フィッション・トラック

ニュースレター第22号

43-45

2009年

白山火山噴出物中のジルコンを用いたU-Th放射非平衡年代測定
宮本光*・長谷部徳子**・東野外志男***・荒井章司****U-Th radioactive disequilibrium dating of zircons
from Hakusan volcanic product
Hikaru Miyamoto*, Noriko Hasebe**, Toshio Higashino***and Shoji Arai***** 金沢大学理学部地球学科，Department of Earth Sciences, Faculty of Sciences, 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.
*** 石川県白山保護センター，Hakusan Nature Conservation Center, Ishikawa.
**** 金沢大学理工研究域自然システム学類，Division of Material Engineering, Graduate School of
Natural Science and Technology, Kanazawa Univ.

目的

はじめに
地球上におけるマグマの発生・移動・定置・固本研究では，第四紀の火山である白山火山を研化に伴う諸プロセスを定量化することは地球の究対象とし，溶岩やテフラのもととなるマグマの進化の解明に欠かすことの出来ない要素であり，起源を年代学的に明らかにする．得られた年代とまた，火山噴火予知等，実用分野においても重要

従来の白山火山の噴出年代を組み合すことによっである．プロセスを定量的に理解する際に,欠かて，白山火山の地下深部におけるマグマの振る舞せない要素の一つに「時間」がある．火山の噴いを，放射年代をもとに議論する．

出年代を見積もるものとしてK-Ar法や14C法が挙げられ，更にマグマプロセスに時間軸を挿入する

白山火山，サンプルについて試みとして，238U-230Th系における放射非平衡を白山火山は，加賀室（300〜400ka）・古白山利用する年代測定法が注目を集めている．

（100〜140ka）・新白山・うぐいす平火山（〜

マグマ溜りにおいて，物質を溶融する過程では40ka）と呼ばれる，活動時期の異なる成層火山

元素の分別は起こりにくいと考えられ，一般に放の総称である．各火山体の噴出中心は異なってい射平衡が成立しているとされる．マグマ溜り中でると考えられている．白山火山の噴出物は，基盤結晶が晶出する際，元素の化学的性質の違いの岩類を覆って薄く分布し，現在の厚さは最大400ために，分別が生じ，平衡状態が成り立たなくｍ程度である．噴出物はカルクアルカリ系列に属なることがある．このような放射平衡からのずれする安山岩質岩石からなり，一部デイサイト質岩を利用したものがU-Th放射非平衡年代測定法で石も含まれる．斑晶の量はおおよそ15〜35容ある．このU-Th法の年代測定範囲は10〜300ka量％程度で，斜長石，斜方輝石，ホルンブレンドであるので，第四紀に活動している火山に適用すが常に含まれる．これらの鉱物のほかに，カンラることができる．

ン石，石英，黒雲母，不透明鉱物が斑晶として含ジルコンは，UやThの含有量が豊富で，風化にまれることがあるが，その量は少ない．石基鉱物強いという特徴を持つ鉱物であり，結晶晶出すは斜長石，斜方輝石，オージャイト，不透明鉱物る時に，Uを優先的にとりこみ，比較的Thをとである．鉱物組み合わせは各火山体で違いはなりこまないという性質がある．今回はこのジルコ

い．

ンを用いて結晶晶出年代を求める．初生230Th量

今回は，古白山火山噴出物から5個，新白山火は，結晶晶出前のマグマ中における230Th量と同山Ⅰ期（30〜40ka）噴出物から2個，新白山火等と考え，マグマが急冷してできたと考えられる

山Ⅱ期（〜10ka）噴出物から6個，計13個の岩ガラス質石基の値で代用する．

石を用いて年代測定を行う．

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実験方法

なっているが，同じマグマ溜りを経由していると岩石粉砕・ふるいがけ・磁性分離・重液分離・いうことが分かった．

ハンドピックを行い，それぞれの岩石からジルコ

新白山火山噴出物中に含まれる，放射平衡に達ンとガラス質石基を取り出した．その後，マウンした古い粒子，100〜150kaの古白山火山噴出期

ト・研磨を行い，実体顕微鏡，光学顕微鏡の下に晶出した粒子，80ka前後の新白山火山噴出期で本研究に適したものを選び出した．調整したに晶出した粒子の個数を比較すると，古い時代ほ粒子中の各同位体元素を，LA-ICP-MSを用いてど，粒子数が多く結晶晶出が盛んであるため，火測定した．

山の活動が活発であったと考えられる．これは，古白山と新白山を比較すると，古白山の火山体体結果・議論積が新白山火山のそれよりも有意に大きいことと全13岩石試料中のジルコン337粒子，ガラス質整合的である．つまり晶出粒子の多さと火山噴火石基102粒子からデータを得た（表１）．各試料の規模は比例していると考えられる．放射平衡にと も230T h が 検 出 限 界 未 満 の 粒 子 ， （238U /達した粒子が加賀室火山噴出期に晶出したと仮定230Th）放射能比が1未満の粒子が含まれていた．

すると，古・新白山火山噴出物のどちら共にこの放射平衡に達している粒子はU-Th法の年代測定ような粒子が多いことから，加賀室火山の活動は範囲を超えていて，300ka以前に晶出が起こった非常に活発であったと考えることも可能である．ということが分かる．今回はこのような粒子につ加賀室火山期，古白山火山期，新白山火山期とジいて，U-Pb法により年代測定を試みたところ，ルコンの晶出が少なくなっていることから，だん

ほとんどが1000kaよりも若いということが示さ

だんと白山の活動は弱まりつつあるのかもしれなれた．そのため放射平衡に達した粒子は300〜

い．

1000kaに晶出したものとして考えることとす
る．加賀室火山噴出期が300〜400kaであること

参考文献

を考えると，放射平衡に達した粒子は，加賀室火

Bourdon B., Henderson G. M., Lundstrom C.

山噴出期に晶出したものである可能性があ

C. and Turner S. P., 2003, Uranium-series

る．230Thが検出限界未満の粒子は年代が若い可

geochemistry. Reviews in mineralogy and能性がある．

geochemistry, 52. Geochemical Society,

図１〜３のダイヤグラム・スペクトラから，ジMineralogical Society of America,ルコンの晶出年代の分布が，その火山の噴出時

Washington, DC, 565 pp.

期（図中に網枠で示した）と同じかまたは少し

東野外志男・長尾敬介・板谷徹丸・坂田章吉・山古い年代を示すことが分かる．古白山火山，新白崎正男, 1984, 白山火山及び大日ヶ岳火山の山火山Ⅱ期のスペクトラはモノモーダルな曲線をK-Ar年代．石川県白山自然保護センター研描き，晶出が多く起こった年代として，それぞれ究報告，34, 1-9.

130ka，80kaを指し示している．これらの二つ

北原哲郎・堀伸三郎・小川義厚・前川秀和・石田の噴出期の間に当たる新白山火山Ⅰ期のスペクト

孝司, 2000, 新白山火山の層序区分―年代測

ラは，バイモーダルな曲線を描き，そのピークは定結果による検討．日本火山学会2000年秋

上記の２つの年代とおおよそ一致する．これは季大会講演要旨，153.

新白山火山噴出物中にも古白山火山噴出期に晶横山哲也, 2005, ウラン系列短寿命核種の精密分出した粒子が含まれていることを示す．このこと

析法の開発とマグマプロセス解明への応用．

から古白山火山と新白山火山では噴出中心は異地球化学，39，27-46.

表１．各火山活動期におけるジルコン粒子の情報

古白山火山
新白山火山Ⅰ期
新白山火山Ⅱ期
合計

年代算出
可能粒子

放射平衡

検出限界
未満

392257118712458153

162
193744238

U/ Th < 1

粒子数156829141
54142337230

図１．古白山火山のダイヤグラム・ヒストグラム

図２．新白山火山Ⅰ期のダイヤグラム・ヒストグラム

図３．新白山火山Ⅱ期のダイヤグラム・ヒストグラム

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