LAP 02240( 動的ベャダ )
2 試料
5.3 バタレアイダの U-Pb 代
本研究 測定したバタレアイダの粒径(~10-15 μm) SHRIMPの一次イアンビーヘ径(~15-20 μm)よりも さい。 のため バタレアイダの周 にあるコペンPbの寄 無視 き い。コペンPbの補正を行わ ずにT-Wコンコータ゛アジイアエメヘにハュッダすると ~200 Maと4.1 Gaを結ぶ直線 に ハュッダ されず コペンPb(Stacey and Kramers, 1975)付近と~200 Maを結ぶ直線状にハュッダされる(第3-10図)。 の と 本研究 得られたU-Pb同位体タータ バタレアイダ 持 本質的 Pb(およびU)とコペ
ンPbとの混合 ある とを示し いる。 た RBT 04261に含 れるバタレアイダ Bouvier et al., (2005,
2008, 2009) 主張し いるよう 4.1 Gaの 代 記録し い い とを意味する。
コペンPbの補正をすると イャベナイダと共存するバタレアイダから 203±30 Maのコンコージン ダ 代値 得られた。ベャダフォッダに存 するバタレアイダ 同位体系に若 の乱れ あるもの の Uの損失もしく Pbの獲得による影響 少 い。約200 Maという 代値 れ にクホーガッ タイダから求められ きた~180 Maと誤差の範 一致し いる。Shih et al. (2009) RBT 04261とヒア
の隕石 あるRBT 04262のRb-SrおよびSm-Nd 代を測定し ~170 Maの 代値を報告し いる。本研究
得られたバタレアイダの 代 RBT 04262から求められた 代値と誤差の範 一致し いる。
Nyquist et al. (2009) 玄武岩質クホーガッタイダ あるNWA 1460のRb-Sr同位体分析を行い の結果
からRb-SrおよびSm-Nd同位体系 衝撃変成作用によっ 代の完全 リセッダ 起 ら いとした。
Lapen et al., (2010) 衝撃変成作用によっ 同位体系 す 完全にリセッダする ら クホーガッタ
イダの同位体系 放出 代を示す ず あるとした。火星から岩石 放出されるに 直径3 km以 の ェレーターを くる衝撃現象 必要(Melosh, 1984) ある。 のため 火星隕石 少 くとも火星を脱出 する際に 衝撃変成作用を受け いる とに る。RBT 04261 火星から放出された 代 約3 Ma
あり(Nishiizumi et al., 2010) バタレアイダから得られた 代と 一致し い。
Bouvier et al. (2005, 2008, 2009) 主張するように クホーガッタイダの結晶化 4.1 Ga バタレアイダ
のU-Pb 代 火星脱出時(3 Ma)の衝撃変成作用によりリセッダしたと仮定する。衝撃により同位体系
乱され 見かけのU-Pb 代 200 Maと るに 4.1 Gaの結晶化時から3 Maの衝撃変成時 に蓄
積した放射壊変起源のPbを損失し 3 Maから現 のゞメンの放射壊変 生産された放射性鉛とあわ U/Pb同位体比を
206Pb/ 238U＝0.0315 207Pb/235U＝0.2177とし けれ ら い。 の関係 以 の 式 あらわされる。
present Ma Ma
Ga present
Ma
U
Pb y
x U
Pb U
Pb
−
−
−
= × +
3 238 206
238 206 3
1 . 4 238 206
200 238 206
present Ma Ma
Ga present
Ma
U
Pb y
x U
Pb U
Pb
−
−
−
= × +
3 235 207
235 207 3
1 . 4 235 207
200 235 207
x206
206Pbの残存量 (%) x207
207Pbの残存量(%) y238
238Uの残存量 (%) y235
235Uの残存量(%)
4.1 Ga 3 Ma U-Pb 206Pb/ 238U 0.888
207Pb/235U＝55.5と る。3 Maから現代 のゞメンの崩壊 得られる同位体比
206Pb/ 238U＝0.0005
207Pb/235U＝0.0030 ある。見かけの 代 200 Maの 代を示すためのU/Pb同位体比
206Pb/ 238U＝0.0315
207Pb/235U＝0.2177 ある。 の条件を満たすxとyの関係 以 のように る。
4909 . 3
238 206
= y x
3867 . 0
235 207
= y x
バタレアイダのU-Pb同位体系 衝撃変成作用 乱され 見かけの 代 200 Maを示すために 火星
放出時(3 Ma)の衝撃変成作用 ゞメンの獲得(もしく 損失) い場合
206Pbを96.5 %, 207Pbを99.6 %損 失し く ら い。 た 3 Ma時点 ゞメンを獲得し バタレアイダ中のゞメン量 ゞメンの獲得前 と比 200%と ったと仮定すると
206Pbを93.0%, 207Pbを99.2%損失し く ら い。 のように
見かけの 代 200 Maを示すために 鉛の同位体(206Pbおよび
207Pb)を異 る割合 9割以 失う必
要 ある。 の計算結果 衝撃圧縮実験および加熱実験 RBT 04261中に含 れるバタレアイダの結果 と 一致し い。衝撃変成作用によっ 計算のように
206Pbおよび
207Pb鉛の同位体を れ れ異 る割
合 損失する と 考えにくい。
バタレアイダを用いた衝撃圧縮実験および加熱実験 わずか 鉛の損失 あるものの いずれの衝 撃圧および加熱温度 も 代をリセッダするよう バタレアイダのU-Pb同位体系の乱れ 確認 き かった。衝撃圧縮実験および加熱実験におい かんらん石のFe-Mg組成の均質化 Ca成分の 帯構 の乱れ 認められる実験試料に含 れるバタレアイダ も 代のリセッダ 起 るよう 同位体系の乱
れ 確認 き かった。RBT 04261に含 れるかんらん石に Ca組成の 帯構 残され いる。衝撃
圧縮実験および加熱実験の結果から バタレアイダ中のPbの拡散 かんらん石 のCaの拡散よりも遅 いと考えられる。RBT 04261にCa組成の 帯構 残っ いるという と バタレアイダ中のU-Pb同 位体系 拡散によるPbの損失 かった とを示し いる。Jones et al. (1986) EETA 79001に含 れるかんらん石にFe組成の 帯構 残され いる とを確認した。Rb-Sr Sm-Nd の同位体系 かんらん石のFe組成を均質化さ る と く同位体 衡に するの 困 あるとし ~180 Maの 代
クホーガッタイダの結晶化 代 あるとした。本研究 得られたバタレアイダのU-Pb 代 Jones et
al. (1986)の報告と同様に クホーガッタイダの結晶化 代を示し いると考えられる。
Bouvier et al., (2005, 2008, 2009) 全岩 輝石 斜長石(ブスォリナイダ)のネメェクョンを用い 4.1 Ga
のPb-Pbアイソェュン 代を求めた。Pb-Pb 代 U同位体の測定を行わず Pb同位体の測定の
代 得られる利点を持 。一方 Pb-Pb 代 地質学的意味を持 ために 岩石 他の異 るPb組成を 持 物質との混合を受け い い必要 ある。Rao et al., (1999) EET79001隕石に含 れるインドェダ イメス中に 火星表層の土壌の成分の硫黄 含 れ いると報告した。クホーガッタイダに含 れる斜長 石 衝撃変成作用によりイメス化し いる。斜長石 衝撃によりイメス化する際に 火星の地殻物質の Pbを り込 可能性 ある。斜長石 Pbの主 ゥホリアネゟーゲ あるため 全岩アイソェュンに影響
を える。4.1 Gaを示すPb-Pb 代 火星地殻物質の鉛との混合した結果 あると推測される。
6 結論
RBT 04261に と ろ ろにベャダフォッダ 確認 きる 全溶融するよう 衝撃現象 経験し
い い。バタレアイダ イャベナイダと共存する他形結晶 ブスォリナイダ中の自形結晶 ベャダフォ ッダ中に部分的に溶融した他形結晶 認められた。 れらの産状から バタレアイダ 衝撃現象により 二次的に形成した鉱物 く クホーガッタイダの形成時の最終過程 結晶化した とを示し いる。
す のバタレアイダ 衝撃変成による高圧もしく 高温 安定 多形結晶 の相転移の痕跡を残し い い。イャベナイダと共存するバタレアイダおよびベャダフォッダ中に存 するバタレアイダのU-Pb
代 らも~200 Maを示し いる。 れらを総合すると RBT 04261に含 れ いるバタレアイダ
のU-Pb 代 クホーガッタイダ 結晶化した 代を示し おり の と 火星表層の火成活動 約2億 続い いた とを示唆し いる。
7 引用文献
Beck, P., Gillet, Ph., El Goresy, A., Mostefaoui, S., 2005. Timescales of shock processes in chondritic and martian meteorites. Nature 435, 1071–1074.
Becker, R.H.., Pepin, R.O., 1984. The case for a martian origin of the shergottites: nitrogen and noble gases in EETA 79001. Earth Planet. Sci. Lett. 69, 225–242.
Blichert-Toft, J., Gleason, J.D. Telouk, P., Albarede, F., 1999. The Lu-Hf isotope geochemistry of shergottites and the evolution of martian mantle-crust system. Earth Planet. Sci. Lett. 173, 25–39.
Bogard, D.D., Husain, L., Nyquist, L.E., 1979. 40Ar–39Ar age of the Shergotty achondrite and implications for its post-shock thermal history. Geochim. Cosmochim. Acta 43, 1047–1055.
Bogard, D.D., Johnson, P., 1983. Martian gases in an Antarctic meteorite? Science 221, 651–654.
Borg, L., Drake, M.J., 2005. A review of meteorite evidence for the timing of magmatism and of surface or near-surface liquid water on Mars. Jour. Geophys. Res. 110, E12S03.
Borg, L.E., Draper, D.D., 2003. A petrogenetic model for the orign and compositional variation of the martian basaltic meteorites. Meteorit. Planet. Sci. 38, 1713–1731.
Borg, L.E., Nyquist, L.E., Wiesmann, H. Shih, C-Y., 1997. Constraints on Martian differentiation process from Rb-Sr and Sm-Nd isotopic analyses of basaltic shergottite. Geochim. Cosmochim. Acta 61, 4915–4931.
Borg, L.E., Nyquist, L.E., Wiesmann, H. Shih, C-Y., and Reese, Y. 2002. Constraints on the petrogenesis of Martian meteorites from Rb-Sr and Sm-Nd isotopic systematics of the lherzolitic shergottites ALH77005 and
LEW88516. Geochim. Cosmochim. Acta 66, 2037–2053.
Borg, L.E., Nyquist, L.E., Wiesmann, H. Shih, C-Y., Reese, Y., 2003. The age of Dar al Gani 476 and the
differentiation history of the martian meteorites inferred from their radiogenic isotopic systematics. Geochim.
Cosmochim. Acta 67, 3519–3536.
Borg, L.E., Edmunson, J.E. and Asmerom, Y., 2005. Constraints on the U-Pb isotopic systematics of Mars inferred from a combined U-Pb, Rb-Sr, and Sm-Nd isotopic study of the Martian meteorite Zagami. Geochim.
Cosmochim. Acta 69, 5819–5830.
Bouvier, A., Blichert-Toft, J., Vervoort, J.D., Albarède, F., 2005. The age of SNC meteorites and the antiquity of the Martian surface. Earth Planet. Sci. Lett. 240, 221–233.
Bouvier, A., Blichert-Toft, J., Vervoort, J.D., Gillet, P., Albarède, F., 2008. The case for old basaltic shergottites.
Earth Planet. Sci. Lett. 266, 105–124.
Brearley, A.J., 1991. Subsolidus microstructures and cooling history of pyroxenes in the Zagami shergottite. Lunar Planet. Sci. XXII, 135–136.
Chen, J.H., Wasserburg, G.J., 1986. Formation ages and evolution of Shergotty and its parent planet from U-Th-Pb systematics. Geochim. Cosmochim. Acta 50, 955–968.
Compston, W., Williams, I.S., Meyer, C., 1984. U-Pb geochronology of zircon from lunar breccia 73217 using a sensitive high mass-resolution ion microprobe. Jour. Geophys. Res. 89. B525–534.
El Goresy, A., 1965. Baddeleyite and its significance in impact glasses.Jour. Geophys .Res. 70, 3453–3456.
El Goresy, A., Dera, P., Sharp, T.G., Prewitt, C.T., Chen, M., Dubrovinsky, L., Wopenka, B., Boctor, N.Z., Hemley, R.J., 2008. Seifertite, a dense orthorhombic polymorph of silica from the Martian meteorites Shergotty and Zagami. Eur. Jour. Mineral. 20, 523–528.
Fritz, J., Artemieva, N., Greshake, A., 2005. Ejection of Martian meteorites. Meteorit. Planet. Sci. 40, 1393–1411.
Gaffney, A.M., Borg, L.E., Connelly, J.N. 2007. Uranium–lead isotope systematics of mars inferred from the basaltic shergottite QUE 94201. Geochim. Cosmochim. Acta 71, 5016–5031.
Goodrich, C.A., 2003. Petrogenesis of olivine-phyric shergottites Sayh al uhaymir 005 and Elephant Moraine A79001 lithology A. Geochim. Cosmochim. Acta 67, 3735–3771.
Hartmann, W.K., Berman, D.C., 2000. Elysium planitia lava flows: Crater count chronology and geological implications. Jour. Geophys. Res. 105, 15011–15025.
Hartman, W.K., Neukum, G., 2001. Cratering chronology and the evolution of mars. Space Sci. Rev. 96, 165–194.
Harvey, R.P., Wadhwa, M., McSween, H.Y. Jr., 1993. Petrography, mineral chemistry, and petrogenesis of Antarctic Shergottite LEW88516. Geochim. Cosmochim. Acta 57, 4768–4783.
Head, J.N., Melosh, H.J., 2000. Launch velocity distribution of the Martian clan meteorites. Lunar Planet. Sci. XXXI, A1937.
Heaman, L.M., LeCheminant, A.N., 1993. Paragenesis and U-Pb systematics of baddeleyite (ZrO2). Chem. Geol., 110, 95–126.
Heaman, L.M., LeCheminant, A.N., 2000. Anomalous U-Pb systematics in mantle-derived baddeleyite xenocrysts from Île Bizard: evidence for high temperature radon diffusion? Chem. Geol., 172, 77–93.
Herd, C.D.K., Borg, L.E., Jones, J.H., Papike, J.J., 2002. Oxygen fugacity and geochemical variations in the martian basalts: implications for martian basalt petrogenesis and the oxidation state of upper mantle of Mars.
Geochim. Cosmochim. Acta 66, 2025–2036.
Herd, C.D.K., Simonetti, A., Peterson, N.D., 2007. In situ U-Pb geochronology of martian baddeleyite by laser ablation MC-ICP-MS. Lunar Planet. Sci. XXXVIII, A1664.
Ickert, R.B., Hiess, J., Williams, I.S., Holden, P., Ireland, T.R., Lanc, P., Schram, N., Foster, J.J., Clement, S.W., 2008. Determining high precision, in situ, oxgen isotope ratios with a SHRIMP II: Analyses of MPI-DING silicate-glass reference materials and zircon from contrasting granites. Chem. Geol. 257, 114–128.
Jagoutz, E., and Wänke, H., 1986. Sr and nd isotopic systematics of Shergotty meteorite. Geochim. Cosmochim.
Acta 50, 939–953.
Jones, J.H., 1986. A discussion of isotopic systematics and mineral zoning in the shergottites: Evidence for a 180 m.y. igneous crystallization age. Geochim. Cosmochim. Acta 50, 969–977.
Jones, J.H., 1989. Isotopic relationships among the shergottites, nakhlites and chassigny. Proc. 19th Lunar Planet.
Sci. Conf., 465–474.
Kieffer, S.W., Schaal, R.B., Gibbons, R., Hörz, F., Milton, D.J., Dube, A., 1976. Shocked basalt from Lonar impact
Langenhorst, F., Poirier, J.-P., 2000a. ‘Eclogitic’ minerals in a shocked basaltic meteorite. Earth Planet Sci. Lett. 176, 259–265.
Langenhorst, F., Poirier, J.-P., 2000b. Anatomy of black veins in Zagami: clues to the formation of high-pressure phases .Earth Planet. Sci. Lett. 184, 37–55.
Lapen, T.J., Righter, M. Brandon, A.D., Debaile, V., Beard, B.D., Shafer, J.T., Peslier, A.H., 2010. A younger age for ALH84001 and its geochemical link to shergottite source in Mars. Science 328, 347–351.
Lodders, K., 1998. A survey of shergottite, nakhlite and chassigny meteorites whole-rock compositions. Meteorit.
Planet. Sci. 33, A183–190.
Longhi, J., Knittle, E., Holloway, J.R.,Wänke, H., 1992. The bulk composition, mineralogy, and internal structure of Mars. In Mars (eds. Kieffer, H., Jakosky, B.M., Snyder, C.W., Matthews, M.S.), pp. 184–208. University of Arizona press.
Ludwig, K.R., 2009a. SQUID 2.50. Special Publication 1. Berkeley Geochronology Center.
Lundberg, L.L., Crozaz, G., McSween, H.Y. Jr., 1990. Rare earth elements in minerals of the ALHA77005 shergottite and implications for its parent magma and crystallization history. Geochim. Cosmochim. Acta 54, 2535–2547.
McCoy, T., Taylor, G.J., Keil, K., 1992. Zagami: Product of a two-stage magmatic history. Geochim. Cosmochim.
Acta 56, 3571–3582.
McSween, H.Y. Jr., Grove, T.L., Wyatt, M.B. 2003. Constraints on the composition and petrogenesis of the Martian crust. Jour. Geophys. Res. 108, 9–19.
Melosh, H.J., 1984. Impact ejection, spallation, and the origin of meteorites. Icarus 59, 234–260.
Mikouchi, T., 2005. Northwest Africa 1950: Mineralogy and comparison with Antarctic lherzolitic shergottites.
Meteorit. Planet. Sci. 40, 1621–1634.
Mikouchi, T., Kurihara, T., Miyamoto, M., 2008. Petrology and mineralogy of RBT 04262: Implications for stratigraphy of the lherzolitic shergottites igneous block. Lunar Planet. Sci. XXXIX, A2403.
Misawa, K., Nakamura, N., Premo, W.R., Tatsumoto, M., 1997. U-Th-Pb isotopic systematics of lherzolitic shergottite Yamato-793605. Antarct. Meteorit. Res. 10, 95–108.
Misawa, K., Yamaguchi, A., 2007. U-Pb ages of NWA 856 baddeleyite. Meteorit. Planet. Sci. 42, A108.
Misawa, K., Yamaguchi, A., Kaiden, H.2005. U-Pb and 207Pb–206Pb ages of zircons from basaltic eucrites:
Implications for early basaltic volcanism on the eucrite parent body. Geochim. Cosmochim .Acta 69, 5847–5861.
Nagao, K., Nakamura, T., Miura, Y., Takaoka, N., 1997. Noble gases and mineralogy of primary igneous materials of the Yamato-793605 shergottite. Anarct. Meteorit. Res. 10, 125–142.
Nagao, K., Park, J., Choi, H.G., 2008. Noble gases of the Yamato 000027 and Yamato 000097 lherzolitic shergottites from Mars. Polar Sci. 2, 195–214.
Neukum, G., Basilevskya, A.T., Kneissla, T., Chapmana, M.G., Van Gasselta, S., Michaela, G., Jaumanna, R., Hoffmannd, H., Lanze, J.K., 2010. The geologic evolution of Mars: Episodicity of resurfacing events and ages from cratering analysis of image data and correlation with radiometric ages of Martian meteorites. Earth Planet. Sci. Lett. 294, 204–222.
Nishiizumi, K., Caffee, M.W., 2010. A tale of two shergottites: RBT 04261 and RBT 04262. Lunar Planet. Sci.
XXXXI, A2276.
Nyquist, L.E., Bogard, D.D., Shih, C.-Y., Greshake, A., Stöffler, D., Eugster, O., 2001. Ages and geologic histories of Martian meteorites. Space Sci. Rev. 96, 105–164.
Nyquist, L.E., Bogard, D.D., Shih, C.-Y., Park, J., Reese, Y.D., Irving, A.J., 2009. Concordant Rb-Sr, Sm-Nd, and Ar–Ar ages for Northwest Africa 1460: A 346 Ma old basaltic shergottite related to ‘lherzolitic’ shergottites.
Geochim. Cosmochim. Acta 73, 4288–4309.
Nyquist, L.E., Wooden, J., Bansal, B., Wiesmann, H., McKay, G., Bogard, D.D., 1979. Rb-Sr age of the Shergotty achondrite and implications for metamorphic resetting of isochron age. Geochim. Cosmochim. Acta 43, 1057–1074.