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ニュースレター 第25号

25-27

2012年

金沢大LA-ICP-MSによる同位体比測定の設定・計算法依存性評価
河原幸平*・長谷部徳子**・田村明弘***

Measurement and calculation of istope ratio by LA-ICP-MS
at Kanazawa University
Kohei Kawahara・Noriko Hasebe and Akihiro Tamura* 金沢大学理工学域，College of Science and Engineering, Kanazawa University** 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.

はじめに定する必要がある．

レーザーアブレーション誘導プラズマ質量分析（LA-ICP-MS）は固体試料の化学分析法として多くの分野で利用され，年代測定にも用いられる．スポット分析でレーザー照射を続けた場
合，照射面が深くなることで，レーザーの焦点が(ただしアパタイトの場合は29Siの代わりに43Ca)

合わなくなるためシグナル強度は徐々に減少する特徴を持つ．また，レーザー照射を続けると元素の揮発性の違いにより分別を受ける．それにより観測される元素比が時間ごとに変化してしまう事があるため，どこからどこまでのデータを測定実験して比を計算するかによって値が変動する可能性◯計算法の依存性評価がある．そこで本研究は，シグナルの計算方法にOD-03(川本花崗閃緑岩ジルコン)，GJ(U-Pb年

よってどのように結果が影響を受けるかを調べ

代測定用標準試料ジルコン)，DUR(FT年代測定た．またレーザー照射の設定がシグナル強度に影用標準試料アパタイト)を試料とした．レーザー

響を与えるかどうかを調べるために，レーザー

径を20μm，エネルギー密度を8J/cm 2 ，レー径，表面エネルギーを変化させてシグナル比の変ザー照射速度を5Hzで分析した．得られたシグナ

動を見た．金沢大学のLA-ICP-MSシステムではル強度に対し，同位体比の計算法を以下の4通り193nm (Excimer ArF)のレーザーを使用してい試し比較を行った．

る．

1.各元素シグナルの平均から平均シグナル比を求める方法

年代式に必要な同位体比

2.時間ごとの元素シグナル比から平均シグナ

LA-ICP-MSの分析結果をFT年代測定やU-Pb年

ルを求める方法

代測定に用いる際，標準試料の分析が不可欠で3.元素シグナル比の外挿から求める方法

ある．本来，外部標準試料は測定試料と同じ物

4.各元素シグナルの外挿から求める方法

質を用いるのが理想的である．ジルコンの測定に◯測定時間に対する依存性の評価

はジルコンの外部標準試料，アパタイトの測定に同様の設定でGJを30秒間測定し，任意の期間はアパタイトの外部標準試料が望ましい．しかのデータを抜き出すことで，測定時間についてのし，濃度が均質な天然の鉱物は少ない．一方，人評価を行った．

工的に生成できる標準ガラスは品質をコントロー◯レーザー径の依存性評価

ルでき，定常的な測定には適しているため，本研

GJとDURを使用した．計算法の吟味と同じ設究では，NIST SRM 610ガラスを外部標準に採用定を使用し，レーザー径のみ4，10，20，40，し，その挙動を見た．標準試料としてNISTガラ80μmに変化させ測定した．

スを利用する場合，以下のような，同位体比を測25◯エネルギー依存性評価◯レーザー径および測定時間について試料はGJとDURを使用した．計算法の吟味と径が4μmで大きく外れた値を示した．そのた同じレーザー設定を使用し，エネルギー密度のみ4，8，12J/cm2に変化させ測定した．

め4μmに関して安定したデータを得る事が出来6ないことが示された(図2)．レーザー径が20μm
238
より大きければ値のばらつきは小さく，ほぼ一定
U sam.sig 238U 610.sig

結果◯計算法について4つの計算法について大きく外れたものがなく(図１)，計算方法による系統的な影響がないことが分かった．238U/29Si比の標準誤差は1.平均の比に比べ，2.比の平均の方が小さい．ICP-MSの特徴として，シグナルの減少があるためである．実際に必要なのは比であり，比がどれだけばらつくかが誤差の評価に適していると思われる．1の方法は誤差を大きく取りすぎている可能性がある．そのため2の計算法がより適していると考えられる．

/52929の値をとる．測定時間を変えた場合，特にFT法
SiSi

4

挿値に近い値となったが，値の差は小さく，ほぼ3◯エネルギーについて

210sam. sig

610. sigで利用される比については測定時間が短いほど外一定の値の中での僅差である．
U/Si（Ca）比はエネルギーが大きくなるにつれ値が大きくなる傾向が見られた．また，Pb/U2．比の平均に関してもエネルギーが大きくなるにつれて値が小さくなる傾向が見られた．しかしこれらの傾向
3．比の外挿は僅差であり分析誤差に比すればほぼ無視でき4．外挿の比る．また平均値の方が外挿値に比べばらつきが小0さい． 1

231.
6238

238

29/ 29U sam.sig

5Si sam.sig

Si610.sig

560.035

U 610.sig

420 620 6Pb61 0.sig/
23 823 8
U sam.sig
U 61 0.sig

0.03

Pb sam.sig

40.02530.02
22．比の平均2．比の平均3．比の外挿

0.015

3．比の外挿

14．外挿の比

4．外挿の比
0012

3

1.

4

56

0.01
0.01

図1．OD03における4つの計算法の比較
20 620 6
Pb61 0.sig/
23 823 8
U sam.sig
U 61 0.sig

0.03

Pb sam.sig

0.025

0.02
2．比の平均3．比の外挿

0.015

4．外挿の比
0.01
0.01

0.015

0.02

1.

0.025



0.030.02

1.



0.035

0.015

0.035

260.025

0.030.035

323823829/ 29

U sam.sig

2.5Si sam.sig

U 610.sig

Si610.sig

21.53.比の外挿110s

0.520s002040

60

801.平均の比100

(µm)

320 620 6
Pb61 0.sig/23 8
23 8U sam.sig
U 61 0.sig

2.52

Pb sam.sig

1.5
13.比の外挿

0.510s20s

00204060

80

1001.平均の比

(µm)

図2．GJにおけるレーザー径の評価

2238

238

29/ 29

U sam.sig

1.8

Si sam.sig

U 610.sig

Si610.sig

1.61.43.比の外挿

1.21.平均の比

10481216(J/cm2)

0.5520 620 6
Pb61 0.sig
/
23 8
23 8
U sam.sig
U 61 0.sig

0.5

Pb sam.sig

0.45
0.4
3.比の外挿0.35

1.平均の比0.3048

12(J/cm2)

図３．GJにおけるエネルギー密度の評価

27