フィッション・トラック

ニュースレター第2４号

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2011年

LA-ICP-MS FT年代式その２：ζ較正法への対応
長谷部徳子*・荒井章司**・田村明弘***Age equation for LA-ICP-MS FT dating: zeta equivalent calibration
Noriko Hasebe*, Shoji Arai** and Akihiro Tamura**** 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.
** 金沢大学理工学域 College of Science and Engineering, Kanazawa University*** 金沢大学フロンティアサイエンス機構, Frontier Science Organization, Kanazawa Univ.
はじめにフィッショントラック年代を決めるためのウラU( ) !はシグナルの平均の比である．したがって，
Siン濃度をLA-ICP-MSを利用して見積もる場合，４つの同位体の測定誤差がウラン濃度の誤差にどのように誤差を見積もるか，年代を求める式を伝搬する．それぞれの同位体のシグナル強度のばどうするべきか，いくつかの選択肢が可能性であらつきを標準偏差で見ると金沢大学所有のLA-る．それら選択肢について紹介する

ICP-MSの場合おおよそ10%程度である．測定時間中に何点取ることができるかはLA-ICP-MS分

単粒子のウラン濃度の誤差

析の設定によるが，その測定点数を利用して標準年代の誤差には自発トラック密度由来の誤差，誤差を取ると，最終的なウラン濃度の誤差は5%

ウラン濃度の誤差，および年代式に現れる各定よりも低いことが多い．

数の誤差を伝搬させる．ここではウラン濃度の誤装置によって，シグナル強度が徐々に減るよう差について，どのように見積もるか３つの例を挙な特徴を持つ場合，標準偏差が見かけ上大きくげる．

なる．そのような場合は各測定時の比を計算して＜例１＞

自発トラック密度を測定した面内でから標準偏差，標準誤差を計算する方がいいか複数スポットでウラン濃度を求め、その標準誤もしれない．しかし四重極質量分析計のように同差をとる．図１に掲載したBulk Member Tuﬀか時に同位体を測定できない場合は，厳密にいえらのジルコン粒子の場合，６点で分析が可能でばどこからどこまでを同じ時間における測定とあった．ウラン濃度が均質であるとの仮定がして比を計算するかという問題があるが，このこもっともらしい場合，これら６点のウラン濃度とに留意するのはデータのばらつきを考えるとあの平均および標準誤差を用いることが可能であまりにも重箱の隅をつつきすぎる行為のようにもる．この粒子の場合，129.1 2.7 ppm （標準偏思われる．

差は6.6 ppm)であった．

＜例３＞濃度の均質な試料を繰り返し長期にわ＜例２＞たって測定し，分析システムの安定性を評価しそ

LA-ICP-MSでウラン濃度を外部標準試料（標の標準誤差をもちいて誤差を評価する．K-Ar法

準ガラス），および内部標準同位体（SiやCa）の感度法では標準大気の繰り返し測定によってを利用して求める時には（１）式による(ジルコ

Ar量とシグナル強度の関係をモニターし，それンの場合）．

を計算に利用している（例えばSudo et al., 1996など）．それと同様に，例えばNISTガラスなど€

UU
U sample = SiO2( sample ) × U extst × ( ) samplesignal ÷ ( ) extstsignal !
SiSiextst

を長期分析しその誤差を試料に反映させる．金沢・・・（1）

分析の標準誤差はおおよそ２％であった

大学の装置の場合，２年間のNIST 612ガラスの（Hasebe et al., 2009)．
以上をまとめると，例１は複数スポットの分析

ただし， SiO2( extst ) !は試料（ジルコン）と外部sampleが可能な場合のみで利用可能なので，例２もしく標準ガラスのSiO 2 濃度の比，Uはウラン濃度，は例３と併用することとなる．しかし実際のところ例１が反映する誤差は分析誤差のみでな€

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238
238
Uj
1U extsttj =ln(1+ ε ' ρ j [/]) !
λD
ISextst
IS j・・・（２）238
U extst!は標準試料のウランと内部標準
ここで IS€

extst

238

Uj

同位体のシグナル比， IS !は測定粒子のウランj€と内部標準同位体のシグナル比， λD !はウランの壊変定数， ρ j ! は自発トラック密度， ε '!がζ値に相当する実験定数である．ジルコンを例にして€ε '!の式を挙げる．
ε' =€

図1．LA-ICP-MS 分析後のBulk Member Tuﬀのジルコン粒子．レーザー照射孔の直径は約２５μm．

€

aλD M!
λ f N A dRsp k × SiO2( j ) 238U extst
extst・・・（３）

ε '!は，外部標準試料（extstが下付きで付され€く，分析面内のウラン濃度がばらつく場合はそのている定数），対象鉱物（比重dや，半トラック分も含んでいる．粒子によってどのような誤差を

長Rsp, 内部標準同位体：ジルコンではSiO2を用考慮に入れているかが，異なるのは好ましくないが，かといって広い面積を測定した粒子の1点の€いているが，アパタイトではCaOを用いるなど鉱ではウラン濃度がある程度ばらつく現実があるこ（k），LA-ICP-MSシステム（a）に依存し，年物依存性がある），自発トラックの観察システム

みでウラン濃度を代表させるのも，特にジルコン

代標準試料の分析により決まる実験定数であとを考えると問題である．

る． ε '!の 誤差を決め、それを年代の誤差に反映単粒子のFT年代式することにより，各定数の誤差を考慮した年代

LA-ICP-MSによるウラン濃度測定結果を用い誤差を求めることができる．この式ではウランる年代式は，年代標準試料によらない式とゼータ€法に対応する式が提案されている（Hasebe etal., 2004．この論文中では ゼータ値に相当する

238

238

U extst濃 度 の 代 わ り に IS

extst

/Uj!
IS j を 式 に 入 れて い るが，前節のウラン濃度の誤差の例１〜３はこのものにεが与えられている．)．このゼータ法に値に対しても同様に3通り考えることができるこ€よる年代式はウラン濃度を（1）式により計算しとを付しておく．てから年代を決定する式となっている．しかし（1）式にも定数（SiO 2 濃度の試料／ガラス比

試料年代の求め方

や，ガラスのウラン濃度）があり，かつ，（1）粒子年代と誤差を求めたあと，それらに基づい式には現れていないが，ガラスと対象鉱物のマトて試料年代を決める方法としては＜１＞加重平均

リックスの違いに起因するU/Si(もしくはCa)比のを取る．＜２＞自発トラックの測定面積でウラ挙動の違いがあると，求めたU濃度は見かけのもン濃度（あるいは相当するシグナル比）の加重平のとなる．従ってこれらの定数をすべて含む係数均を求め，それと積算した自発トラック数で年を新たに定義し，年代式を構築することが可能

代を計算する、のふたつやり方がある．２番のである．

求め方はDonelick et al.(2005)に詳細があり，いわゆる通常法におけるpooled ageに相当する．
このpooled ageに対する誤差を求める際に，試

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引用文献

料ウラン濃度の誤差を求める必要がある．
Donelick et al,(2005）ではそれぞれの粒子のウ

Donelick et al.(2005) Rev. Mineral. Geochem.,

ラン濃度の誤差に測定面積で重みを付けたもの

58: 49-94.

を利用しているが、誤差を測定面積で重み付けす

Hasebe et al.(2004) Chem. Geol., 207,ることの意義を見いだすのが難しい．一方2010135-145

年に開催された熱年代学国際会議では，

Hasebe et al.(2009) Geol. Soc. Spec. Pub.

Galbraith が粒子の誤差で重みを付けて（通常の324, 37-46,加重平均の誤差を求めるのと同じやり方で）試料

Sudo et al.

誤差を見積もる方法を紹介していた．試料年代，(1996)

Univ., 108: 21-40.

試料誤差の見積もりについてはまだ確定的な方法が見いだせないでいる．

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Mem. Fac. Sci., Kyoto