図4.11 Time vs Initial ratio of 87Sr/86Sr (T–I)ジイ゚エラム
Y–74442に含 れる゚ャカモに富 岩片のSr同位体(87Sr/86Sr)の進化線 暻の花崗岩片およびKodaikanal IIE 鉄 石のSr同位体比の進化線を比較 る 出発物質をCAI(T = 4568 Ma, 87Sr/86Sr = 0.69889) れ れの初生Sr同位体比への進化に必要 時間 均Rb/Sr比(time-averaged Rb/Sr ratio) 2.58, 0.802–0.912, 0.484 あり Y–74442のRb/Sr比 暼意に高い 示された た Yamato–74442の岩片のtime-averaged Rb/Sr ratio CIコンチライトのRb/Sr比より10倍近く高 た 誤差範 内 り得るY–74442の岩片のRb/Sr
比の 限値 Rb/Sr = 1.65 あ た(青点線の進化) 限値を考慮 Y–74442の岩片のRb/Sr比
結晶分化を経験 た惑星物質や CIコンチライトおよび 陽組成 比較 暼意に高 た
Time before Present (Ma)
3600 3800 4000 4200 4400 4600
(
87Sr /
86Sr)
initial0.695 0.700 0.705 0.710 0.715 0.720 0.725
CI (0.296)
lunar granitic clast 12033 (0.802-0.912)
Kodaikanal silicates (0.484)
Y-74442
4.8.4. 前期゚ャィモ分別過程(4568 ~ 4429 Ma)
Y-74442 ゚ャィモ 富 岩片 (87Rb 放射壊変寄 )高い初生Sr同 体比 4429
Ma ゚ャィモ元素 濃集過程 説明 る い Wlotzka et al. (1983) ゚ャ ィモ 富 岩片 元素分別過程 い (1) ブエブ 結晶分化(固相–液相分配) (2) 液 相 混和 (3) 衝撃溶融過程 る蒸発–凝縮(気相–液相分配) よび(4) Na–K 気相 を した交換反応を挙 (4) Na–K 気相を した交換反応 らしい 結論し
いる 曓論 同様 (1)–(4) 元素分別過程 い 考察を い ゚ャィモ 富
岩片 起源物質 し 考え得る(5) コンチメ゜ダ 認 られる岩塩結晶 よび(6) 原始 陽系昙雲中 ゚ャィモ元素凝縮物 い 新た 議論 る
ブエブ 結晶分化
Rb ゚ャィモ元素 ゜アン半 大 い 適合元素 あるた 液相 分配 れる そ た ブエブ 冷え固 り 火成岩を生成 る結晶分化作用 い 残液 ゚ャィモ 元素 濃集 る し 部分溶融 い 液相 ゚ャィモ元素 出 れる した
ブエブ 結晶分化作用 ゚ャィモ元素 富 岩片 高い Rb/Sr 比を説明し得る 母天体 い 結晶分化作用 4429 Maより極 い時期 起 岩片 Rb, Sr 分 別 起 た 仮定 る
火成作用 より゚ャィモ元素 濃集した惑昙物質 例 し Kodaikanal IIE 鉄隕石 中 ィモ長石を含 ォ゜酸塩包有物 ゚フロ暻試料 (12033)中 花崗岩片 挙 られる
Kodaikanal IIE 鉄隕石中 ォ゜酸塩包有物 形成 代(Rb–Sr よびU–Pb 代) 3676 Ma
あり 初生Sr同 体比 ISr = 0.713 ± 0.020 ある(Burnett and Wasserburg, 1967; Göpel et al., 1985) (図4.13) T = 4568 Ma, ISr = 0.69889を出発物質 し 同様 時間 均Rb/Sr値 を求 る ォ゜酸塩包有物 起源物質 持 Rb/Sr 0.368 り CIコンチメ゜ダ
し 陽組成 Rb/Sr 比 同等 値を示 IIE 鉄隕石母天体 型的 分化
代4300 Ma (Bogard et al. 2000) 母天体 ォ゜酸塩包有物 ゚ャィモ元素分別 生
そ 後3676 Ma 衝撃変成作用 溶融 よび結晶化した る 場合 時間
均Rb/Sr値 4300 Ma ら 3676 Ma 値 り 起源物質 Rb/Sr比 0.484
る T = 4568 Ma, ISr = 0.69889を出発物質 した時より30 % 値 高 る い れ
場合 起源物質 Rb/Sr 比 Y-74442 含 れる゚ャィモ 富 岩片 起源物質
1/5~1/7程度 ある た 暻 花崗岩片 暻 ブンダャ物質(T = 4400 Ma, ISr = 0.698954;
Nyquist et al., 1994) ら進化した し 時間 均Rb/Sr値を求 る Rb/Sr = 0.802–0.912
(Shih et al., 1994) る 花崗岩片 起源物質 い Rb/Sr比 ゚ャィモ 富
岩片 起源物質 1/2程度 ある ゚ャィモ 富 岩片 起源物質 Rb/Sr比 り得
る 限値(Rb/Sr = 1.65) あ た 仮定し Kodaikanalォ゜酸塩包有物 よび暻 花
崗岩片 比較し 2倍以 高い た Y-74442, Bhola, Krähenberg ゚ャィモ 富 岩片
トャェ組成 ゚ャィモ元素分別を除い それ れ ホケダ よび非 衡晘通コン チメ゜ダ中 コンチモューャ 化学組成 一致 る れら 岩片 結晶分化作用
よる い を支持 る ら Wlotzka et al. (1983) よれ Bhola,
Krähenberg 含 れる゚ャィモ 富 岩片 希土類元素存在度 Eu 負 異常を除い
コンチメ゜ダ的 あり 結晶分化作用 よる元素分別 痕跡 認 られ い 岩石組織
似したY-74442 Bhola, Krähenberg ゚ャィモ 富 岩片 元素分別過程 同一
し 同様 ある れ ブエブ 結晶分化 よ ゚ャィモ元素分別 起 た 考え い
液相 混和
Roedder (1951) K, Al, Si 富 液相 より塩基性 Fe 富 液相 混和性を実
験的 示した 暻試料中 液相 混和 歴を顕著 残した包有物 確認 れ いる
(Roedder and Weiblen, 1970) 液相 混和 よ K 富 Na 乏し るよう
゚ャィモ元素 分別 説明 れ得る 考えられる し し ら Y-74442 含 れる岩
片 Bhola, Krähenberg 含 れる岩片 同様 んらん石 ゚ャィモ元素(K, Rb, Cs)
富 イメケ質石基 ら り そ トャェ組成 ゚ャィモ元素 分別を除い ホケダ 組成 等し (第2章 2.4.1.参照) AlやSi 富 組成 い ゚ャィモ元素 富 イメ ケ質石基 形成 岩片中 共存し いる んらん石 形成を 立 考える液相 混和
元素分別 現実的 Wlotzka et al. (1983) い Bhola よび
Krähenberg 含 れる岩片 い 同様 言及 れ いる ら 彼ら Bhola,
Krähenberg 含 れる゚ャィモ 富 岩片 らEu 負 異常 認 られる 触れ
液相 混和 よ 岩片 元素分別 液相 混和 起 た ら 2価 Eu (Eu2+) K
乏しい塩基性 液相 比 K 富 液相 分配 れ Eu 富 正 異常 認 られる 考察し 液相 混和 よる元素分別過程 否定的 ある
衝撃溶融過程 る蒸発–凝縮
Y-74442, Bhola, Krähenberg 岩片 認 られる Na 乏し K, Rb, Cs 富 特徴的
゚ャィモ元素分別 衝撃溶融過程を経験した物質 晘 的 認 られる
一般 コンチメ゜ダ 衝撃溶融 より生 たイメケ Na 富 K/Na 極 小 い
(<<1) (e.g. Niihara et al., 2011) そ た ゚ャィモ元素 分別 母天体 衝撃溶融
よる蒸発–凝縮過程 い 起 た 仮定 る ゚ャィモ相互 元素分別を説明 る 困 ある コンチメ゜ダ母天体 衝撃溶融 よ 岩片 ゚ャィモ元素分 別 起 た 考え い
気相を したNa, K 元素交換反応
Wlotzka et al. (1983) Bhola, Krähenberg中 岩片 ゚ャィモ元素分別 ゚ャィモ
長石 コンチメ゜ダ母天体 存在 る気相 間 よび気相を した長石間 Na K(K より重い゚ャィモ元素) 交換反応 よ 起 た 結論した 彼ら LLコンチメ゜ダ 母天体 形成 れた ゚ャィモ長石 温 固溶体分離し ィモ長石 形成 れた を 仮定し れら ィモ長石 温 気相 反応 る K 濃集 起 た 述 い
る Bhola, Krähenberg ホケダ 含 れる斜長石 K 乏し Na 富 を積極的
し いる ゚ャィモ元素分別 起 た後 ィモ長石 溶融 よび急冷過程を る ゚ャィモ 富 岩片 形成 れる 固溶体分離 より生 たィモ長石 斜 長石 広域 わたる空間的 分離 しい 考えられ K Na 充分 分別 起 る
考え い た ゚ャィモ 富 岩片 組織を説明 る形成過程 い 言及 れ ら ィモ長石 形成 い あ た そ 後 よう 過程 岩片 形成 れ た 明確 い し し ら ィモ長石 極 い時期 形成 れ K( よびRb, Cs)
択的 濃集 初期 陽系 起 た れ 岩片 Sr同 体 進化を説明し得る
岩塩結晶 よび塩水
角礫岩コンチメ゜ダ あるMonahans (H5), Zag (H3–6) ら 塩化ヂダモウヘ 結晶 ある岩塩結晶(halite) よび塩化ィモウヘ 結晶 あるィモ岩塩結晶(sylvite)
いる(Zolensky et al., 1999a, b) Monahans ヤガモケ角礫岩コンチメ゜ダ あり れら 岩塩結晶 数 μm～数mm 大 り た岩相 最 陽風 打 あ た岩相 ある わ いる れら 岩塩結晶中 泡を 含 塩水包有物 存在 る Monahans中 1 halite ら得られたRb–Srペタャ 代 47億 を示した た hailite Rb/Sr比 ~15 高 (Rb; 3.75 ppm, Sr; 0.257) 87Rb
放射起源 87Sr 過剰(87Sr/86Sr = 3.59) 認 られたた 初期 陽系 形成物質 ある
示唆 れた Whitby et al. (2000) Zag 含 れるhalite ら 消滅 種129I 痕跡
ある129Xe を検出し 岩塩結晶 初期 陽系 形成物質 ある いう見解 一致し
いる Zolensky et al. (1999a) れら 岩塩結晶 含 れる塩水 起源 小惑昙 流
体 彗昙 よう 塩を含ん 氷天体 ある 推察した た Whitby et al. (2000) 初
期 陽系 る蒸発残留岩 痕跡 ある 結論し いる ら れら 岩塩結晶 水素 よび酸素同 体 組成 トメ 認 られ( D; εonahans, -330 ~ +1200 ‰;
Zag, -300 ~ +λ0 ‰, Δ17O; εonahans, -16 ~18 ‰; Zag, +3 ~ +27 ‰) (Yurimoto et al., 2010) 晘 通コンチメ゜ダ母天体 水素 よび酸素同 体組成 異 る ら Hコンチメ゜
ダ母天体 異 る天体 氷火山 活動(cryovolcanism) よ 形成 れ Monahans 母天体へ飛来した可能性 示唆 れ いる(Zolensky et al., 2012) Monahans中 halite 共
た い sylvite 最 高い ~500 ppm 高いRb濃度を示
そ K濃度 ~27 % あり K/Rb比 ~500 ある(Wieler et al., 2000)
Y-74442 含 れる゚ャィモ 富 岩片 K濃度 均 ~5450 ppm あり Rb濃度
均 77.9 ppm ある した 岩片 K/Rb比 ~70 り 岩塩結晶 K/Rb
比 明ら 異 る Y-74442 含 れる゚ャィモ 富 岩片 元素分別 重い゚ャィ モ元素 存在度 相対的 高い特徴 あり 岩塩結晶 ゚ャィモ元素分別 異 る そ た 岩片 ゚ャィモ元素分別を岩塩結晶 同様 元素分別 求 る い
陽系昙雲 凝縮
原始 陽系昙雲中 蒸発–凝縮過程 い 揮発性元素 凝縮 後 残留し いる気相 イケ 比較的揮発性 高い元素存在度 高 いる 考えられる 凝 縮過程 る゚ャィモ元素 凝縮 る序列 充分 理解 れ い Lodders et al.
(2003) よれ 50 %凝縮温度( 陽組成イケ；全 10-4 bar ) K (1006 K) > Na (958 K)>
Rb (800 K) > Cs (799 K) あり Rb, Cs K, Na 比 凝縮温度 い 凝縮過程 い
陽系昙雲 温度 る ゚ャィモ元素 富 イケ 残り そ 存在度 高 る 考えられる Rb, Cs 化学的特徴 K 従う れ Rb, Cs K 同様 ィモ長石を ホケダネゟーゲ し 凝縮 る 示唆 れ いる(Lodders, 2003) わ Na K,
Rb, Cs 択的 凝縮 る可能性 示唆 れ り れ Y-74442, Bhola, Krähenberg
含 れる岩片 ゚ャィモ元素存在度パターン 一致 る 岩片 Rb ( よびCs)濃集 K 濃集 比 著し より 温 凝縮 る元素 富ん いる傾向 認 られる(図4.3) 比 較的 温 イケ 凝縮し 原始 陽系昙雲中 Kより重い゚ャィモ元素 Na 分別し
凝縮し 凝縮物 岩片 起源物質 あ た 仮定した
Y-74442 含 る岩片゚ャィモ 富 岩片 コンチメ゜ダ的 主要元素組成
を説明 るた ゚ャィモ 富 凝縮物(成分A) 鉄質 コンチメ゜ダ物質(成分B) 2成分混合ペタャを提唱し 岩片 Sr よびCa同 体 進化 い 考察 る
i. Rb–Sr同 体系 ら た混合
2成分 混合 起 た 代をRb–Sr同 体系 ら得られたT = 4429 Ma し 混合を
た時 2成分それ れ Rb, Sr濃度 よび87Sr/86Sr比 異 る る 物
質 成分 Sr同 体組成 陽系最 物質 考えられ いるAllenede中 CAI
Sr同 体組成(87Sr/86Sr = 0.69889; T0= 4568 Ma) ら進化した 仮定 る ゚ャィモ 富
成分A よび 鉄質成分B T = 4429 Ma る87Sr/86Sr比 式 えられる
0 1
, 86 87
, 86 87
, 86 87
exp exp
0 1
t Sr t
Rb Sr
Sr Sr
Sr
source X T
X T
X
(24)
source
Sr
XRb
, 86 87
成分X (X = A or B)Sr Rb
86 87
比 た
T
Sr
XSr
, 86 87
成分X 時刻T る87Sr/86Sr比 ある (T0 = 4568 Ma, T1 = 4429 Ma) λ 87Rb 壊変定数 あり λ = 1.402 x 10 -11 a-1 ある t 時刻T ら現在 時間を表し t0 = 4568 Myr, t1 = 4429
Myr ある
゚ャィモ 富 成分A 混合比をfA る 鉄質成分B 混合比 1- fA 表
る た T = 4429 Ma る混合物M ゚ャィモ 富 岩片 87Sr/86Sr
比 式 えられる
M
B A T
M B A A T A T
M Sr
f Sr Sr
Sr Sr
f Sr Sr
Sr Sr
Sr (1 )
4429 , 86 87
4429 , 86 87
4429 , 86 87
(25)
SrA, SrB, SrM それ れ゚ャィモ 富 成分A 鉄質成分B 混合物M
Sr 濃度を示し
4429 , 86 87
T
Sr
MSr
゚ャィモ 富 岩片 初生 Sr 同 体比(= 0.7144 ±0.0094) ある
た 鉄質成分B わ LLコンチメ゜ダ全岩 87Sr/86Sr同 体比 CAI 初生Sr 同 体比(ISr)ALL = 0.69889; 4568 Ma ら
0 . 107
,
source
Sr
BRb
(Minster and Allègre, 1981より算出) 4429 Ma 進化した 仮定 る 0.69953
4429 , 86
87
T
Sr B
Sr る
た Sr濃度 よびRb濃度 関 式 成り立
B A A
A
M
f Sr f Sr
Sr ( 1 )
(26)B A
A A
M
f Rb f Rb
Rb ( 1 )
(27)ら 混合物M (Rb/Sr)M
source
Sr
MRb
,
= 2.58 ( 限値1.65) える゚ャィモ 富 成分A よび 鉄質成分B Sr濃度 SrA, SrBを える より ゚
ャィモ 富 成分A Rb/Sr比 よび混合比fAを得る る ゚ャィ
モ 富 成分 A 揮発性元素 乏しい゚ャィモ元素 富 凝縮物を想定し いるた
Sr濃度 SrA = 0.1–10 ppmを仮定した た 鉄質成分B Sr濃度 SrB = 11.7–13.0
ppm (コンチメ゜ダ的 SrM (゚ャィモ 富 岩片 Sr濃度 均 = 11.6 ppm) < SrB)を
仮定した 時 ゚ャィモ 富 成分A Rb/Sr比 20–32000 値を り 混合比 fA = 0.009–0.175 る わ 成分A 成分B A : B = 0.9 : 99.1 – 17.5 : 82.5 割
合 混合した わ た(図4.14) (表4.4)
図4.12 2成分 ゚ャカモに富 成分 苦鉄質成分 混合ペタャ
Y 陽系星雲中 の凝縮過程におい ゚ャカモに富 成分(AC) 生成され 4429 Maに苦鉄質成分(FC) 混
合 Yamato–74442の゚ャカモに富 岩片 形成された 仮定 ACおよびFCの起源物質のRb/Srを与
える れ れの Sr 同位体比(87Sr/86Sr) 赤線 緑線の進化線をた る さらに 混合物 ゚ャカモに 富 岩片 の初生Sr同位体比 ら 4429 Maにお るAC FCの混合比 AC : FC = 0.9: 99.1~17.5:82.5 程度 あ た わ た