バタレアイダ中の U, Pb 拡散

クホーガッタイダの構成鉱物 ある輝石 かんらん石 斜長石(ブスォリナイダ) 結晶化した時の化学 帯構 を保っ いる。1980 代にもクホーガッタイダの 代値 も 地質学的意味に い の議論 行

われ いた。Jones (1986) クホーガッタイダの岩石ン鉱物学的研究に基 き 代 持 地質学的意味に

同位体系 サノソリジス の熱変成によっ 乱されず 代 リセッダされる と いとした。本研 究 行った衝撃実験の試料中に含 れるかんらん石に 57 GPaの衝撃圧を加えた試料を除き Fe-Mgの

化学 帯 残され いた。57 GPaの試料 周 の玄武岩基質 全溶融し かんらん石の組成 均質化した。

衝撃実験の後に加熱した試料 主要元素組成 乱された。

バタレアイダ中のPbの拡散 度に い 未 に実験タータ 報告され い い。 の他のUを含 鉱物 ある グャコン タイタナイダ ャスャに い のPbの拡散係数 実験により求められ い る( れ れCherniak, 2000a; Cherniak, 1993; Cherniak, 2000b)。 れらのタータを グャコン中のUの拡散 (Cherniak, 1997) かんらん石中のFe-Mgの拡散タータ(Misener, 1974) およびCaの拡散タータ(Coogan et al.,

2005)とともに とめたアレッゞスハュッダを第2-22図にしめす。かんらん石のFe-Mgの拡散 度 Pb²⁺

の拡散 度に比 十分に い。

れ に報告され いる拡散係数をもとに 10 μmサイゲ(火星隕石中に見られるバタレアイダの粒径) の鉱物を仮定した場合の拡散に必要 時間を見積もった。時間 拡散係数 距離 以 の式 近似される。

Dt

x ≈

t

グャコン タイタナイダ ャスャ のPbの拡散に必要 時間 グャコン中 1000 °C 約106万 タイタナイダ中 1000 °C 約1 ャスャ中 1000 °C 約147 ある。 れらの 度 かんら

ん石中のFe-Mgの拡散 度よりも十分に遅い(火星隕石に見られるかんらん石の大きさ(粒径400 μm)の場

合1000 °C 120 )。59 GPaの衝撃を加えた試料および加熱した試料中のかんらん石のFe-Mg Ca成分

の化学 帯構 乱された バタレアイダのU-Pb同位体系に 大き 乱れ 見られ かった。バタレ アイダ グャコンや の他の鉱物と同様の拡散 度を持 ら バタレアイダ中のPbの拡散 かんら

ん石中のFe-Mgの拡散よりも十分に遅い とと り U-Pb同位体系をリセッダする と 困 ある。

5.5 火星隕石 の適用

す の火星隕石 程度 異 る 衝撃変成による影響を受け おり れ に衝撃圧の見積もり

され きた。Fritz et al. (2005) 鉱物学的 視点から衝撃圧を見積もり 5–55 GPaの衝撃圧を報告し

いる。 た 火星隕石の中のクョッェベャダパイン中から ビーメンジイダ ステ゛クョバイダ アンネ

゙ス輝石 アゥペダ石 Seifertiteといった 高圧相(~25-40 GPa)も報告され いる(Langenhorst and Polirier, 2000a, 2000b; El Goresy, 2008)。火星隕石 あるZagami NWA 856およびRoberts Massif (RBT) 04261に含

第2-22図 鉱物中の元素の拡散(アレニウスプロット)。

ウランを含む鉱物である、タイタナイト、ジルコン、ルチルについてのPbの拡散係数(それ れCherniak, 1993, 2000a, 2000b)、ジルコン中のUの拡散(Cherniak, 1997)、かんらん石中の

Fe-Mgの内部拡散係数(Misener, 1974)、およびかんらん石のカルシウムの拡散係数(Coogan et

al., 2005)。

れるバタレアイダのメブンスヒェダャ いずれも 斜晶系を示し おり 高圧相 の相転移 認めら

れ い(第3章を参照)。Herd et al. (2010) NWA 3171に含 れるバタレアイダを透過型電子顕微鏡を用

い 観察した。バタレアイダ ベタプェダ化し おらず 高圧相 の相転移の痕跡も かった。火星隕石 中のバタレアイダの結晶構 本実験 衝撃圧を加えたバタレアイダと調和的 ある。火星隕石 ある

RBT 04261に含 れるのバタレアイダから 約200Maの若いU-Pb 代 得られ いる(第3章を参照)。

クホーガッタイダのバタレアイダの構 および 実験により衝撃および高温を加えた試料のバタレアイダ の構 斜晶系 あり 全溶融した形跡も い。 の と バタレアイダの結晶およびU-Pb系 衝 撃変成作用によっ 乱されにくい とを示し いる。

本実験結果から バタレアイダのU-Pb同位体系 60 GPa以 の衝撃圧 乱されにくい特徴を持 と 明らかと り クホーガッタイダの同位体系を乱す と 困 ある(Nyquist et al., 2009;Gaffney

et al., 2007)。Rb-Sr Lu-Hf U-Pb同位体系を完全にリセッダさ るために 新た 親ン娘核種のビスダ

と る相 同位体 衡に する必要 ある。す の同位体系をリセッダするために クホーガッタイ ダの全岩溶融により同位体系を均質化する以外に方法 い。クホーガッタイダの中に 衝撃溶融により 部分的に溶融した組織を示すものもある 衝撃後の加熱 全岩溶融するよう 温度(リゥジス)を超え

い い(Fritz et al., 2005)。Bogard and Park (2008) Nyquist et al. (2009) Shih et al. (2011)ら Rb-Sr Sm-Nd および

39Ar-⁴⁰Ar 代す 若い 代を示し いる とから クホーガッタイダから求められた古い 代

(4.1 Ga)に疑問を呈した。

Bouvier et al. (2008, 2009) ェレーターカゞンテ゛ンエ法により求められた火星地殻の 代(Hartman and

Berman, 2000;Hartman and Neukum, 2001)に言及し 4.1 Ga 結晶化 代 あると主張し いた。 の

ェレーターカゞンテ゛ンエにより求められた表層物質の 代と隕石から求められた同位体 代の頻度分 布の い クホーガッタイダの 代におけるドメチッェス あった。しかし ら Neukum et al. (2010)

火星探査機 ブーゲエューバャサーパイボー ブーゲ゠ェスハレス ブーゲアタッセイ により撮影 されたより高精 画像を用い 再度ェレーターカゞンテ゛ンエによる表層地殻の 代を求め クホーガ ッタイダから求められ いるよう 若い 代の地殻 れ に考えられ いたよりも幅広く分布し いる とを明らかにした。200 Maといった若い 代 アリンフス山 の火山地形の近く 確認された。

の とから 必ずしも火星地殻のほとん す ~4.1 Gaという古い地殻 く ェレーターカゞ ンテ゛ンエ 得られた 代 クホーガッタイダの 代 4.1 Ga ある証 と ら い(Neukum et al., 2010)。

6 結論

バタレアイダの衝撃圧縮実験および衝撃圧縮後の加熱実験 グャコッアの高圧相もしく 高温相 の相転移 起 ら かった。実験により衝撃圧を加えたバタレアイダの結晶構 クホーガッタイダ

(Zagami NWA 856 NWA 3171 RBT 04261)に含 れるバタレアイダの結晶構 ( 斜晶系)と調和的 あ

った。

最大57 GPaの衝撃圧および最大1300 °Cの加熱温度におい も バタレアイダのU-Pb同位体系 乱れ

る と かった。 の とから クホーガッタイダ中のバタレアイダから求められるU-Pb 代 火 星における火山活動の時期を示し いると考えられる。SHRIMP の分析に必要 サイゲ(10 μm)を満たす バタレアイダ 同位体測定を行う と きれ クホーガッタイダの結晶化 代を得る と き 火 星表層における火成活動に時間の制約を える と きる。