フィッション・トラック ニュースレター 第１６号 49-51 ２００３年

国際標準試料と九州産流紋岩中ジルコンにおける
�(U-Th)/He 年代の現状
山田国見 *・田上高広 *・K.A.�Farley**The�status�quo�of�(U-Th)/He�dating�with�zircons�from�the�international�age�standards�and�rhyolites�from�Kyushu�Isle
Kunimi�Yamada,�Takahiro�Tagami�and�K.A.�Farley*����� 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**���� Division�of�Geological�and�Planetary�Sciences,�CIT

ウラントリウムヘリウム法� (� (U-Th)/Heるという本測定法独特の誤差要因に起因する法 )� は，放射壊変系列に属する各α壊変核とされる．以下ではこれについて述べる．

4種とそれによって生じた He を用いた放射親核種のα壊変で生じた He 原子核� ( α粒年代測定法である．20 世紀初頭には可能性が知られていた� ( 例えば Strutt，1905)� が，現代的な応用が行われるようになったのはほぼ 1990 年代に入ってからのことである�
(Zeitler，1987 以降 )．一般にその閉鎖温度は極めて低く，He の生産速度が比較的速い
こと，少量の He の高精度測定が可能なことから，主に第三紀よりも若い試料への応用が期待されている．試料は結晶であり，放射壊変系列に属する放射性核種� ( 主にウラン・トリウム )� を含みヘリウムを保持することが条件であるが，他に後述する理由により自形度が高く十分な大きさを持つことが要求される．つまりアパタイト・ジルコン・スフェー
ン・モナザイトなどである．このうちアパタ
イトは閉鎖温度も決定され� ( 約 70℃ )� 実用的に応用されているが，それ以外ではジルコ

図１．ジルコン国際年代標準試料の� (U-Th)/He年代�(Tagami�et�al.,�2003)．灰色帯は標準年代値．
単位 Ma.

ンの研究が多少進んでいる他は基礎研究の域を脱していない．
図１に Tagami� et� al．(2003)� によるジルコン国際年代標準試料の� (U-Th)/He 年代を載せる．Fish� Canyon� Tuff と Bulk� Member� Tuff では標準年代の周辺に比較的均等な分布を示すが，Tardree� Rhyolite の� (UTh)/He 年代は標準年代と比べて明らかに古い．これは測定試料� ( 結晶 )� の形と大きさ，

図２．(U-Th)/He�法における親娘再配置�( 左 )�とHe�保持率�( 右 )�の模式図�(Farley，2002)．

内部の元素分布によってみかけ年代が変化す49

図４．中部九州産流紋岩中ジルコンの�(U-Th)/He年代� ( ◆ )� と石基 K-Ar� 年代� ( × ;� Yamada，et�al.,� in� prep.)．(U-Th)/He 年代は３- ４試料の平均値と標準誤差を示す．

図 ３．Tardree� Rhyolite の 自 発ト ラ ッ ク 分 布�(Tagami,�et�al.,�2003)．

は 1Ma 前後でありフィッショントラックを子 )� は初速度を持って放出されるため，親核用いてウランの分布を確認するにはトラック種と娘核種の再配置が起きる．これにより，密度が低すぎる．そのため，この傾向が不均結晶表面付近� ( 結晶表面から１α粒子飛程－一分布に起因する可能性は否定できないが，約 20μm －以内 )�では，親核種によって生産1Ma 程度以下の試料を� (U-Th)/He 法で測された He の一部が速やかに結晶外部に失わ定する場合，ウラン系列の非平衡に起因するれることになる� ( 図２，Farley，2002)．通年代のずれを考慮する必要がある．これに基常，この効果は全 He 生産量に占める結晶内づいた補正を与えると，1Ma のジルコンのに保存された� ( その後の拡散による損失を否場合一般に年代は最大で数パーセント古くな定するものではない )� He の割合を示す FT

り測定値と整合的である．実際にはデータ不と呼ばれる補正項によって補正される� ( つま足から非平衡に伴う年代のずれは補正できてり，補正年代＝素年代 /FT)．前述した自形いないが，遠からず再測定を行う予定である．

度と十分な大きさは，この補正の妥当性をジルコンは研究の進んでいるアパタイトに高めるために必要となる．さらに FT は親核比べウラン濃度が高く，非平衡の問題はあ種が結晶内に一様に分布すると仮定して計算るもののより若い年代測定の可能性がある．

される．これは，結晶内での核種の三次元分

またアパタイトに比べると閉鎖温度も高く�

布を非破壊で測定する方法がない以上，現実(180-200℃ )，熱年代学的応用を考える上で的にやむを得ない仮定であるが，親核種が結貴重な戦力となる．一方で親核種の不均一分晶表面に濃集していた場合は年代の過小評価

布はジルコン固有の問題であり，α損傷に関を，逆に結晶中心部に濃集していた場合は年連するとされる拡散過程の複雑さとあいまっ代の過大評価をもたらす．図３は，Tardree�て応用が困難となっているのも事実である．

Rhyolite におけるウランの不均一分布の例

しかしジルコンの風化耐性は魅力であり単結である� (Tagami，et� al.,� 2002)．図１に示す晶で年代測定が可能であることから，今後はTardree� Rhyolite の� (U-Th)/He 年代と標

不均一分布に起因する問題の解決を第一に，準年代の不一致は，これによって説明される．

広域テフラの直接年代測定を目指したい．

最後に，図４に中部九州産流紋岩から分離したジルコンの� (U-Th)/He 年代と K-Ar 年

参考文献

代を載せる．１試料では誤差範囲を超えた

Farley,� K.A.� (2002)� (U-Th)/He� dating;�
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不一致を示すが，それ以外でも全体的にややK-Ar 年代を下回ることが解る．これら試料

50Farley,� K.A.,� Kohn,� B.P.� and� Pillans,� B.�
(2002)� The� effects� of� secular� disequilibrium�on�(U-Th)/He�systematics�and�
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