HED隕石の高精度年代測定により解き明かす原始地球型小惑星ベスタの初期分化過程

HED陨石高精度测年揭示原地型小行星灶神星早期分化过程

• 批准号: 21J10012
• 负责人: 齊藤 天晴
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J10012/
• 关键词: HED隕石; ネオジウム同位体

2021年度は、Sm-Nd年代測定法をHED隕石に適用するための実験手法の開発を行なった。Sm-Nd年代測定法では、146Smの壊変に由来するppmレベルの微小な142Ndの同位体過剰を検出する必要がある。そのためには、Nd同位体比測定を行なう前段階で、142Ndの同重体を持つ元素であるCeを試料から除去する必要がある。本研究では、Lnレジンを用いた抽出クロマトグラフィ法を用いて、CeとNdを分離する方法を検討した。まず、Lnレジンと塩酸を用いて分離の検討を行なった。用いる塩酸の濃度と量について詳細に検討した結果、0.15 mol/Lの塩酸を用いることで、クロマトグラム上で最も効率よくCeとNdを分離できることを確認した。しかしながら、この方法ではCeの溶離ピークに原因不明のテーリングが生じてしまい、それに続くNdに全量の0.1％程度のCeが残存してしまった。このCeの残存量は、ppmレベルの変動を検出する142Nd同位体分析においては致命的な同位体干渉を生じる。このことから、Lnレジンと塩酸の単純な組み合わせではCeとNdを十分に分離することは困難と判断し、追加の化学分離手順を検討した。水溶液中のCeとNdは基本的にどちらも三価の陽イオンとして存在するが、酸化的な環境ではCeのみが四価の陽イオンとなる性質があり、これを利用することでCeとNdを効率よく分離することができる。この手法について検討した結果、強力な酸化剤である臭素酸カリウム（KBrO3）を溶解させた濃硝酸溶液とLnレジンを用いることで、CeとNdをほぼ完全に分離できることを確認した。この酸化剤を用いる方法はCeとNdの分離に特化しており、La、Pr、Smなどの周期表上でNdと隣接する他の元素は除去できないが、はじめに検討した塩酸とLnレジンによる方法と組み合わせることで、Ndを他元素からほぼ完全に分離できる。

在2021财年中，我们开发了一种实验方法，将SM-ND约会方法应用于HED陨石。 SM-ND年代需要在146SM衰减导致的PPM水平下检测一个小的同位素过量。为此，在ND同位素比率测量之前，必须从样品中删除CE，这是一个具有142nd的元素。在这项研究中，我们使用LN树脂使用提取色谱法分离CE和ND的方法。首先，使用LN树脂和盐酸研究了分离。在详细研究了所使用的盐酸浓度和量后，可以证实，使用0.15 mol/L的盐酸盐酸可以在色谱图上最有效地分离CE和ND。但是，这种方法会导致CE峰值处的未知原因尾随，随后ND约有总数的约0.1％。剩余的CE导致142同位素分析中的致命同位素干扰，该分析检测到PPM水平的变化。因此，确定很难通过简单的LN树脂和盐酸进行充分分离和ND，并研究了另一种化学分离程序。尽管水溶液中的CE和ND基本上都以三价阳离子的形式存在，但在氧化环境中，只有CE成为四价阳离子，并且通过使用这种阳离子，CE和ND可以有效地分离。通过研究这一技术，可以通过使用浓缩硝酸溶液和LN树脂几乎完全分离Ce和ND，溶解了溴酸钾（KBRO3），这是一种强大的氧化剂。这种使用氧化剂的方法专门用于分离CE和ND，尽管ND和其他相邻元素不能通过将其与盐酸和盐酸和LN树脂方法结合在元素周期表上，例如首先将其与其他元素分开。

项目成果

砂漠産および非砂漠産ユークライト隕石のRb-Sr, Sm-Nd壊変系

沙漠和非沙漠锂辉石陨石的 Rb-Sr、Sm-Nd 衰变系统

• 发表时间: 2021
• 作者: 齊藤天晴;日高洋;米田成一
• 通讯作者: 米田成一