フィッション・トラック

ニュースレター

第28号

11-12

2015年

一粒のジルコンのU-Pb年代からマグマ活動履歴を評価可能か？
伊藤久敏*

Can we estimate magma history using a single zircon U-Pb ages?
Hisatoshi Ito*

* 電力中央研究所地圏科学領域，Geosphere Science Sector, Central Research Institute of ElectricPower Industry

はじめにを行った．さらに，②で用いたジルコンをジルコンを用いたU-Pb年代測定法は火成対象に，③レーザー径を小さくし，研磨ジ岩のみならず，堆積岩や変成岩にも適用さルコンのコアとリムの年代を求めた．ここれ，多くの知見をもたらしている．このう

では，①と②の結果について述べる．

ち，火成岩を対象とした場合，ジルコンの実験と結果

U-Pb法は閉鎖温度が高い（900℃以上）ことから，その年代は概ねマグマの固結時の図1に未研磨ジルコンの結果を示す．図1A

年 代 を 示 す と さ れて い る ． ジ ル コ ン のに 示 すよ う に ， 未 研 磨 ジル コ ン で は

U-Pb法でマグマの活動履歴を評価する場

206Pb/238U比が時間とともに大きくなる傾向

合，一般的には多数のジルコン年代から，が見られる．従って，U-Pb年代は最外殻で最も若い年代を示すジルコン粒子群の年代若くコアで古い．30粒の平均で見た場合，がマグマの最新活動時期と見做されている

リムで約27Ma, コアで約30Maを示した（例えば，Wotzlaw et al., 2013）．

（図1B）．

ジルコンのU-Pb法のうち，LA-ICP-MS

図2に研磨ジルコンの結果を示す．図2Aは(Laser Ablation Inductively Coupled

図1Aのジルコンを研磨後，再びレーザー照Plasma Mass Spectrometry)を用いる手法

射を行った結果を示す．206Pb/238U比はほぼ

は，一回の分析でジルコンの表面から深さ一定であるため，コアからジルコンの裏側

20μm以上の年代分布を連続的に取得でき（底）にかけてU-Pb年代がほぼ一定であるる特徴を有する．これは，他の手法ことを示し，10粒の平均で見た場合も同様（TIMS, SIMS）にない特徴である．特に，の結果が得られた（図2B）．

未 研 磨 ジル コ ン を 用 い れ ば ， ジル コ ン の考察（最も遅くに晶出した）最外殻から（最も早くに晶出した）中心部（コア）に至る年以上の結果から，FCTのマグマの活動履歴代情報が取得できることになる．

を 推 定 す る ． ま ず， P b / U 比 は ， 試 料 の

今回，地球史上最も噴出量が多かったとPb/U比が一定であったとしても，レーザーされる酸性火山岩であるFish Canyon Tuﬀの照射時間とともに上昇する傾向があるこ(FCT)を対象に，LA-ICP-MSにより，①未研とが知られている（down-hole

磨ジルコンを用いた結晶の最外殻→コアのfractionation）．この効果による見掛けの年代測定を行った後，ジルコンを研磨し，U-Pb年代をX（単位：百万年=m.y.）とす②研磨ジルコンのコア→最外殻の年代測定

る．次に，ジルコンがコアからリムにかけ11て成長したとし，その間の時間をYとする．

後，以上のことを③でも検証していく予定

この場合，未研磨ジルコンでは，である．

X + Y= 3 (m.y.)であり，研磨ジルコンでは

文献

X ‒ Y = 0である．従って，Y = 1.5 (m.y.)

Wotzlaw, J.-F., Schaltegger, U., Frick,と計算される．

D.A., Dungan, M.A., Gerdes, A., and以上より，大雑把な計算ではあるが，FCT

Gunther, D., 2013. Tracking theのジルコンの成長には約1.5 m.y.を要していevolution of large-volume silicic

ると考えられ，従来の説（最大で0.4 m.y.:magma reservoirs from assembly toᅗ1 ᅗ1

例えば，Wotzlaw et al., 2013）よりもマグsupereruption. Geology, 41, 867‒870.

マの活動期間が長いことが推定される．今A A

B B
206 b/238
206Pb/238U
206Pb/238U
206
b/238
0.9
207Pb/235U
207Pb/235U

0.9

0.004 0.004
0.003 0.003

0.4

0.002 0.002
0.001 0.001

0.2

0.6
05
0.5

05
0.5

0.4
0.3

0.3

0.2
0.1

0.1

0.000 0.000
020
02040

4060

6080

Time (s)Time (s)010

Rim RimMiddleMiddle

1001200.0

0.0

30.0 30.0120

29.0 29.0
28.0 28.0
27.0 27.075

26.0 26.0

10 25 20 252025 0
25 0 25.0
25.06030 403050406050 75
Time (s)Time (s)0DepthDepth(ȝm) (ȝm)

80
100

Rim RimMiddleMiddleCore Core

Age (Ma)A

0.6

31.0 31.0

Age (Ma)
A

0.7

0.7

0.006 0.006
0 005
0 005 0.005
0.005

Ratio for 207Pb/235U

0.80.8100ȝm 100ȝm

Ratio for 207Pb/235U

0.008 0.008
0.007 0.007

32.0 32.0

1.0

1.0

Ratio for 2206Pb/238U

Ratio for 2206Pb/238U

0.010 0.010
0.009 0.009

24.0 24.0(No.
of grains:
FCT FCT(No. ofgrains:30) 30)

Core Core図1．未研磨のFCTジルコン．A：Pb/U ratio図（生データ）．写真の丸い孔がレーザー照射箇所．B：30粒の平均から
ᅗ2ᅗ2求めたFCTのリム，中間，コアの年代．

B B
0.8

0.0050.005
0.0040.004

0.5

0.0030.003
0.0020.002

0.3
0.2

0.0010.001
0 000
0 0000.000
0.000

0.1

0.1

㻜㻌

0.7
0.60.4㻜㻌 㻞㻜㻌

Time (s)Time (s)Depth Depth(ȝm) (ȝm)

㻞㻜㻌㻠㻜㻌

㻠㻜㻌㻢㻜㻌

0010

0.6
0.5
0.4
0.3
0.2

0.0
0
0000.0㻤㻜㻌㻝㻜㻜㻌 㻝㻜㻜㻌㻝㻞㻜㻌 㻝㻞㻜㻌㻢㻜㻌㻤㻜㻌

TimeTime(s) (s)31.0 31.0
30.0 30.0
29.0 29.0
28.0 28.0
27.0 27.0

75

26.0 26.01020 25 20 25

2 0
2 0 25.0
25.04030 5040 6050

300.76075

Mid-section
Mid-section
MiddleMiddle
Bottom
BottomAge (Ma)A

0.8

32.0 32.009
0.9

Age (Ma)
A

100ȝm

1.0

Ratio forr 207Pb/235U

100ȝm

1.0206Pb/238U
206Pb/238U09
0.9
207Pb/235U
207Pb/235U

Ratio forr 207Pb/235U

0.010
0.010
0 009
0.009
0 009
0.009
0.008
0.008
0.007
0.007
0.0060.006

Ratio forr 206Pb/238U

Ratio forr 206Pb/238U

A A

24.0 24.0
FCTof(No.
of grains:
FCT (No.
grains:10) 10)

Mid-section
Mid-section
MiddleMiddle
BottomBottom

図2．研磨したFCTジルコン．A：Pb/U ratio図（生データ）．右側のCL画像に示した白丸箇所でレーザーを照射した．
B：10粒の平均から求めたFCTのコア（Mid-section），中間，リム（Bottom）の年代．

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