高精度同位体トレーサーを用いたマントル・地殻進化

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地球内部構造の進化、特に地殼-マントルの大規模分化は、地球史における一大イベントである。地球システム全体の物質科学的進化を総合的に理解するには、地球内部の成層構造の形成と進化を、定量的かつ厳密に調べる必要がある。そこで本研究では、放射性元素同位体を用いた同位体地球科学的手法を応用し、地殼-マントル進化を年代学的見地から調べることを目標とする。本年度は、超高感度多元素同時分析法として最近注目されている高周波誘導結合プラズマイオン源質量分析計(ICP-MS)を用いた化学分析法の開発を進め、標準岩石試料およびマントル起源の岩石に含まれる微量希土類元素存在度の分析を行った。その結果、迅速かつ高精度な希土類元素分析が可能となり、岩石試料の形成過程の解明に重要な地球化学的知見が得られた。また本年度は、岩石試料の年代決定に重要なネオジム同位体分析法の改良も行った。ネオジムの同位体分析については、昨年度に基本的な化学操作法の確立を行ったが、いくつかの試料については、化学分離が不完全で、十分な分析精度が得られない場合があることがあった。そこで、本研究では、化学処理法に改良を加え、二段クロマト法を応用することにより、化学分離性を高め、これまでの問題点を解決することができた。これにより、迅速なネオジム同位体分析が可能となった。本年度は、希土類元素存在度情報とネオジム同位体情報を組み合わせ、地球化学試料の系統的分析をすすめ、マントルの化学的進化に関する知見を得ることができた。これらの結果は、学術雑誌および国際集会で報告した。