フィッション・トラック

ニュースレター第2４号

12 - 142011年

歯の化石のフィッショントラック年代測定の試み
林清記*・長谷部徳子**・田村明弘***・水上知行*

An approach to ﬁssion track dating using teeth fossils
Seiki Hayashi*, Noriko Hasebe**, Akihiro Tamura***and Tomoyuki Mizukami***** 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.
*** 金沢大学フロンティアサイエンス機構, Frontier Science Organization, Kanazawa Univ.
****金沢大学理工学域, College of Science and Engineering, Kanazawa Univ.
はじめに試料と分析方法

囲の堆積物などから推定された年代との比較にイ亜科の歯（17〜18Ma），アメリカ合衆国ノーよって決定された相対年代であることが多い．化

スカロライナ州ビューフォートから採取されたサ石そのものにおける年代測定が可能になること

メの歯（Miocene）を用いて，Uがはいっているで，より正確な化石の年代を知ることができる．

ことを確認するために誘導トラックを利用した骨や歯の化石の年代は，埋没していた化石の周韓国東海市江原道Jiga-dongから採取されたコ

骨や歯は大部分がヒドロキシアパタイトから形

U濃度分布の観察を行いった．自発トラックの観成していることが知られている．そこで,アパタイ

察を，5M HNO3,20℃,20sの条件でエッチングしトの年代決定が可能であるフィッショントラックた上で行った．トラックを観察できなかった試（FT）法によって化石自身の年代決定が理論上料は0.13M HNO 3 ,20℃,20sの条件でエッチンは可能なはずである.しかしながら，Jolivet et

グ，観察を行うか,もしくはエッチング後に試料

al.(2007）は魚類,爬虫類,哺乳類の歯や骨など表面の再研磨を行い，観察を行った.さらに，化様々な試料で実験が行われたが年代を測定でき学組成を調べるためにEPMA,LA-ICP-MSによるたものはない．また,トラックを観察できた化石

微量元素測定とアパタイトが結晶化したものかをも数種類の動物の歯のみであった．年代測定が調べるためにラマン分光法による測定も行った.

困難である原因として,内部構造の複雑性,続成作

結果と考察

用において発達した鉱物によるアパタイトの減少,続成作用における鉱物のＵの吸収･損失が挙げ

EPMAの結果（表1）から先行研究（Deer etられている．

al., 1996）で報告されているヒドロキシアパタイ

そこで，本研究では上述した原因の中の内部構

トの数値と多少の違いがあるものの，試料がアパ造の複雑性という点に着目し，先行研究では年タイトであるということが確認できた.しかし,先代測定が行えなかった魚類の歯化石を用いて，ど行研究で報告されている値よりもF, Clの値が大ういった内部構造がFT年代測定を困難にしていきく，純粋なヒドロキシアパタイトではない可能るのかを明らかにし,さらに測定可能な内部構造性がある．また,CaOの値が小さい原因としてCaを模索すること，測定を可能にする実験方法をがNa，もしくはMgに置換したことが考えられる模索することを目的とする．

（Michel et al., 1995）. さらにLA-ICP-MSを利

表1.

EPMAの分析結果（ヒドロキシアパタイト:Deer et al., 1996）（単位:wt%） ．

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用した微量元素測定の結果から，ランタノイドな

ど様々な微量元素が確認された．微量元素濃度の傾向は場所に関係なくほぼ同じである．また，コイ亜科の歯の微量元素濃度はエナメル質が低く，エナメル質から離れるにしたがって濃度が高くなる傾向が見られた．

 


ラマン分光法の結果からは,サメの化石の歯ではラマンシフト960cm -1 付近にピークが観察さ



れ，これはデュランゴアパタイトと同様である（図1, 2）．これより，化石の歯には結晶化した



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アパタイトが存在していると言える．しかしながら,デュランゴアパタイトの結果と比較すると全体的にバックグラウンドが高い．これはアパタイト以外に存在する蛍光物質が原因だと考えられる.ラマン分光法の測定領域内（1.5μm）にアパタイト以外の物質も含まれていることが分かった．

 

       

誘導トラック観察の結果から試料表面全体にU

図1．サメの歯のラマン分光法の結果（下図は上図のラマンシフト800〜1200を拡大したもの）．

が分布しており,自発トラックの観察も期待されたが，通常のエッチング条件で実験を行うと試料表面が黒く変色すること，さらに，元から存在が原因でトラックを観察することができない

している穴などの内部構造が広がってしまうこと（図3）．表面が黒く変色するのは上述したアパタイト以外の物質が関係しているのかもしれない．また，エッチング条件を変更して行った場合でも試料表面は同様な結果になった．通常,
0.13M HNO3を使用したとき,トラックが観察可

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


能になるには33℃で1分程度のエッチング時間が必要である．しかし，今回の20秒という短時間で試料表面が黒くなり内部構造が広がってしまう          

図2．デュランゴアパタイトのラマン分光法の結果ことから，エッチング条件を変えたとしてもトラックを観察することは難しい.また,再研磨では表面の変色，内部構造の広がりによる影響は多少改善されたが，トラックと内部構造の区別ができず，この方法でもトラックの観察は難しい.
今回の実験ではトラックを観察することはできなかったが，新たな方法として原子間力顕微鏡等を用いたエッチングを行わない，もしくはより短時間のエッチングによる実験によってトラックが観察可能になるかもしれない．
文献

Deer W. A., Howie R. A., Zussman J. (1996),
An Introduction to the Rock-Forming
Minerals (2nd Edition), pp. 663-669.

図3．コイ亜科の歯のエッチング前後の観察面の変化（上図:エッチング前,下図:エッチング後）．

Jolivet M., Lebatard A. E., Reyss J. L., Bourl?
s D., Mackaye H. T., Lihoreau F., Vignaud

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P., Brunet M. (2008), Can fossil bones andChemical and structural changes inteeth be dated using ﬁssion track

Cervus elaphus tooth enamels during

analysis? Chemical Geology 247, pp. 81?

fossilization (Lazaret cave): a combined99.

IR and XRD Rietveld analysis.

Michel V., Iidefonse P., Morin G. (1995),

Geochemistry 10, pp. 145-159.

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