フィッション・トラック

ニュースレター第36号

9 - 13 2023年

熱史からみたジルコンの標準試料への適性評価：石川県鷲走ヶ岳層の例
長田充弘*・中嶋徹*・福田将眞*・末岡茂*・八木公史**・横山立憲*

Evaluation of suitability of zircon as standard materials based on thermal history:
example of the Wassogatake Formation in Ishikawa Prefecture
Mitsuhiro Nagata*, Toru Nakajima*, Shoma Fukuda*,

Shigeru Sueoka*, Koshi Yagi** and Tatsunori Yokoyama*** 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, Japan Atomic Energy Agency** 株式会社蒜山地質年代学研究所, Hiruzen Institute for Geology & Chronology

はじめに式地：鷲走ヶ岳北側山腹の鷲走ヶ岳林道沿いとフィッション・トラック法（以下FT法），(U‒唱されたが，その名称に関する定義は，その下の谷筋）は石田ほか（1998）により提ジルコンの年代測定（例えば，U‒Pb法，International Stratigraphy Guideなどの提唱Th)/He法など）は近年盛んに行われており，規範に反する．本論では，地質分布などは石田

元素組成情報を組み合わせることにより，晶出ほか（1998）に従うものの，名称のみ鷲走ヶ温度に関するデータなども取得できるように岳層（Wassogatake Formation）と改める．

なった（例えば，Yuguchi et al., 2020）．また，複数の化学（元素・同位体組成）情報を同地質概略と採取試料時に同一スポットの分析から取得する手法（LASS）が開発されてきた（例えば，Iwano

鷲走ヶ岳層は飛驒帯を構成する深成岩類や変et al., 2020）．こうした近年の動向から，著成岩類および下部白亜系手取層群を基盤とし者らは複数の分析に適応したジルコン標準試料て，北陸地域に広く分布する中新統八尾層群の 探 求 を 行 って い る （ 例 え ば ， 長 田 ほ か ，（中嶋ほか，2019）相当に覆われる（図1）．

2021，2022；福田ほか，2022）．

鷲走ヶ岳層は主に弱溶結〜強溶結凝灰岩からな

本研究では，石川県白山市に分布する鷲走ヶり，北陸地域に分布する南砺層群（山田ほか，

岳月長石流紋岩質溶結凝灰岩を対象として，各2023；例えば，城端層（旧来の刀利層）臼中種分析を行い，熱年代学的観点からその有用性溶結凝灰岩部層，西谷層など）相当として認識を評価した．また，鷲走ヶ岳月長石流紋岩質溶されてきた．鷲走ヶ岳層からは19.5

結凝灰岩のような月長石を含む火砕岩は，日本

もしくは21.4

海拡大の早期に生じたリフティングイベントにロン年代（石田ほか，1998），21.6‒20.0 Ma

関連が指摘されてきた重要な地質単元であり，のジルコンFT年代（伊藤ほか，2001），およその岩相，化学組成，年代，古地磁気などあらび17.77

ゆ る 観 点 か ら 研 究 さ れて き た （ 石 田 ほ か ，が得られている（福田ほか，2022）．

0.6 Ma

1.9 MaのRb‒Sr全岩アイソク

1.05 Maのジルコン(U‒Th)/He年代

1 9 9 8 ； 伊 藤 ほ か ， 2 0 0 1 ； Ay a l e w a n d

試料は石川県白山市左礫町リの林道沿いの露Ishiwatari, 2011）．そのため，本研究で得ら頭から3試料採取した．これらの地点は伊藤ほれた年代から周辺の地質単元との年代学的対比か（2001）でジルコンFT年代測定が行われたも行い，その地質学的意義にも言及する．尚，地点（WSF01）に近い．以下では，それら3試

鷲走ヶ岳月長石流紋岩質溶結凝灰岩（Mt.

料をそれぞれNFS-1，3a，および3bと呼んでWasso moonstone rhyolitic welded tuﬀ；模区別する．いずれの試料の構成鉱物に大きな違9いはないが，3aは相対的に強く溶結しており，HIRU）を用いた．Kの定量については長尾ほ

3bはやや変質している．尚，3試料のジルコン

か（1984）を，Ar同位体比分析については，はいずれもシャープな自形を呈し，カソード・Itaya et al. (1991)を参照されたい．

ルミネッセンス（CL）像ではほとんどのものにコアやリムといった構造は基本的に認められ測定結果ないが，3bについてはCL像において暗いコアジルコンU‒Pb年代：NFS-1，3a，および3bを持つジルコンも確認される．

いずれの試料も23.0‒20.6 Maの²⁰⁶Pb/²³⁸U年代が得られ，これらの年代は2SD（標準偏差）年代測定手法の不確かさ範囲で重複する．それらのTh/U比ジルコンU‒Pb年代：樹脂包埋したNFS-1，は0.88‒2.55を示す．NFS-01，3a，および3b3a，および3bのジルコンについて，国立研究より得られた²⁰⁶Pb/²³⁸U年代の加重平均値はそ開発法人日本原子力研究開発機構東濃地科学セ

れぞれ21.75

ンター設置の電界放出型電子プローブマイクロおよび21.79アナライザ（JEOL製; JXA-8530F）を用い0.50 Ma，0.49 Ma（いずれも2σ）であった．て，CL像の観察をおこなった．同センター設

ジルコンFT年代：NFS-1，3a，および3bよ置 の レ ー ザ ーア ブ レ ー シ ョ ン （ P h o t o nMachines 製Analyte G2）を接続したマルチコ
レ クタ ー 誘 導 結 合 プ ラズマ 質 量 分 析 装 置り得られた年代はそれぞれ22.71

4.09 Ma，

21.56

2.26 Maで3.09 Ma，および19.70あった．また，伊藤ほか（2001）では報告さ（Neptune-Plus）を用いてU‒Pb同位体分析をれていなかったFT長に関しては，いずれの試料行った．分析条件などは原田ほか（2023），

からも11 µmより短いFT長が複数確認され中嶋ほか（2023）と同様に，91500ジルコンた．

（Wiedenbeck et al., 1995）を標準試料としサニディンK‒Ar年代：NFS-1, 3a, および3bて挟み込み法により各種同位体補正を行い，そより得られた年代はそれぞれ20.71 0.46 Ma,

れ ら の 補 正 の 確 認 と して， 未 知 試 料 と 共 に

20.77

OD-3ジルコン（Iwano et al., 2013; 参照値
33.00.50 Ma，21.910.47 Ma，および20.210.45 Maであった．

0.1 Ma）を測定した．未知試料分析中のOD-3の年代値は参照値と整合的であった．
考察

ジルコンFT年代：同センター設置の（Zeiss製Track Scan）を用いて，FTの数，密度，お本研究および先行研究より得られた年代をよ び 長 さ を 計 測 し た ． ジル コ ン 中 の ウ ラ ン

図2にまとめた．鷲走ヶ岳層は火砕岩主体の地（U）濃度については，同センターのレーザー層であるため，以下では，本研究で得られたジアブレーション（Photon Machines 製

ルコンU‒Pb年代と他の手法で得られた年代値Analyte G2）を接続した誘導結合プラズマ質とを比較し，議論する．

量 分 析 装 置 （ A g i l e n t Te c h n o l o g i e s 製

ジルコンU‒Pb年代については，いずれの試

Agilent7700）を用いた．

料も測定点の異なる様々な部分を分析したが，サニディンK‒Ar年代：サニディンの分離・濃全て約22 Maを示すため，年代は均一であると集は八木（2006）に従って，磁力選鉱および評価できる．ただし，3bのCL像にて暗色コア重液選鉱により行った．岡山理科大学設置の日を分析した点はU濃度がca. 4150 ppmを示立製作所製180-30型原子吸光・炎光分光分析

し，Th/U比が2.55とやや高い値を示すもある

装置を用いて，カリウム（K）の定量を行っため，少なくとも3bにはU等の微量元素濃度のた．アルゴン（Ar）同位体比の測定は，岡山

不均質は少なからず存在する．ジルコンFT年

理科大学設置の希ガス質量分析計（装置名：代については，本研究で得られた年代は伊藤ほ10

か（2001）で得られた年代と調和的である．

ことで閉鎖温度の低い測定にも有用な試料が手

ただし，いずれの試料にも短いFT長が確認さに入る可能性はある．今後もこれらのジルコンれたため，これらの年代が一次的な冷却年代でを用いて様々な分析（例えば，Hf同位体など）ない可能性があり，鷲走ヶ岳層が何らかの二次を行い，標準試料としての適性を評価してい的な熱的影響を被ったことを示す．その熱的影

く．

響はU‒Pb年代とFT年代の閉鎖温度から約

また，鷲走ヶ岳層に対比される南砺層群は，300℃以上900℃未満と推定される．石田ほか

主に北陸地域に分布するca. 23‒22 Maの礫岩（1998）は，原因こそ明確に言及していないおよび流紋岩質火砕岩主体層の総称である（山ものの，野外観察と化学分析から鷲走ヶ岳層に田ほか，2023）．南砺層群からは詳細は公表

元素移動を伴う変質作用があったことを指摘しされていないものの，臼中溶結凝灰岩部層からている．サニディンK‒Ar年代については，は22.5

20.7‒20.2 Maを示し，本研究で得られたジルコンU‒Pb年代が（大田ほか，2018；山田ほ

コンU‒Pb年代と不確かさの範囲で重複せず，か，2023），楡原層の流紋岩礫からは23.6若い傾向にあり，寧ろ本研究や伊藤ほか

0.3 MaのジルコンU‒Pb年代が得られている（2001）によって得られたジルコンFT年代と（山田ほか，2023）．これらの年代は鷲走ヶ調和的である（図2）．ただし，サニディンK‒

岳層から得られた年代よりやや古いものもある

Ar年代については，若い年代を示すケースも報が，おおむね本研究の結果と調和的であり，鷲告されている（McDowell, 1983）．その原因

走ヶ岳層が岩相のみならず年代的観点からも南は，サニディンのAr測定において1600℃以上砺層群への対比を裏付ける結果を得た．さらに加熱してもArが完全に脱ガスしきらないことに，このようなca. 23‒22 Maの礫岩を含む流に起因する（McDowell, 1983）．一方，ジル紋岩質火砕岩主体層は北陸地域にとどまらず，コンFT年代やサニディンK‒Ar年代のような閉日本各地の中新統の基底層として存在する．例

鎖温度が低い手法においての年代の若化は，安えば，岩手県の仁左平層（22 Ma；長田ほか，山岩を主とする八尾層群岩稲層の貫入による変2021），岐阜県の可児層群蜂屋層最下部質であると考えられる．理由を以下に述べる．

（22.4 Ma；新正ほか，2018），および兵庫

1）試料採取地点より北方約400 mには岩稲層

県の北但層群高柳層〜八鹿層（21.5 Ma；羽が貫入していること，2）鷲走ヶ岳層のジルコ地・山路，2019）などがあり，それらが前弧ンから11 µmより短いFT長が確認されたこ

背弧問わず汎日本的に分布するその地質学的背と，3）本研究で採取した試料のうち，変質し景も今後注目に値する．

0.5 Maおよび22.80.2 Maのジルた試料（3b）のジルコンFT年代やサニディン
K‒Ar年代は不確かさ範囲で重複するものの，謝辞

他試料のものに比べて若い傾向にあること，

株式会社京都フィッション・トラックの岩野

4）福田ほか（2022）によって鷲走ヶ岳層から英樹博士と檀原得られたジルコン(U‒Th)/He年代（17.77

物分離をしていただいた．白山市観光文化ス

1 . 0 5 M a ） と 岩 稲 層 の ジル コ ン U ‒ P b 年 代

ポーツ部文化財保護課の大塚健斗氏と左礫町会（17.6および鳥越村左礫生産森林組合の皆様には，試0.3 Ma；中嶋ほか，2019）が調和的であることである．

徹博士には，小論にかかる鉱料採取に際して，便宜をはかっていただいた．

以上の結果は，鷲走ヶ岳層のジルコンが閉鎖

国立研究開発法人日本原子力研究開発機構東濃

温度の高いU‒Pb年代に対しては，U‒Pb同位体

地科学センターの島田顕臣氏，小北康弘氏，お比の標準試料としてある程度評価できるが，閉よび鏡味沙耶博士には，試料採取にかかる諸手

鎖温度の低いFT年代などには不向きであるこ

続き，CL撮影，年代測定に際して，ご助力いとを示す．ただし，今後試料採取地点を変える

ただいた．京都大学の田上高広教授には，サニ

11ディンK‒Ar年代について貴重なご意見をいた

argon from alkali feldspar. Chemical

だいた．以上の方々に，深く御礼申し上げる．

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Fig. 1 Geological Map of study area. Modiﬁed from Ishida et al. (1998). Black stars indicate samplelocality.

図2 鷲走ヶ岳層から得られた年代値のまとめ．灰色バーは先行研究．
Fig. 2 Summary of dates obtained from the Wassogatake Formation.

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