料から算出するとその閉鎖温度は，低いものでおおよそ 25～50℃である（Al 中心，
冷却速度 1～100℃/Mry，[3]をもとに算出）．しかし，山岳地域における ESR 熱年代計の適用例はこれまで 2 地域[4][5]のみで，妥当性の検証は不十分である．そこで，ESR 熱年代学の手法確立と信頼性確認のため，筆者らは第四紀の隆起・削剥史の理解が比較的進んでいる木曽山脈[6]において ESR

熱年代学の適用を試みている．本講演では，その前段階で実施した試料準備の操作が年代値に与える影響について発表する．
石英中の Al 中心と Ti 中心の ESR シグナルは光曝露や変形によって減衰する可能性がある[7, 8]．

まず光曝露の影響を調べるため，木曽山脈の花崗岩から抽出した石英粉末試料 200 mg を試験管に封入して実験室窓際に 3 日間放置する実験を行った．結果は放置前後で ESR シグナル強度に変化は観察されなかったため，室内での試料準備程度の光曝露なら問題は無いと思われる．次に岩石粉砕の効果を検証するため，人工石英を用いた実験を行った．人工石英を薄い板状にカッティングした
試料，およびステンレス乳鉢を用いて粉砕した粉末試料を作成した．それぞれに同線量のγ線を照射したところ，事前に粉砕した試料では Al 中心の ESR シグナルのみが観察できたが，γ線照射後に粉砕した試料では ESR シグナルはほぼゼロリセットされた．したがって，石英の結晶破壊が ESR

シグナルに大きな影響を与えることが考えられる．今後の検討として，実験装置や環境を変えた追試実験，天然試料を用いた粉砕の影響評価，Selfrag を利用した粒子破壊を伴わない岩石粉砕手法との比較などが挙げられる．

References: [1] 福田ほか (2021) Radioisotopes, 70(3), 173-187; [2] Farley (2000) Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 105(B2), 29032914; [3] Fang and Grün (2020) Radiation Measurements, 139, 106447; [4] Grün et al. (1999) Journal of Geophysical Research: Solid
Earth, 104(B8), 17531-17549; [5] King et al. (2020) Geochronology, 2(1), 1-15; [6] Sueoka et al. (2012) Island Arc, 21(1), 32-52; [7]Tissoux et al. (2007) Quaternary Geochronology, 2(1-4), 367-372; [8] 田中ほか (2020) 放射線化学, 110, 21-30

E-mail: ce1e5tine2.165t0n@gmail.com

大深度ボーリングコアを用いたカリ長石の multi-OSL 熱年代法による東濃地域の地殻浅部の古地温構造復元
Reconstructing the palaeo-thermal structure of shallow crust using multi-OSLthermometry of K-feldspar from deep borehole core: A case study in the Tono region
小形学 1，G.E. King2，F. Herman2，末岡茂 1（1JAEA，2ローザンヌ大学）
M. Ogata1, G.E. King2, F. Herman2, S. Sueoka1 (1JAEA, 2University of Lausanne)
光ルミネッセンス（OSL）熱年代法は、OSL 信号の蓄積速度の温度依存性を利用し、熱史を推定する手法である。この手法は、過去数十万年の数十度以下の熱史推定を可能とするため、従来の熱年代法では困難だった数十万年スケールの深度 1~2 km 以浅の侵食速度評価ができる。
しかし、OSL 信号は数十万年で飽和するため、OSL 熱年代法による侵食速度の定量化は侵食速
度の速い地域（数 mm/yr 以上）に限られ、先行研究の大半もアルプスやヒマラヤといった地域を対象としてきた[1]。一方で、Guralnik et al. (2015)[2]は過去約 2500 万年間熱的に安定している地域で掘削された大深度ボーリングコア（ドイツ；KTB borehole）に長石の OSL 熱年代法を適用し、OSL 信号から復元した古地温構造とボーリング孔温度が整合的であることを報告した。これにより、古地温構造を復元することで熱的安定性、すなわち侵食速度の遅さを評価できることが示された。しかし、この手法の研究例は Guralnik et al. (2015)が唯一であり、また、
ナトリウム長石を対象としている。本研究では、侵食速度が 0.1 mm/yr 程度[3]の岐阜県東濃地域で掘削されたボーリングコア（掘削長 1300 m）に multi-OSL 熱年代法[4-6]を適用し、侵食速度が遅い地域に対するカリ長石の OSL 熱年代法による古地温構造復元の適用性を検証した。
IRSL の励起温度は 50、100、150、225 °C とし、各 IRSL のカイネティックパラメータを放射線反応曲線測定、等温減衰測定、フェーディング測定から求めた。なお、熱的脱トラップに関するパラメータについては、等温減衰測定のデータ（設定温度：170、190、210、230、250、300、350 °C；以下、ITL データ）の組み合わせによって変化することが報告されているため[7]、15 通りの組み合わせからパラメータを導出した。これらのパラメータを基に、0-100 °C（0.2 °C間隔）で等温環境下の OSL 信号の成長曲線及び蓄積 OSL 信号量を推定し、実測値に最も近い
設定温度を古地温とした。
深度約 1 km（約 40 °C）の試料の IRSL 50 から復元した古地温は、190、210、230、250 °C の
ITL データの組み合わせからパラメータを導出することで、現在の地温と一致した。これは、過去から現在まで熱的に安定であったことを示し、東濃地域の侵食速度と整合的な結果となった。
この結果より、侵食速度が遅い地域に対するカリ長石の OSL 熱年代法による古地温構造復元の適用性を確認できた。一方、IRSL 100 以上で復元した古地温は、いかなる ITL データの組み合わせでも現在温度と一致しておらず、より高い温度領域（より深部）の古地温復元に適していると考えられる。
【謝辞】本報告は経済産業省資源エネルギー庁委託事業「平成 30~令和 4 年度高レベル放射性廃棄物等の地層処分に関する技術開発事業（JPJ007597）（地質環境長期安定性評価技術高度化開発）」の成果の一部である。
References: [1] Herman and King (2018) Elements, 14, 33-38. [2] Guralnik et al. (2015) Earth andPlanetary Science Letters, 423, 232-243. [3] Yuguchi et al. (2017) Island Arc, e12219. [4] Li and Li (2011)
Quaternary Geochronology, 6, 468-479. [5] Li and Li (2013) Journal of Luminescence, 136, 5-10. [6] Kinget al. (2016) Quaternary Geochronology, 33, 76-87. [7] Bouscary and King (2022) Quaternary
Geochronology, 67, 101240.

E-mail: ogata.manabu@jaea.go.jp

熱年代学に基づく四国山地の削剥史の推定
Estimation of denudation history in the Shikoku mountains
based on thermochronology
岡本 晃 (1) 福田将眞 (2) 新正裕尚 (3) 末岡 茂 (2) Barry Kohn(4) 田上高広 (1)(1)京都大学, (2)日本原子力研究開発機構, (3) 東京経済大学, (4)メルボルン大学

Akira Okamoto (1) Shoma Fukuda(2) Shigeru Sueoka(2) Barry Kohn(4) Takahiro Tagami(1)(1)Kyoto Univ., (2)JAEA., (3)Tokyo Keizai Univ., (4)Melbourne Univ.

西南日本弧の四国山地は,フィリピン海プレートの沈み込み帯に沿って形成された非火山性の隆起帯である. この地域の山地形成史を解明すれば,後期鮮新世頃より現在に至るまでのフィリピン海プレートの斜め沈み込み[1]に起因する上部地殻の非弾性歪の蓄積過程, ひいては南海トラフ沿いにおける海溝地震サイクル（弾性歪の蓄積・解放）プロセス解明の一助となる. しかしながら, 四国地方は山地形成を議論するための熱年代的データが少なく,河成段丘の分布にも乏しいため，東北日本弧の山々と比べると山地形成過程の理解が進んでいないのが現状である[2]．
本研究では，地質学的スケールにおける山地の削剥史を推定可能な熱年代学的手法を，
四国山地西部を横断する南北測線沿いに適用した．熱年代学では，地形学的指標の保存に関係なく，基盤岩の岩石・鉱物に対して直接年代測定を行うことで温度-時間履歴（熱史）を復元できる[3]．また，地温勾配などの仮定を置けば，熱史をさらに削剥史に読み替えることも可能である．四国地方において熱年代学的手法による研究を行った例は複数報告されているが（例えば，[4]など），山地を横断する規模で系統的に適用した研究は知られていない．そこで本研究では，四国山地に点在する中新世花崗岩類のうち, 先行研究[5]でジルコン U-Pb 法によって形成年代が 15.5-14.0 Ma であると推定されている岩体（石鎚・宇和島・沖の島）に対してアパタイトフィッション・トラック(AFT)法や(U-Th)/He法といった複数の熱年代学的手法を適用し，熱史・削剥史の復元を試みた．その結果は,石鎚(AHe: 6.4 Ma，ZHe: 10.0 Ma)，宇和島（AHe: 8.8-6.4 Ma，AFT: 9.9-8.5 Ma，ZHe:
10.6-10.2 Ma），沖の島（AHe: 8.4 Ma, ZHe: 12.1-10.0 Ma）と推定された．先行研究のZFT 年代[6]や btK-Ar 年代[7]に基づけば, これらの岩体において, 岩体形成から 1~2Myrの間に初期冷却により 350~300℃程度まで温度が低下したと考えられる．一方本研究で得られた AHe や AFT, ZHe の年代によれば, その後, 隆起・削剥の影響の可能性がある冷却フェーズの存在が示唆される.また,これらの年代データは北部に向けて冷却年代が若くなるトレンドが検出され, 中央構造線を起点とする傾動隆起（例えば[8]や[9]）や
underplating[10]の可能性が考えられる.
【謝辞】：本研究は，JSPS 科研費（課題番号:21K14021）の成果の一部である．
References:[1]Kamata＆Kodama. (1999) Island Arc 8, 393-403. [2]田力(2005) 地理科学 60(3), 143-148. [3]末岡ほか(2015) 地球科
学 69(1), 47-70. [4]Hasebe et al. (1993) Geological Society of America Special Paper 273, 121-136. [5]Shinjoe et al.
(2021) Geological Magazine 158, 47-71.[6] Tagami & Shimada (1996), J. Geophys. Res., 101, 8245-8255. [7] Shibata& Nozawa (1967), Geochemical Journal, Vol. 1, No. 3, 131-137. [8]Shigematsu et al., (2017) Tectonophys 696-697,
52-69. [9]池田ほか(2017), 地学雑誌第 123 巻第 7 号, 445-470. [10]Menant et al., (2020) Nature communications 11.

E-mail: okamoto.akira.52u@st.kyoto-u.ac.jp

鮮新世～第四紀深成岩体の固結年代・深度に基づいた
飛騨山脈黒部地域の削剥史

Exhumation history of the Kurobe area, Hida Range, based onsolidification ages and depths of the Pliocene-Quaternary plutons
茂 1，河上哲生 2，鈴木康太 2，鏡味沙耶 1，横山立憲 1，芝崎文一郎 3，長田充弘

末岡，山崎あゆ 2，東野文子 2, King G.E.4, 塚本すみ子 5，Herman F.4,田上高広 2

1

S. Sueoka1, T. Kawakami2, K. Suzuki2, S. Kagami1, T. Yokoyama1, B. Shibazaki3, M. Nagata1,
A. Yamazaki2, F. Higashino2, G.E. King4, S. Tsukamoto5, F. Herman4, T. Tagami2

1:原子力機構 (JAEA), 2:京都大学 (Kyoto Univ.), 3:建築研究所 (BRI), 4:ローザンヌ大学(Lausanne Univ.), 5:ライプニッツ応用地球物理学研究所 (LIAG)

飛騨山脈黒部地域には，世界一若い露出プルトンである黒部川花崗岩体を含め，10~0.8 Ma の若い深成岩体が複数露出する[1]．深成岩体が一般に地下数 km 以深で形成されることを考えると，削剥速度は数 mm/yr ないしそれ以上に達する可能性がある．しかし，これらの若い岩体の貫入やこれに伴う熱水活動等の熱擾乱のため，熱年代法による，冷却史に基づく削剥史の復元は簡単ではない[2]．本研究では，地熱条件に依らない削剥評価のため，主に鮮新世～第四紀の深成岩体の固結年代と固結深度から，黒部地域の削剥史の復元を試みた．固結年代はジルコン U-Pb 年代測定法，固結深度は Al-

in-Hbl 地質圧力計[3]により推定した．計 14 試料から固結年代と固結深度のペアを得た結果，固結深度は約 6~10 km でほぼ均一で，東西及び南北のいずれにも系統的な変化を示さなかった．この結果は，黒部-高瀬川破砕帯の東側の断層ブロックが，東に傾動したと考える従来のモデル[4]とは不調和である．固結深度と固結年代のプロットから復元された削剥史は，約 5.5~0.8 Ma にはほとんど削剥が起こらず，それ以降の時代に平均で約 7~14 mm/yr の急速な削剥が起こったことを示した．この結果は，ダム堆砂量や宇宙線生成核種法から推定された数十～数千年程度の侵食速度[5,6]や，約 1 Ma

以降に信濃大町方面で黒部地域からの花崗岩礫の供給が急増したこと[7]と矛盾しない．
0.8 Ma 以降の黒部地域の急速な隆起・削剥の原因としては，東西圧縮応力の発現以降，黒部地域の地温が高い領域に沿って変位・変形が局在化した可能性が考えられ，現在，
レオロジーと地温構造を考慮した変形シミュレーション[8]による検証を進めている．
References: [1] Ito, H. et al. (2013) Scientific Reports, 3:1306. [2] Yamada, R. & Harayama, S. (1999)

Geochemical Journal, 33, 59-66. [3] Mutch, E.J.F. et al. (2016) Contributions to Mineralogy and Petrology,
171:85. [4] 原 山智ほか(2003) 第 四 紀 研 究 , 42, 127-140. [5] Ohmori, H. (1978) Bulletin of the

Department of Geography, University of Tokyo, 10, 31-85. [6] 松四雄騎ほか (2014) 応用地質, 54, 272-280.
[7] 及川輝樹・和田肇 (2004) 地質学雑誌, 110, 528-535. [8] Shibazaki, B. et al. (2016) Journal ofGeophysical Research: Solid Earth, 121, 3099-3117.

【謝辞】本報告は経済産業省資源エネルギー庁委託事業「平成 30～令和 3 年度高レベル放射性廃棄物等の地層処分に関する技術開発事業（地質環境長期安定性評価技術高度化開発）」（JPJ007597）の成果の一部である．

E-mail: sueoka.shigeru@jaea.go.jp

石川県鷲走ヶ岳層のジルコンの熱史評価
Thermal history evaluation of zircons fromthe Wassogatake Formation in Ishikawa Prefecture
長田充弘（JAEA）・中嶋 徹（JAEA）
・福田将眞（JAEA）末岡 茂（JAEA）
八木公史（蒜山地質）・横山立憲（JAEA）
Mitsuhiro Nagata, Toru Nakajima, Shoma Fukuda, Shigeru Sueoka (JAEA),
Koshi Yagi (Hiruzen Inst. Geol. Chronol.), Tatsunori Yokoyama (JAEA)
著者らは，ジルコンを用いた年代測定における標準試料の探求を行っている[例えば，1,2]．その一環として，石川県白山市南部の下部中新統鷲走ヶ岳月長石流紋岩質溶結凝
灰岩（鷲走ヶ岳月長石流紋岩）に注目し，ジルコンの U-Pb 年代・FT 年代と月長石（サニディン）の K-Ar 年代の観点から検討した．本論では，鷲走ヶ岳月長石流紋岩質溶結凝灰岩を鷲走ヶ岳層と呼ぶ．鷲走ヶ岳層からはジルコンフィッション・トラック（以下FT）年代[3]，Rb-Sr 年代[4]，およびジルコン(U-Th)/He 年代が報告されている[2]．鷲走ヶ岳層からは変質作用の存在が報告されているが，得られた年代の評価や変質作用の詳細も不明確であった[3, 4]．
3 試料より得られた U-Pb 年代の加重平均値は①21.75 ± 0.50 Ma，②21.90 ± 0.50 Ma，および③21.79 ± 0.49 Ma（いずれも 2σ）を，ジルコン FT 年代は①22.12 ± 4.1 Ma，②
21.56 ± 3.1 Ma，および③19.70 ± 2.3 Ma を，月長石 K-Ar 年代は①20.71 ± 0.46 Ma，②
21.77 ± 0.47 Ma，および③20.21 ± 0.45 Ma を示した（数字は試料の対応関係を示す）．また，ジルコンの FT 長測定ではどの試料においても初期長より有意に短い 3－9 µm のコ
ンファインドトラックが確認され，試料③の FT 年代と K-Ar 年代については，①，②の試料に比べ得られた年代値が若い傾向にある．
それぞれの年代値と対応する閉鎖温度に基づくと，約 22.4-21.3 Ma に高温（約 900℃
以上）であり，約 22.9-17.4 Ma に低温状態（約 350℃以下）であったと推定される．ただし，試料③は相対的に年代が若く，FT 長の短縮が見られたことから低温領域において再加熱を被った可能性がある．鷲走ヶ岳層の上位に分布する岩稲層からは年代測定は得られてないが，富山県八尾地域の岩稲層のジルコンから 17.6 ± 0.3 Ma の U-Pb 年代と13.5 ± 1.4 Ma の FT 年代が得られている[5]．岩稲層による被熱もしくはそれに伴う変質作用により，FT 長が短縮したと推定される．従って，鷲走ヶ岳層のジルコンは U-Pb 年
代のような閉鎖温度の高い手法に関しては有効であるが，FT 年代などの閉鎖温度の低い手法には不向きである蓋然性が高い．
References:[1]

長田ほか(2021) JpGU, SGL22-P04.

[2]

福田ほか(2022) フィッション・トラックニュースレター, 35, 7-10.

[3]伊藤ほか(2001) 地調研報, 52, 573-579.

[4]

石田ほか(1998) 地質雑, 104, 281-295.

[5]

中嶋ほか(2019) 地質雑, 125, 483-516.

E-mail: nagata.mitsuhiro@jaea.go.jp

島根県出雲市鏡山鉱山に産する凝灰岩の FT 年代

Fission track age of pyroclastic rock from the Kagamiyama mine,
Izumo City, Shimane Prefecture
大平寛人（島根大学総合理工学部）
Hiroto Ohira (Shimane University)

出雲市大津町三谷の南方に位置する鏡山鉱山周辺では，中期中新世の大森層の流紋岩
軽石凝灰岩が変質し，ベントナイトやゼオライトを形成している．現在は凝灰岩上部のベントナイトに富む部分を小規模に露天採掘している．流紋岩軽石凝灰岩の厚さは最大100ｍ以上で，同質の流紋岩にドーム状に貫かれ，かつ両者とも礫岩に覆われている[1]．
全体として凝灰岩上部（礫岩直下）でベントナイト化が著しく，中～下部では広範囲にゼオライト化し，特に最下部でその傾向が強い．このような産状はベントナイトやゼオ
ライトの形成が，礫岩層堆積時の上部からの天水の浸透や，下位の流紋岩ドームからの熱的影響などと密接に関連することを示唆する．なお流紋岩軽石凝灰岩の堆積環境については，その噴出口近くに堆積したサージ堆積物であるとの見解がある [1]．
島根県内ではこのほか，久利層の凝灰岩（大森層の下位に相当する）から，おもに熱水変質に関連して形成したベントナイト・ゼオライトが採掘されている [2］．また貫入岩からの熱的影響（熱水変質）と密接に関連して形成したゼオライトもある[3]．このように凝灰岩と貫入岩との年代学的関係は，熱水変質や資源形成の評価の視点からも重要と考えられる．
そこで今回，鏡山鉱山に分布する軽石凝灰岩と流紋岩ドームの両者からジルコンを抽出しフィッション・トラック法による年代測定を試みた．エッチング後のジルコン表面（研磨面）は比較的清浄で，フィッション・トラック（FT）が明瞭に出現する粒子がある．現在これらの粒子について FT の計測を進めている．

図

ジルコン上の自発 FT 凝灰岩（左）および流紋岩ドーム（右）文献:［1］鹿野和彦ほか（1998）今市地域の地質．地域地質研究報告，地質調査所，79ｐ．
［2］酒井禮男ほか（1980）島根県大田市北部の火砕岩の変質-とくにフェリエライトの産状について-．島根県立工業技術センター研究報告 17，52-61．
［3］井上多津男（1984）島根県仁万地域の中新統の変質過程，地球科学，38，235-248．

E-mail: ohira@riko.shimane-u.ac.jp

フィッション・トラック年代測定に向けたモナザイトの鉱物分離法の検討
Examining the procedures of the mineral separation of monazite towardfission-track dating

鈴木彩世（京都大）、長田充弘、中嶋徹、福田将眞、末岡茂（JAEA）、

田上高広（京都大）

Ayase SUZUKI (Kyoto Univ), Mitsuhiro NAGATA, Toru NAKAJIMA, Shoma FUKUDA, Shigeru
SUEOKA (JAEA), Takahiro TAGAMI (Kyoto Univ)

フィッション・トラック（FT）法では一般的にウラン含有鉱物であるジルコンやアパタイトなどが対象となる。近年では、閉鎖温度が 50℃以下の超低温領域の新たな熱年代計として、モナザイト FT（MFT）法の開発へ向けた基礎研究が実施されている(詳細は[1]を参照)。その閉鎖温度の低さから、
地殻１km 以浅における熱履歴の解明や熱イベントの推定に寄与することが期待されている[2]。本研
究では MFT 法の実用化に向けた基礎的研究として、FT 法に適した鉱物分離手法の確立を試みた。

アパタイトやジルコンの鉱物分離は手順が確立されている[3]のに対し、MFT の先行研究内で分離に関する記述はない。モナザイトは閉鎖温度が高い U-Pb 法などでしばしば利用されるが、超低温熱年代計である MFT 法での利用にあたっては各実験手順中における熱的影響の排除などで検討が必要であり、分離手順がそのまま利用できるとは限らない。したがって、本研究ではモナザイトが含有されていると期待される白亜紀花崗岩類 3 試料（木部花崗岩、荷尾杵花崗岩、柳生花崗岩）およびシルル紀花崗岩類 1 試料（氷上花崗岩）を用いて、通常の重鉱物分離から更に詳細な磁性分離を試み、分離後のフラクションにモナザイトが含まれているか顕微鏡観察を行って確認した。一連のモナザイトの分離は日本原子力研究開発機構東濃地科学センターおよび京都大学で実施した。分離手順は通常の鉱物分離作業と同様、粉砕、篩がけ、水簸、パンニングまでを行い、乾燥したのちに磁性分離、ポリ
タングステン酸ナトリウム（SPT）溶液[4]およびジヨードメタンを用いて重液分離を行った。磁性分
離では、ネオジム磁石を用いて磁性・非磁性フラクションに分け、さらに磁性フラクションにフェラ
イト磁石を用いて強磁性・弱磁性フラクションに分離した。結果としてモナザイトは、全ての試料において弱磁性フラクションに集中的に観察されることがわかった。磁性分離の時点で十分量のモナザ
イトが識別できる場合には重液分離を行わなくてもよい。本発表では、各試料から分離したそれぞれのモナザイトの観察結果について報告する。さらに、この手法で分離したモナザイトをエポキシ樹脂
でマウントし、研磨、エッチングを行い、予察的な結果として MFT の観察結果の一部を報告する。
謝辞： 本研究は、日本原子力研究開発機構発機構 東濃地科学センターにおける学生実習生の成果の一部である。試料
提供では京都大学の梶田侑弥氏にご助力頂き、試料採取地点の情報提供において Etienne Skrzypek 博士にご助力頂いた。
References: [1] 末岡ほか (2021) RADIOISOTOPES, 70, 189-207; [2] 福田ほか (2021) RADIOISOTOPES, 70, 173-187; [3]Kohn et al. (2019) in “Fission-Track Thermochronology and Its Application to Geology”, 25-48, Springer.; [4] 壇原ほか

(1992), 地質ニュース, 55, 31-36.

E-mail: suzuki.ayase.52m@st.kyoto-u.ac.jp

第四紀モナザイトのフィッション・トラック年代測定に向けた試み(速報)Toward fission-track dating of Quaternary monazite samples(Prompt report)
中嶋 徹(JAEA), 福田将眞(JAEA), 仁木創太 (東京大), 末岡 茂(JAEA), 檀原 徹(京都 FT), 田上高広 (京都大)Toru Nakajima (JAEA), Shoma Fukuda (JAEA), Sota Niki (Univ. Tokyo), Shigeru Sueoka(JAEA), Tohru Danhara (Kyoto FT), and Takahiro Tagami (Kyoto Univ.)

モナザイトのフィッション・トラック(MFT)年代系は閉鎖温度が非常に低いことが知られており(~45‒25 ℃: [1]), 超低温領域の熱年代計としての応用が期待されている. MFT のエッチング条件を検討した[2]は, MFT のエッチング速度は主に放射線損傷の影響を受けることを指摘した. 一方, 先行研究では中生代以前のモナザイトが使用されており(例えば[1],[3]), 放射線損傷の影響に乏しいモナザイトは高いエッチング耐性を示すと考えられる. そこで本研究では放射線損傷の影響に乏しいと予想される第四紀のモナザイトを使用し,
MFT のエッチングを試みるとともに、適当なエッチング条件を検討した.
洞爺イグニンブライトは約 110 ka の洞爺カルデラの巨大噴火とそれに伴う大規模火砕流により形成され, ６つの連続するユニットに区分されている[4]. 本研究で使用したパミス
試料は[4]により記載された地点 2 の Unit 6 より採取されたものである(東京大学仁木氏より受領). 地点２の Unit6 は厚さ約 1 m のラグブレッチャ(Unit 6a)と約 8 m の無構造なパミ
スレイヤー(Unit 6b)で構成され, Kt-2 テフラと土壌に覆われる. 地点 2 のイグニンブライ
トは台地を形成しており, 上載層が存在しないことから, Unit6b は噴出後即座に堆積・冷却し, その後の熱擾乱を受けていないことが予想される.
Unit6b のパミス中に産するモナザイトは一般的に火成岩に産出する Ce-モナザイトであり, 無色透明で自形性が高く, 明瞭な組成累帯構造を示さない. また, ガラス＋気泡(+イル
メナイト)の不定形なメルト包有物がランダムに観察される. 本研究では[2]のエッチング条件(6M HCl, 90℃)に従い FT のエッチングを試みたが, 規定時間の 90 分以内に FT は確認されなかった. その後 12M HCl を用いて 90℃で 300 分間の追加のエッチングを行ったと
ころ, 数本の FT が観察された. このことから, 洞爺イグニンブライトのモナザイトは先行研究で使用された中生代以前のモナザイトよりも HCl に対するエッチング耐性が高いことが明らかになった. 今後, 若いモナザイトを用いて FT 年代測定を行う上での課題として,
短時間加熱で適用できるエッチャント（e.g., 硫酸）の検討や非加熱で長時間浸漬させるな
どの新しいエッチング条件を模索する必要がある.
References:[1]

Jones et al. (2021) Geochronology, 3, 89-102.

[3]

Weise et al. (2009) Chemical Geology, 260, 129-137.

[2]

[4]

Jones et al. (2019) Terra Nova, 31, 179-188.

Goto et al. (2018) Journal of Geography（Chigaku Zasshi), 127, 191-227.

E-mail: nakajima.toru@jaea.go.jp

ジルコンの ART 年代測定に向けた取り組み：Am 線源を利用した ART 形成実験
Efforts toward ART dating in zircon: ART formation experiments using Am sources
中島大輝,長谷部徳子,横山明彦,山田記大(金沢大学),飯沼勇人,高宮幸一(京都大学)
Taiki Nakashima, Noriko Hasebe, Akihiko Yokoyama, Norihiro Yamada (Kanazawa University),
Yuto Iinuma, Koichi Takamiya (Kyoto University)
1,はじめにアルファリコイルトラック(ART)は 238U，235U，232Th，およびその娘核種がアルファ壊変した際に残った原子核がその反動で動いたときにできる損傷のことである．ウランやトリウムの壊変定数は決まっているため，鉱物内の ART 数とウラン・トリウム濃度を測定することで年代を算出することができる．
しかし，年代既知のジルコンに ART 年代測定法を適用したところ，期待される年代よりも若く算出された(早坂,2018)．その原因として，ART 認定の不正確さによる ART 数の過小評価や，ART の形成過程が不明なため経過時間に比例して ART が増加しているのかどうか分からないことが考えられる．そのことを確認するためには，人工的に ART を作成して観察する必要がある．

2,人工的な ART の作成

ART を人工的に作成するためには，アルファ壊変する重元素を鉱物表面に作用させる必要がある．放射性元素はアルファ壊変を行うものを用い，アルファ壊変によって動いた原子核が鉱物の方へ移動する
ことによって ART を形成する．橋本他(1980)では，252Cf のアルファ線源を用いて人工的な ART の作成に成功している．しかし，252Cf は自発核分裂により鉱物表面に FT も形成するため ART 観察の妨げとなる．そのため、本研究では京都大学複合原子力科学研究所にある 300Bq の 241Am 線源を使用した．照射は
1 時間，3 時間，6 時間，12 時間の 4 パターンで行った．今回は照射試料として白雲母を用いて観察を行った．
白雲母は劈開面を観察することにより，ノイズや研磨の影響を考慮する必要が無くエッチングにより顕微鏡で容易に ART を観察することができる(Gogen and Wagner, 2000)．

3,結果
241

Am 線源を用いて新たな ART 形成手法の確立に成功した．照射時間の増加に伴って白雲母表面に形成された ART 数が直線的に増加していることも確認することができた．しかし，人工的に形成した ART(1 回の壊変)の方が天然の ART(1~8 回の壊変)よりも大きくなった．その原因として，天然のトラックが長期間常温でアニーリングされたことが考えられる．今後は人工的に作成した ART のアニーリング挙動を温度と時間の関数として研究していく必要がある．

References:[1] Gogen and Wagner (2000) Chemical Geology, 166, 127-137[2] 橋本他 (1980) Nucl. Tracks Vol. 4, 263-269[3] 早坂他 (2018) フィッション・トラック ニュースレター 第 31 号 20-22

E-mail: baske.tk.swift@gmail.com

(U-Th)/He 法に係る湿式分析法の検討：
検量線法による親核種濃度の定量の試み

Examination of the wet analysis for the (U-Th)/He method:

Attempt to determine the contents of parent nuclides based on thecalibration curve method

福田 将眞・鏡味 沙耶（原子力機構）
Shoma Fukuda, Saya Kagami (JAEA)(U-Th)/He 法（以降，He 法）は，U や Th などの放射性核種の α 壊変を利用した放射年代計であることから，分析の対象にはウラン含有鉱物であるアパタイトやジルコンなどが用いられる．この手法は，閉鎖温度が低温領域(<300℃)にある熱年代法の一つに数えられ，世界中の幅広い地域における数十万年から数億年スケールに及ぶ地球科学的現象の推定に応用される（例えば，[1]）．従って，地層処分事業における地質環境の長期安定性評価にも貢献可能であることが期待される．
He 法における分析手順は世界的にも確立しており，おおまかには粒子の選別，娘核種（He）の定量，親核種の定量を経て，He 年代値を計算する．国内で唯一 He 年代測定の分析環境を有する東濃地科学センターにおいては，分析手順のうち，粒子の選別，Alphachron（ASI 社製）を用いた He ガスの測定まではルーチン化されている[2]．親核種の定量には，世界的には U や Th 同位体スパイクを用いた同位体希釈法を用いることが一般的であり（例えば，[3]），多くの知見が蓄積している．一方，日本国内ではこれ
らの同位体スパイクの保持および使用が厳格に規制されていることから，同位体希釈法の適用自体が困難である．そこで，アパタイトやジルコンを対象とした湿式法による完全分解ののち，検量線法による親核種の濃度測定法について，その有効性の検証を試み
る．分析試料はフィッション・トラック法の年代標準試料としても良く知られる，
Durango アパタイトおよび Fish Canyon Tuff ジルコンを採用した．このうち，
Durangoアパタイトは，cm スケールの巨晶であるため，分析前に 100 µm 程度の粒径になるよ
うに粉砕して用いた．本講演では，検量線法を用いた親核種(U, Th, Sm)の定量において、最適な内標準元素（Bi, Tl）を評価し、各鉱物試料における親核種の定量を実施したた
め，結果の一部を紹介する．
【謝辞】本報告は「平成 31 年度放射性廃棄物共通技術調査等事業（放射性廃棄物に係る重要な基礎的技術に関する研究調査の支援等に関する業務）（国庫債務負担行為に係るもの）」の成果の一部である．

References:[1]: Ault et al. (2019), Tectonics, 38, 3705–3739. [2]: 菅野ほか (2021), JAEA-Testing 2020-010, 1–38.
[3]: Evens et al. (2005), Jour Anal. Chem. 60, 12, 1159–1165.

E-mail: fukuda.shoma@jaea.go.jp

Zircon-double dating of young volcanics. Background and examples
in Japan.
Ruby Marsden (JSPS International Research Fellow – Kanazawa University)
One application of the (U-Th)/He method on zircon crystals is dating the eruption
age of young volcanic rocks. However, this method requires additional information toaccurately determine eruption age, due to the possible disequilibrium in the U decay
series caused by fractionation of U and Th into zircon crystals from the melt (Farley eta., 2002). To supply this information, a crystallisation age for the zircon crystal isrequired, this age together with a single (U-Th)/He date for the crystal can then be usedin conjunction to calculate an ‘eruption’ age. This method is called zircon-double
dating (ZDD) (Schmitt et al., 2006; Schmitt et al. 2011, Danišík et al. 2012).
This talk outlines the background methodology of ZDD and showcases two
examples of the method used in Japan from Ito and Danišík (2020) and Marsden et al.
(2021).

References:[1]

Farley K. A., Kohn B. P. and Pillans B., 2002. The effects of secular disequilibrium on (U–Th)/He systematics and dating of Quaternary volcanic zircon and apatite. Earth andPlanetary Science Letters 201, 117–125.

[2]

Schmitt A. K., Stockli D. F. and Hausback B. P., 2006. Eruption and magma crystallization
ages of Las Tres Vı́rgenes (Baja California) constrained by combined 230Th/ 238U and (U–Th)/He dating of zircon. Journal of Volcanology and Geothermal Research 158, 281–295.

[3]

Schmitt, A.K., Danišík, M., Evans, N.J., Siebel, W., Kiemele, E., Aydin, F. and Harvey, J.C.,
2011. Acigöl rhyolite field, Central Anatolia (part 1): high-resolution dating of eruption
episodes and zircon growth rates. Contributions to Mineralogy and Petrology, 162(6),pp.1215-1231.

[4]Danišík, M., Shane, P., Schmitt, A.K., Hogg, A., Santos, G.M., Storm, S., Evans, N.J., Fifield,
L.K. and Lindsay, J.M., 2012. Re-anchoring the late Pleistocene tephrochronology of New
Zealand based on concordant radiocarbon ages and combined 238U/230Th disequilibriumand (U–Th)/He zircon ages. Earth and Planetary Science Letters, 349, pp.240-250.

[5]Ito, H. and Danišík, M., 2020. Dating late Quaternary events by the combined U-Pb LAICP-MS and (U-Th)/He dating of zircon: A case study on Omachi Tephra suite (central

E-mail: rubymarsden@staff.kanazawa-u.ac.jp

Japan). Terra Nova, 32(2), pp.134-140.
[6]

Marsden, R.C., Danišík, M., Ito, H., Kirkland, C.L., Evans, N.J., Miura, D., Friedrichs, B.,
Schmitt, A.K., Uesawa, S. and Daggitt, M.L., 2021. Considerations for double-dating zircon
in secular disequilibrium with protracted crystallisation histories. Chemical Geology, 581,
p.120408.

E-mail: rubymarsden@staff.kanazawa-u.ac.jp

御嶽火山 5 万年前より若い試料の 40Ar/39Ar 年代測定

Ar/39Ar dating of lavas younger than 50 ka from Ontake Volcano

40

山﨑誠子・及川輝樹（産総研）・Daniel P. Miggins・Anthony A.P. Koppers（オレゴン州
立大学）

Seiko Yamasaki, Teruki Oikawa (GSJ, AIST), Daniel P. Miggins and Anthony A.P. Koppers(OSU)

長野・岐阜県境に位置する御嶽（御岳）火山は、直径約 20 km の大型の成層火山で、国内で２番目に高い（最高標高 3067 m：剣ヶ峰）活火山である。近年の活動は 1979、

1990、2007、2014 年の水蒸気噴火であるが、完新世にも複数回のマグマ噴火があった
ことがわかっており、今後の活動を評価するためにも数万年より若い活動の詳細化が重要である。御嶽火山の年代学的研究としては、数多くの感度法 K–Ar 年代が報告されており（Matsumoto and Kobayashi, 1995; Kioka et al., 1998; 松本・小林, 1999）、特に 10万年前より若い新期御嶽火山溶岩について、アルゴン初期値の補正の重要性が層序と合わせて系統的に示された火山でもある。しかし、試料採取地には偏りもあり、特に山頂周辺の若い試料についての報告値はなかったため、活動史の全体を復元するには不十分であった。そこで本研究では、山頂周辺を含む若い試料について、40Ar/39Ar 年代測定を実施したため、結果を報告する。

溶岩試料の前処理は産総研にて、40Ar/39Ar 年代測定はオレゴン州立大学にて実施した。測定には 180〜250μm サイズの石基を数十グラム使用し、レーザーによる段階加熱により Thermo Fisher Scientific 製 ARGUS VI 型希ガス質量分析計にて測定したデータ
を ArArCalc（Koppers, 2002）により年代値計算を行った。

今回得られた中で最も若い年代値を示した山頂近くの一ノ池火山噴出物の溶岩からは、プラトー年代として 10.8±3.6 ka（誤差は 2σ）、逆アイソクロン年代として 13.0±

5.7 ka が得られた。溶岩表面の微地形の保存状況や山体内の小規模なテフラも含めた層序に基づくと、完新世に一ノ池火山噴出物が噴出した可能性が低いので、約 13 ka の中央値の方がもっともらしい。より若い試料については、誤差が大きくなる傾向はあっても、初期値を補正した逆アイソクロン年代を採用した方がよいと考えられる。発表では
初期値の補正の効果や年代値のずれについても議論したい。

E-mail: yamasaki.seiko@aist.go.jp

References:[1]

Matsumoto A. and Kobayashi (1995) Chemical Geology, 125, 123-1355.

[2]

Kioka H., Furuyama K., Miyake Y., Sakai J., Nagao K., Ikemoto M., Noiri H., Oda, K. (1998) Earth[3]

松本・小林 (1999) 火山, 44, 1-12.

[4]

Science (Chikyu Kagaku), 52, 464-474.

Koppers A.A.P. (2002) Computer Geoscience, 28, 605-619.

E-mail: yamasaki.seiko@aist.go.jp

ジルコンを用いた U-Pb と U-Th の同時年代測定についての再評価
Reappraisal of the simultaneous U-Pb and U-Th zircon dating
伊藤久敏（電力中央研究所）
Hisatoshi Ito (CRIEPI)

238

U が 206Pb に壊変する途中に生じる 230Th を用いる U-Th 法は 230Th の半減期が75,690 年であることから，過去 30 万年前までの年代測定に向いている．一方，U-Pb
法（もしくは 238U-206Pb 法）は地球誕生時の年代から第四紀まで幅広く年代値を得ることが出来，近年の分析機器の性能向上により，若い方では 10 万年前程度まで年代測定が可能である．Ito (2014)[1]は約 10 万年前に噴出した洞爺テフラのジルコンを用い，U-Pb と U-Th の同時年代測定が可能であるとしたが，Guillong et al. (2015)[2]により，Ito(2014) [1]の U-Th 年代測定の不備が指摘されて以来，同時年代測定の試みに関する文献はないようである．
筆者は，Ito (2014) [1]発表後も，同じ分析機器・分析条件を用いた第四紀テフラの年代測定を行い，主に U-Pb 年代測定結果のみを報告してきた（例えば，Ito and Danišík,

2020[3]）が，230Th も同時に測定しているため，U-Th 年代の評価も可能であった．今回，Guillong et al. (2015)[2]の指摘を踏まえ，これまでの測定結果を再検討した．また，最近

Marsden et al. (2022)[4]により提案された U-Th 法の標準試料（SS14-28）の U-Pb，U-Th
同時年代測定も実施した．これらの結果を整理し，良好な U-Th 年代を得るための条件について検討を行った内容を報告する．

References:
[1]
[2]
[3]
[4]

Ito, H., 2014. Zircon U–Th–Pb dating using LA-ICP-MS: Simultaneous U–Pb and U–Th datingon the 0.1 Ma Toya Tephra, Japan. J. Volcanol. Geotherm. Res., 289, 210–223.

Guillong, M., Schmitt, A.K., and Bachmann, O., 2015. Comment on “Zircon U–Th–Pb dating

using LA-ICP-MS: Simultaneous U–Pb and U–Th dating on 0.1 Ma Toya Tephra, Japan” by
Hisatoshi Ito. J. Volcanol. Geotherm. Res. 296, 101–103.

Ito, H. and Danišík, M., 2020. Dating late Quaternary events by the combined U-Pb LA-ICP-MS and (U-Th)/He dating of zircon: A case study on Omachi Tephra suite (central Japan).
Terra Nova, 32, 134–140.

Marsden, R. et al., 2022. SS14-28: An age reference material for zircon U-Th disequilibrium

dating. Geostandards Geoanalytical Res., 46, 57–69.

E-mail: ito_hisa@criepi.denken.or.jp

ガンマ線照射の際の二次電子平衡再考
Secondary electron equilibrium for gamma ray irradiation; revisited
豊田新（岡山理科大学），Ulku Sayin (Selcuk University, Turkey),
Emel Ece (Karamanoglu Mehmetbey University, Turkey)
Shin Toyoda（Okayama University of Science），Ulku Sayin (Selcuk University, Turkey),
Emel Ece (Karamanoglu Mehmetbey University, Turkey)
ESR あるいは OSL 年代測定において，ガンマ線，X 線といった光子を照射して生成した信号を観測することが多い．この際，二次電子平衡を確保するため，照射する試料の前後にアクリル板などの二次電子を発生させる物質を置くことが推奨されている(Aitken, 1998; Ikeya, 1993)．これは，ESR や OSL によって観測する「照射効果」は，光子が物質中に発生させた二次電子によって生じるためである。電子の飛程は，およそ2 mm 程度であるため，3 mm 程度の照射する物質と同じ物質の板を前後に置くのが適切であるとされている (Aitken, 1998)．
しかしながら，実際のガンマ線照射において，容器を照射する物質にするのは簡単ではない場合もあるため，前後に置く物質を変えたときに，与えられる線量（生成する信号強度）が実際上どの程度の差異になるのかについて調べてみることにした．
今回，測定対象とする物質を，歯のエナメル，アラニン，バライトとした。これらの粉末を薬包紙に平らに包み，4 mm のプラスチック，2 mm のアルミニウム，3 mm のガラス，アパタイト，バライトの結晶の板をそれぞれ前後からはさんで，2 Gy あるいは
1 kGy の照射を行った．照射には，量子技術研究開発機構高崎量子応用研究所コバルト
60 ガンマ線照射施設を使用した．
ESR 測定は，岡山理科大学総合機器センターの JEOL PX-2300 ESR 測定装置を使用し，室温において行った．エナメルの CO2－，アラニンのアラニンラジカル，バライトのSO3－の信号強度をそれぞれ取り，プラスチックではさんだ時の信号強度で規格化したところ，図１のような結果が得られた．
相対的な信号強度は，はさんだ物質の質量吸収係数に比例するはずで，この値はプラスチックからアパタイ
トにかけて増大するのでその傾向とは一致した結果となっているが定量的には合っていない．
References:
[1]

[2]

Aitken, M., J. (1998) An Introduction
to optical dating, Oxford University
Press.
Ikeya, M. (1993) New Applicationsof ESR, Dating, Dosimetry, andMicroscopy, World Scientific.

E-mail: toyoda@ous.ac.jp

図１

プラスチックではさんだ場合で規格化した
ESR 信号強度

重晶石の ESR 信号生成のプレドーズ効果
Pre-dose effect of the ESR signal in barite
山本

まりん、豊田 新（岡山理科大学）石橋純一郎（神戸大学）

Marin Yamamoto, Shin Toyoda（Okayama University of science）
Jun-Ichiro Ishibashi (Kobe University)
重晶石 (BaSO4) は，最も新しく，実用的な ESR 年代測定の対象となることが見いだされた鉱物である．海底熱水鉱床において産する硫化鉱物からなる鉱石試料中に含まれる重晶石を用いて年代測定が行われてきており(Okumura et al., 2010; Toyoda et al.,2012; Fujiwara et al., 2015），数年から数千年の年代が求められてきている．
重晶石の ESR 年代測定法では，これまで，付加線量法を用いて総被曝線量が求められている．付加線量法では,信号強度の線量応答を外挿して線量を推定するため誤差が大きくなる．また，飽和曲線に近くなる線量を自然放射線からすでに受けている場合は,飽和曲線の信頼性が低くなって，総被曝線量が正しく求められない可能性がある.そのため,試料を加熱して信号を消滅させ，照射によって信号を再生し，得られる線量応答を内挿して線量を推定する信号再生法を用いることが考えられる．この場合，加熱によって信号の生成効率が変化してしまう可能性があるため，その影響について検証する必要がある.
本研究では,海洋研究開発機構（JAMSTEC）の研究船を用いた調査航海で沖縄トラフの与論海丘熱水域にて採取された ESＲ年代 70－150yr の鉱石試料（試料 A）と、東青ヶ島
海丘カルデラ熱水域で採取された鉱石試料（試料 B）を用いた。試料に化学処理を行い,重晶石を抽出した.試料 A では,1000Gy, 2500Gy のγ線を照射して，もとの強度が無視できる程度に信号を増加させた後，380℃で加熱して信号を消去し，再度 100～5000Gyの間で 10 段階γ線を照射した。
ESR 測定の結果、加熱処理のみでは変化しないが，1000Gy,2500Gy のγ線を照射してから加熱処理を行うと照射していない natural の試料とは異なった線量応答が得られ，線量が再現できないことがわかった.この結果を踏まえて,次の試料ではより若い年代範囲での比較を試みた.若くて natural の信号が観測されない
試料 B に 100Gy,300Gy,1000Gy のγ線を照射して信号を生成させ,同様に 380℃で加熱処理をして信号を消去した後に,30～2500Gy の間で 14 段階γ線を照射した.こちらの試料については，加熱のみによって線量応答が変化するが，加熱前のγ線照射によっては線量応答の差異が認められなかった.試料により加熱による信号生成に対する影響が異なる可能性があるという結果になった.
References:[1]

Okumura, et al. (2010）Geochronometria, 37, 57-61.

[2]

Toyoda, S., et al.(2012) Radiation Measurements, 47, 900-902.

[3]

Fujiwara, T.,et al (2015) In Ishibashi, et al. eds., Subseafloor Biosphere Linked to Global
Hydrothermal Systems; TAIGA Concept, Springer, Tokyo, 369-386.

E-mail: s19p043ym@ous.jp

後期更新世～完新世における火山灰土の ESR 分析
ESR measurements on a tephric loess sequence from late Pleistocene
to Holocene
鶴田彩音、豊田新（岡山理科大学）高田将志（奈良女子大学）
A. Tsuruta, S. Toyoda (Okayama University of Science)
M. Takada (Nara Women’s University)
最終氷期から完新世への温暖化の過程で,ヤンガードリアス・イベントやダンスガー
ド・オシュガーサイクルのような急激な寒冷化が起きたことがわかっており,これらは,ヨーロッパにおいて多くの関連する現象が確認されてきた.一方,これらの変動が東ア
ジアにどのような影響をもたらしたのかについて知ることは,全球的な気候変動を理解する上で重要である.福井県水月湖で採取された年縞堆積物に,ヤンガードリアス期に対応する比較的大きな気候変動が見いだされたことはその一例である（Shlolaut etal,2017）が,東アジアの気候変動イベントとどのようにリンクしているのかについて解析するためには,具体的なフィールドデータの更なる蓄積が望まれる.
Toyoda and Naruse（2002）は,日本列島に分布する風成堆積物から微細石英粒子を抽出し,その ESR 信号強度から推定される酸素空孔量が,氷期・間氷期の気候変動と関連して異なることを明らかにした.また同様の方法で Nagashima et al. (2007) は,日本海で採取された海底堆積物の微細石英粒子の酸素空孔量が第四紀後期の気候変動と明瞭な相関を有することを明らかにした.海域と比べ陸域では,より堆積速度の速い風成堆積物を採取できる可能性があり,そのような堆積物を分析できれば,時間分解能に優れ,より時間スケールの短いイベントを検出できる可能性がある.そこで本研究では,陸域に堆積した火山灰土の ESR 信号を分析することで,日本列島の中期更新世末～完新世における気候変動イベントをどのように抽出することが可能か,予察的な検討を行った.
本研究で解析対象とした試料は,栃木県那須川郡那須川町芳井の露頭で連続サンプリングされた火山灰土である.地表面から 10 ㎝ごとに採取し,合計 34 試料を分析対象とした.各試料から石英を抽出するために化学処理を行った.そして,ストークス法を用いて,20 µm 以下,20～50 µm ,50～125 µm のものに分けた. 2.5 kGy のガンマ線を照射し,300℃で 15 分加熱後,ＥＳＲ（室温）で測定を行った.
深さ 50 ㎝ までの試料は E1’中心の信号は観察されなかったが,下位層準の試料ではE1’中心の信号が観測され,最終氷期中の試料で酸素空孔量が大きくなるという結果が得られた.予察的な結果ではあるが,現在までのところ,陸域の火山灰土を用いて,風送塵の起源と関連した連続的な気候変動を議論できる可能性があることがわかった.
References:[1]

Shlolaut et al. (2017) Sci. Rep, 7, 1-7.

[2]

Toyoda and Naruse. (2002) Transactions, Japanese Geomorphological Union, 23, 811-820.

[3]

Nagashima et al. (2007) Palaeogeography Palaeoclimatology Palaeoecology, 247, 144-161.

E-mail: s19p023ta@ous.jp

石英中のブリーチされない ESR 信号の熱安定性

Thermal stability of the unbleachable component of the ESR signals
in quartz

小畑直也・豊田 新（岡山理科大学）

Naoya Obata・Shin Toyoda（Okayama University of science）
電子スピン共鳴（ESR）年代測定法は堆積物にも適用されている．石英を用いた ESR 法
は飽和線量が大きいためルミネッセンス法よりも古い試料の年代測定が可能と期待されるが，課題も多く，まだ発展途上にある．例えば，Al 中心には太陽光へ十分に露光させても完全にリセットされない成分があることが知られているが，この成分には線量応答があり，さらにその線量応答の生長度は試料によって大きな差があるため，ブリーチ
されない信号レベルを差し引くアプローチは単純ではない．その上，ESR 信号の完全なリセットには数百時間に及ぶ長時間の露光が必要とされていることから，実験に対する時間的な制約も大きい．また，年代測定に使用される主要な ESR 信号である Al 中心とTi 中心では試料によって熱安定性が異なることも知られており，ブリーチされない Al
中心の熱安定性も十分に検討されていない．正確な年代評価を行うには使用する ESR 信
号の性質を総合的に理解しておくことが重要であるため，我々はこれまでに起源の異なる石英の熱安定性について検討してきた．今回は主に露光に関連した ESR 信号の特性を観察するための実験を行った．
試料はブリスベン川の現河床堆積物から抽出した石英を使用し，図のような手順で照射・加熱・露光処理を実施した等時加熱実験による信号の変化を比較した．その結果，①Al 中心のブリーチされない信号はブリーチされる信号よりも熱的に安定であること，②Ti 中心の感度はアニールとブリーチのどちらでも変わらないこと，③ブリーチ後の Ti
中心は加熱によって信号が生じること（TT-ESR）を確認した．これらの特性から，Al 中
心のブリーチされない信号強度は加熱によって再現できること，Ti 中心のゼロリセット
はアニールでも良いことが示唆される．このことは ESR 法における堆積物の総被ばく線
量評価のプロトコルを簡便にするために有用であると考えられる．

E-mail: s20rd01on@ous.jp

九十九里浜における長石砂の残存線量と外浜コアの年代測定

Residual doses of modern K-feldspar sands and dating of sedimentcores in the Kujukuri coast, central Japan

小森康太郎（東大院・産総研）・清家弘治（産総研）・田村亨（産総研）

Kotaro Komori (Tokyo University・AIST) ・Koji Seike(AIST)・Toru Tamura(AIST)
長石の IRSL や pIRIR は，不完全な露光に伴う残存線量が生じやすい．残存線量は正
確な年代評価のための課題である．一方で，運搬～堆積中に露光する堆積物粒子の移動過程を考えるのに活用できる可能性がある．本研究では，九十九里浜の海岸～海底表層

堆積物のカリ長石 IRSL および pIRIR を測定して，残存線量を評価した．また，海岸間や水深での線量の比較を行い，残存線量の空間的な傾向を検討した．さらに，下部外浜のコアに同様の測定を行って，残存線量の影響を考慮したうえで，堆積年代を評価する．
コアは九十九里浜中央部の片貝沖で水深 10 m, 15 m, 20 m, 25 m の 4 地点で採取した．

海岸の試料では，IR50（Ph180 ℃）の残存線量は 0.1 Gy 以下であり，この地域の線量率で数十年に相当する．pIRIR 50/150 と pIRIR 50/225 では，それぞれ<0.8 Gy と<3 Gy であり，<400 年と<1500 年に相当する．pIRIR 50/290 の線量は，10-28 Gy と海岸間の差が大きく前浜の試料で比較すると，土砂供給源である南北の海食崖（太東埼と屛風ヶ浦）から中央部へ向かって，沿岸方向の顕著な線量の減少が認められる．また，砂丘の発達す
る海岸においては，線量は前浜～砂丘間で陸側に向かって顕著に減少した．この沿岸・岸沖方向の変化は，沿岸流や風による砂の輸送中の露光に起因すると考えられる．水深5 m から 70 m の沖合の試料では，IR50（Ph180 ℃）, pIRIR 50/150 ，pIRIR 50/225 の残存線

量はそれぞれ< 0.1 Gy, < 2 Gy, < 5 Gy であった．水深 70 m 以深の試料では、これらの信号の線量がやや高くなった．pIRIR 50/290 では 8-35 Gy の範囲で地点間の差が大きい.

外浜コアについては，水深 20 m と 25 m のコアの測定が完了している．表層から深度 30-40 cm 程度まで，表層の残存線量と同程度の線量であり，この範囲で土砂が頻繁に移動している可能性がある．約 40 cm 以深では線量がやや高く，堆積による OSLの蓄積が生じていると考えられる．

E-mail:komori.k0611@gmail.com

インドネシア・ジャワ島南部の津波堆積物の年代測定の試み
Attempt to date tsunami deposits in southern Java, Indonesia
小川凜太・Januar Ridwan・Eko Yulianto・長谷部徳子（金沢大学理工学域）
はじめに
津波堆積物の年代を測定することは、地震とそれに伴う津波の周期性を理解するための重要である。インドネシアは複雑なプレート境界に位置し、ジャワ島南部は過去数回にわたって、津波による大きな被害を受けている。２００６年のこの地域における津波の被害は記憶に新しいが、調査を進めていく中で、時代の異なる津波堆積物と思われる層がいくつか見受けられた。それらの堆積物がいつのものなのか、また、２００６年のものと思われる堆積物は本
当に２００６年の津波堆積物なのかを確かめるためにこれらの堆積物を OSL 年代測定法で分析し、年代を決定できるのか検討を試みる。
試料採集
目視で確認できる津波堆積物と思われる層が４つあった。その各層から堆積物を採取した。
これらの試料を A シリーズとする。また、同じ場所においてブラックカーテンで光を遮断し、各層の光の当たっていない奥の方の試料をルミネッセンス用に採取した。この試料を B シリーズとする。
試料準備
露光状態で採取した A シリーズの試料ではまず水の含有量を測定した。続いて、自動乳鉢
で粉末状にした後、イグニッションロスにより、有機物の含有量を測定した。その後、その試料を用いてガラスビードを作成した。この後このガラスビードを用いて XRF 分析を行い、この堆積物の化学組成などを調べる。また、粉末状にした試料を用いて圧縮ペレットを作成した。このペレットを LA-ICP-MS 測定にかけ、この堆積物の放射性元素の分析を行う。
調査結果
上記の試料は海岸から５００ｍ離れた川沿いの露頭で採取した。表層から５～１０、２０～３０、７０～８０、１１０～１２０ｃｍにそれぞれ津波堆積物が見受けられた。ここで注意しなければならないのが、その堆積物が暴風雨由来である可能性である。雨が多いこの地域ではその点も考慮して研究を進めていく。
References(1)Nanayama et al., 2000;(2)Goff et al., 2004;[ここに入力]E-mail:mskkyd1068@gmail.com

北海道霧多布湿原における，地震性地殻変動に関連した浜堤堆積物の IRSL 年代と形成過程

IRSL ages and formation processes of beach-ridge sediments

associated with seismic uplift and subsidence in Kiritappu Marsh,
Hokkaido, Japan

根来湧輝（東京大・産総研）・田村亨（産総研・東京大学）
・澤井祐紀（産総研）・谷川晃一朗（産総研）
・嶋田侑眞（産総研）・岡田里奈（弘前大学・産総研）
Yuki Negoro (The University of Tokyo, AIST), Toru Tamura (AIST), Yuki Sawai (AIST),

Koichiro Tanigawa (AIST), Yumi Shimada (AIST), Rina Okada (Hirosaki University, AIST)北海道東部の地殻変動は，地質学的な証拠と測地学的な証拠とで異なる傾向が認められる．更新世の海成段丘面が長期的な隆起傾向を示している一方，検潮記録は短期的な沈降傾向を示している (澤井, 2007)．この傾向の違いを説明するために大規模な隆起イベントの発生が指摘されている（池田, 1996）．珪藻化石による相対的海水準変動の復元によって，17 世紀に発生した巨大地震の後に海岸が大きく隆起していたことが証明され（Sawai et al., 2004），長期的な隆起傾向と短期的な沈降傾向が部分的に説明されたが，その収支などの完全な説明には至っていない (澤井, 2007; Sawai, 2020)．
そこで本研究では，地下に埋没した浜堤の堆積物に着目し，その構造と年代から過去の海岸の隆起・沈降と浜堤の形成過程の関係を考察する．そのため，霧多布湿原において海岸と直交する測線を設け，掘削や地中探査レーダー (GPR) による堆積構造の調査，
長石砂の IRSL および pIRIR や泥炭の 14C による年代測定，火山灰の同定などを行った．
調査の結果，以下のような特徴が観察された．(1) 上位に泥炭層，その下位に浜堤の砂層（海浜～前置砂丘堆積物）が堆積している．(2) 砂層は泥炭によって上下に分割され，上下で年代のギャップがある．(3)下位の砂層の陸側で 2.7 ka，海側で 1.7 ka，上位の陸側で 1.6 ka，海側で 0.8 ka 頃の IRSL 年代が得られた．今回の測定には pIRIR50/150法を用いたが，pIRIR 年代は誤差が大きく泥炭の 14C 年代や火山灰と整合しなかった．
一方，IRSL 年代はそれら他の年代指標と整合的であるため砂層の年代決定に用いた．
IRSL 年代はテストによって得られたフェーディング率（平均 6.6 %/decade）で補正し，現在の砂浜の試料から決定された残存線量（約 0.16 Gy）を差し引いている．
今回の調査結果とこれまでの海溝型地震の復元結果との比較から，本地域の浜堤堆積物の形成過程は次の(1)から(4)のサイクルの繰り返しで説明される．(1) 地震直後の隆起イベントによって相対的海水準が大きく下がる．(2) 砂の堆積により海浜が拡大し，内陸の離水した浜堤の上に泥炭層が堆積する．(3) その後の地震間の沈降によって海面が相対的に上昇し，水没した泥炭の上に砂が堆積する．(4) 再び海浜の拡大が始まる．
References:[1] 池田安隆 (1996) 活断層研究, 15, 93—99．
[2] Sawai, Y. et al. (2004) Science, 306 (5703), 1918—1920[3] 澤井祐紀 (2007) 第四紀研究, 46, 363—383[4] Sawai, Y. (2020) Earth-Science Reviews, 208, 103261

E-mail: negoro.yuki@aist.go.jp , 4821158487@edu.k.u-tokyo.ac.jp

河成段丘の砂礫層中の砂を用いたルミネッセンス年代測定

Luminescence dating of sand matrices in gravelly fluvial terrace
deposits

石井祐次（産業技術総合研究所 地質調査総合センター）
Yuji Ishii (AIST, Geological Survey of Japan)

日本では河川の中流～下流に主に氷期において形成された河成段丘が見られることがある．河成段丘は気候変動や海水準変動，地殻変動に対する河川の応答を記録しており，それを読み解くには河成段丘堆積物の堆積年代を正確に求める必要がある．ルミネッセンス年代測定は堆積物の堆積年代を直接得ることが可能であり，河成段丘の形成過程を明らかにする上で極めて重要な役割を果たす（例えば Ishii, 2022）．しかし，日本の河成段丘堆積物は基本的に砂礫層によって構成されており，調査対象の露頭全体や特定の層準において砂層が見つからない場合も多いといった問題がある．そのような問題の解決策の一つとして，礫を用いたルミネッセンス年代測定が挙げられるが（Ishii
et al., 2022），測定対象は花崗岩や花崗閃緑岩といったカリ長石が豊富に含まれる礫種に限られるなどの制限がある．もう一つの解決策としては砂礫層中のマトリクスに含まれる石英や長石を測定する方法が考えられる．しかし，その適用性の検証例は極めて少ないことに加え，年間線量の推定についての議論も十分ではない．そこで発表者は現在，十勝平野の河成段丘を対象として，砂礫層中の砂を用いたルミネッセンス年代測定の適用性を検証することを試みている．
十勝平野において最終氷期に形成された堆積段丘である Ko I 面の露頭を対象とし，砂層から通常の試料を 6 点，
砂礫層からバルク試料を 4 点採取し，
post-IR IRSL（pIRIR）
年代測定をおこない，蓄積線量の比較をおこなった．砂層から得られた試料と砂礫層のマトリクスから得られた試料とで，IR 50 および pIRIR 50/150 の蓄積線量に大きな違いは認められなかった．これは，砂礫層中のマトリクスに含まれる石英や長石が受ける年間線量が，砂層に含まれるものと大きく変わらないことを示唆する．砂礫層は礫支持であるが，ベータ線の飛程は数 mm 程度と短いために，測定対象の石英や長石が吸収する線量は礫由来よりも周囲のマトリクス由来のものが卓越すると推測される．このことは，粒度分布を考慮したベータ線の平均年間線量の推定モデル（Cunningham et al., 2022）からも支持される．MIS 6 に形成された段丘についても同様に試料を採取しており，今後，さらに検証をおこなう予定である．
謝辞: 本研究の一部は，原子力規制委員会原子力規制庁「令和３年度原子力発電施設等安
全技術対策委託費（廃棄物埋設における自然事象等の評価に関する研究）事業」として実施した．
References:[1]

Ishii (2022) Quat. Geochronol., 70, 101307.

[3]

Cunningham et al. (2022) Geochronol. 4, 517–531.

[2]

Ishii et al. (2022) Quat. Geochronol. 67, 101228.

E-mail: ishii.yuji@aist.go.jp

中期-後期更新世海成段丘堆積物へのルミネッセンス年代測定の適用－北海道南部の例－

The application of luminescence dating to middle to late Pleistocene
marine terrace deposits -a case of southern Hokkaido-

伊藤一充・石井祐次（産業技術総合研究所 地質調査総合センター）
Kazumi ITO・Yuji ISHII (AIST, GSJ)

日本の沿岸域に広く分布する海成段丘は，その平坦面の高度が隆起量の見積もりに使われるなど，過去数十万年間の地域のテクトニクスを理解するために重要な地形・地質記録である．海成段丘の段丘編年は主にテフラ層序に基づき，MIS 5e の海成段丘は全
国的にも正確な年代が決まっている地域が多い（小池・町田編，2001）．一方，それよりも古い MIS 7 や MIS 9 の海成段丘は，年代既知のテフラが少ないこともあり，正確な年代が与えられていないこともある．北海道南部に広がる海成段丘も，MIS 5e については Toya（109±ca.3 ka，東宮・宮城，2020）が直上にあることで年代が正確に決められているが，MIS 7 や MIS 9 については地形発達の順序関係でのみ決められており，推定根拠が曖昧と言える．本研究では，当該地域の海成段丘に対してルミネッセンス年
代測定法を適用し，従来の段丘編年を補完する．
平川・小野（1974）はこの地域の海成段丘を高位から，生花苗Ⅰ面（OⅠ面），生花苗
Ⅱ面（OⅡ面），生花苗Ⅲ面（OⅢ面），生花苗Ⅳ面（OⅣ面）と区分した．それぞれ MIS 9，
MIS 7，MIS 5e，MIS 5e-2 と対比しているが，MIS 7 と MIS 9 については，テフラによる編年は行われていない（小池・町田編，2001）．調査は TKM1,2,3,6 の 4 つの露頭で行い，それぞれ OⅡ面，OⅣ面，OⅢ面，OⅣ面に対比される．
Dose recovery test の結果，pIRIR 50/225 信号を採用し，得られた年代は anomalous
fading の補正を行った．それぞれの地点の pIRIR 50/225 年代は，TKM1 が約 280 ka，TKM2が約 130 ka，TKM3 が約 290 ka，TKM6 が 110 ka であり，TKM3 以外は先行研究と概ね調和的な結果となった．TKM1 の補正後の年代は MIS 7 と比較して少し古く，これは D 0 が
約 520 Gy であることと関係している可能性がある．もし D 0 が過小評価されている場合，補正年代の過大評価となる可能性があるため，今後は Zhang and Tsukamoto（2022）で示された MAR 法を適用し検証する．
本研究の一部は，原子力規制委員会原子力規制庁「令和３年度原子力発電施設等安全技術対策委託費（廃棄物埋設における自然事象等の評価に関する研究）事業」として実施した．
References:[1] 小池・町田 編（2001）日本の海成段丘アトラス．105p，東京大学出版会．
[2] 東宮・宮城（2020）火山，65，13-18.
[3] 平川・小野（1974）地理学評論，47，607-632．
[4] Zhang and Tsukamoto（2022）Radiation Measurements, 157, 106827
E-mail: kazumi-itou@aist.go.jp

モンゴル olgoy 湖の IRSL 年代測定と古環境推定
IRSL Dating and Paleoenvironmental Estimation of Lake Olgoy, Mongolia
渋谷侑磨・Uyangaa Udaanjargal・Ganbat Shuuhaaz・長谷部徳子(金沢大学)・Davaardorj
Davaasuren(モンゴル国立大学)
Yuma SHIBUYA, Uyangaa Udaanjargal・Ganbat Shuuhaaz Noriko HASEBE (Kanazawa
university)・Davaardorj Davaasuren (National University of Mongolia,)
モンゴルは過去の激しい水位変動の記録として数多くの古汀線がみられており、モンゴルが中央アジアの半乾燥地域に属し気候変動の影響を激しく受けた証拠だと考えられている(Komatsu et al., 2001)。また、モンゴルはシベリア高気圧、東アジア夏季モン
スーン、偏西風の３つの気候システムに支配されている地域でもある(An et al. 2008)。
モンゴルの古気候を復元する際は各地域の水位変動による地形の変遷や気候システ
ムの理解が重要であるが、それらを分析するための古環境の研究データが特に西中央部で散在している(Lehmkuhl et al.,2018)。そこで本研究ではモンゴル西中央部の Olgoy 湖に焦点をあてて調査を行った。
Olgoy 湖はモンゴル西中央部の Valley of the Gobi Lakes に存在する湖である。この湖では，過去に大規模流入があったこと(Matsumura et al.,2019)が判明している。しかしながら、湖の拡大がいつ起こったかという年代研究があまり行われていない。また、この湖は流入河川の水量が多いときは川の流入経路になる(Matsumura et al.,2019)。
本研究では Olgoy 湖、古汀線の中で標高の高い所からトレンチで採取した試料を用いて post-IRSL 年代測定法（pIRIR225,塚本 2018)を用い湖の拡大時期の推定をおこなった。
また、さらに同時期の周囲の古環境と対比させて要因についての考察を行った。
結果、6.1±1.4ka に湖の拡大イベントがあったことが判明した。この時代はコア試料の微量元素分析の結果から永久凍土層が溶けて流れ込んで来た時期である(Uyangaa et al.,2020)と考えられている。また、この時期はモンスーンの影響が強くなった時期でもある(Lehmkuhl et al.,2018)。これらの影響により湖の拡大が発生したと考察した。
References:
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Komatsu G., Brantingham P. J., Olsen J. W., Baker V R (2001) Paleoshoreline geomorphology of Böön
Tsagaan Nuur, Tsagaan Nuur and Orog Nuur: the Valley of Lakes, Mongolia. Geomorphology 39: 83–
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An, C., Chen F., Barton L., (2008). Holocene environmental changes in Mongolia: a review. Glob. Planet.
Change 63, 283-289.
Lehmkuhl F., Grunert J., Hülle D., et al., (2018) Paleolakes in the Gobi region of southern Mongolia.
Quat Sci Rev 179:1–23.
Bayasgalan, G. (2018) Late Cenozoix landscape evolution in the Khangay mountains, Mongolia: PhD
dissertation, North Carolina State University, Raleigh.

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Matsumura, Y., Endo, N., Hasebe, N. and Davaasuren, D. (2019) Paleolake reconstruction andestimation of paleo-inflow in the Olgoi Basin, Mongolia, based on GIS and hydraulic analyses: Island
Arc 28, 3-5.

[6]

塚本すみ子，(2018)光ルミネッセンス（OSL）年代測定法の最近の発展と日本の堆積物へのさらなる応用の可能性，第四紀研究，57, 157–167 (2018)[7]

Uyangaa U., Hasebe N., Davaadori D., Igarshi Y., Hasegawa H., Baasansuren G., Katsuta N., ShuukhaazG., Ichinnorov N. and Fukushi K. (2020) Statistical Approach on Preliminary Geochemical Records
from Olgoy Lake, Valley of the Lakes, Mongolia. Japanese Geomorphological Union 41-3, p.261-275

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ルミネッセンス特性による泥粒子の供給源推定手法の検討
Provenance analysis of muds with luminescence properties
横尾健人（東京大学）・田村 亨（産業技術総合研究所）

Kento Yokoo (The University of Tokyo), Toru Tamura (AIST)
堆積物の供給源を推定することは，地表のプロセスや環境変化を理解する上で重要である．供給源を知るための手法としては, これまでに様々なものが利用されており，近年では堆積物のルミネッセンス特性に基づく土砂供給源の推定手法も試みられているが[1]，大部分は未開拓で大きな可能性が残されている．
ルミネッセンスの強度や信号成分は粒子の供給源により異なることが知られており[2]，河川に流出した土砂の光ルミネッセンス（OSL），赤外光ルミネッセンス（IRSL），
熱ルミネッセンス（TL）を過去の降水量変化を知る指標として利用した事例も報告されている[3]．一方で，泥粒子を用いた事例はこれまでに数少ないが，泥粒子は砂粒子よりも水流や風によって広範囲に運搬されるため，異なる環境変動の指標となり得る．そこで，長石と石英の OSL，IRSL，TL といったルミネッセンス特性の多様性から，異なる起源の土砂の混合比率を定量的に求めるための新たな手法の開発を試みた．
本研究では，ルミネッセンス特性が大きく異なる地理的に離れた 2 つの供給源（仙台湾とメコン川氾濫原）の泥粒子（粒径 4-11 µm）を 10％刻みで人工的に混合し，強度，
感度， LM-OSL 曲線の 3 種類のルミネッセンス特性を定量化した．そして，それぞれのルミネッセンス特性が混合比をどれだけ明確に反映しているかを検証した．測定後の解析では，長石の IRSL は測定開始直後の 2 秒間の積算値，石英の OSL は測定開始直後の1 秒間，TL は測定時の最大値を抽出し，8 つのアリコットの平均値を求めることで強度と感度を算出した．
測定の結果，長石では，混合比に対して IRSL 強度で比較的強い相関が得られたが（r=0.94, p<0.01），TL 強度では明確な相関は得られず（r=0.71, p<0.01），いずれの場合も同一試料中でアリコットごとの測定値に大きなばらつきがあった．石英では，OSL 強度と TL 強度で非常に強い相関が得られ（ともに r=0.98, p<0.01），アリコット間のばらつきも比較的小さかった．一方，感度では長石と石英のいずれにおいても強度より相関が弱い結果となった．これらの結果は，少なくとも今回利用した 2 試料を区別するためには，石英のルミネッセンス特性が適していることを示唆している．また，石英の OSL と TL の間にも非常に強い相関が得られたほか（r=0.99, p<0.01），LM-OSL 曲線にもその形状には違いがあることが明らかになった．これらを手法の中でどのように利用するかは，今後議論すべき課題である．
References:
[1]

[2]
[3]

Sawakuchi et al. (2018) Earth and planetary science letters 492, 152–162.

Tokuyasu et al. (2010) Geochronometria, 37, 13–19.

Mendes et al. (2019) Paleoceanography and Paleoclimatology, 34, 1476–1486.

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日本列島における石英 OSL 特性のデータベース化

Database of quartz OSL properties in the Japanese archipelago
田村亨（産業技術総合研究所地質調査総合センター）

Toru Tamura (Geological Survey of Japan, AIST)

石英粒子の光ルミネッセンス（OSL）特性には多様性が知られる．OSL 特性は年代測定の信頼性に直結する上，堆積物粒子のトレーサーとしても有効となる可能性があるが，その決定要因や多様性の全体像は明らかになっていない．例えば，石英 OSL の感度（単位質量および単位蓄積線量あたりの OSL 強度）の要因としてよく考えられているのは，母岩の種類と粒子が経験した堆積・侵食のサイクルの回数であるが，近年の河川流域単位の断片的な検討でも，様々な結果が得られており，これら要因のどちらが決定的なのかは分からない．多様な母岩を起源とする石英の OSL 特性を複数流域において把握しデータベースを構築することで，この問題に対してより包括的な理解が可能である．石

英 OSL 特性のデータベース化は，最も単純な石英 OSL 感度について北米大陸を中心に始められつつあるが，日本列島においてはほぼ行われていない状況である．面積に比して地質が多様で，全体として石英 OSL 感度の低い日本列島におけるデータベースから，重要な知見が得られる可能性は高い．本発表では，日本各地からの石英試料の持ち寄りを呼びかけ，また検討する OSL 特性の定義や項目立てについて議論したい．

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