希土類元素蛍光 X 線分析装置による岩石の定量化学分析：

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ー研究ノートー Scientific Note

蛍光 X線分析装置による岩石の定量化学分析：

(3)希土類元素

瀬野公美子^l・石塚英男2• 本吉洋一1• 白石和行l

Quantitative chemical analyses of rocks with X‑ray fluorescence analyzer: (3) Rare earth elements

Kimiko Seno1, Hideo Ishizuka尺YoichiMotoyoshi1 and Kazuyuki Shiraishi1 Abstract: Analytical procedures for rare earth elements in rocks、namelyLa, Ce, Nd, Sm and Yb, are summarized. The analyses were performed by means of an X‑ray fluorescence analyzer RIGAKU RIX3000 with a dual target, Rh/W, X‑ray tube at the National Institute of Polar Research. Glass beads were prepared for the analyses from powder samples that were diluted two times by Spectroflux No. 100B (80% LiB02+20% Li2凡07). The peak‑over‑back method and the matrix correction method are compared with respect to accuracy, and the results show that the peak‑over‑back method is preferable to the matrix correction method. A procedure for major and minor element analyses in rocks using the same diluted glass beads is also reported. Furthermore、anew calibration curve method for major element analyses in ultrabasic rocks, using glass beads diluted with five times by flux (Li2凡07),is presented.

要旨：国立極地研究所の蛍光X線分析装置，理学電機工業製 (RIX3000:

Rh/Wデュアルターゲット X線管）による岩石試料中の希土類元素 (La, Ce, Nd, Sm, Yb)の定量化学分析法をまとめた．測定は粉末試料と融剤 (Spectroflux No.100B: 80% LiB02+20% Li2凡07)の希釈率を I: 2 (重量比）のガラスビードを作成して行った．検量線の補正方法として， peak‑over‑back法と，装置に組み込まれているマトリックス補正法との比較を行い， peak‑over‑ back法の優位性を確認した．また，同希釈率のガラスビードで主要及び微量元素の分析法も記述した．更に，融剤 (Li2凡07)を使用した希釈率 I:5のガラスビードによる超塩基性岩類の主要元素の分析法についても報告した．

I. はじめに

蛍光 X線分析装置 (XRF: X‑ray Fluorescence Analyzer)を用いた岩石の全岩化学分析方法は，試料の調整も容易で，簡便な操作性と再現性の高さから各研究機関・大学等で広く利用されている．

国立極地研究所.National Institute of Polar Research, Kaga 1‑chome, Itabashi‑ku, Tokyo 173‑8515. 2高知大学地質学教室.Department of Geology, Kochi University, Akebono‑cho 2‑chome, Kochi 780‑

8520.

南極資料， Vol.46、No.I, 15‑33, 2002

Nankyoku Shiryo (Antarctic Record), Vol. 46, No. I, 15‑33, 2002

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16 瀬野公芙子・石塚英男• 本吉洋一・白石和行

国立極地研究所地殻活動進化研究部門でも平成5年度に同装置（理学電機工業製RIX3000;

エンドウィンドウ（縦窓式）型 Rh/Crデュアルターゲット X線管）を導入し，主要及び微量元素の分析方法が設定された（本吉・白石， 1995;本吉ら， 1996).以来，多くの共同利用研究者や学生諸氏に活用されてきた．その後平成 11年度に，主として希土類元素の分析と，本吉ら (I996)で課題となっていた酸性岩類の低濃度の元素 (Cr,Cu、Niなど）を安定して分析するために， X線管を Rh/Crデュアルターゲット管から，重元素測定にも適して，最適測定元素数の多い Rh/Wデュアルターゲット管に更新した．また，より強い X線強度を得るために，

ガラスビード試料の希釈率を I: 5 (試料重量 lに対して融剤重量 5,以下同様）から希釈率 I:

2に変更した．

本報告では， I:2の希釈率で作成したガラスビードを用いた希土類元素 (La,Ce, Nd, Sm, 表1 本報告で使用した地球化学的標準試料の推奨分析値 (Imaiet al., 1995, 1999)

Table 1. Recommended values of geochemical standard samples used in this report prepared by the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (Imai et al., 1995, 1999).

(wt%) Si02 Ti02 A1203 底03 MnO MgO CaO Na20 K20

塾

(ppm)

Ba Co Cr Cu Nb Ni Rb Sr V Y Zn Zr (ppm) La Ce Nd Sm Yb

JG‑1 JG‑la JG‑2 JG‑3 JR‑1 JR‑2 JR‑3 JA‑1 JA‑2 72.30

0.26 14.24 2.18 0.063 0.74 2.20 3.38 3.98 0.099 466.0

4.06 53.20 2.52 12.40 7.47 182.0 184.0 25.2 30.6 41.1

72.30 0.25 14.30 2.00 0.057 0.69 2.13 3.39 3.96 0.083

76.83 67.29 0.044 0.48 12.47 15.48 0.97 3.69 0.016 0.071 0.037 1.79 0.70 3.69 3.54 3.96 4.71 2.64 0.002 0.122 81.0 466.0

3.62 11.70 6.37 22.40 0.49 6.81 14.70 5.88 4.35 14.30 301.0 67.3

17.9 379.0 3.8 70.1 86.5 17.3 13.6 46.5

50.0 0.83 2.83 2.68 15.20 1.67 257.0

29.1 7.0 45.1 30.6

75.69 0.07 12.72

0.77 0.112

0.04 0.50 3.99 4.45 0.012

39.5 0.46 3.10 1.36 18.70 1.99 303.0

8.1 3.0 51.1 27.8 111.0 ‑ 97.6 144.0 99.9 96.3 22.4 21.3 ‑ ‑ ‑ 16.3 45.8 45.0 ‑ ‑ ‑ 38.8 19.3 20.4 ‑ ‑ ‑ 20.4 4.62 4.53 ‑ ‑ ‑ 5.63 2.47 2.70 ‑ ‑ ‑ 5.33

72.76 63.97 0.21 0.85 11.90 15.22 4.72 7.07 0.083 0.157 0.050 1.57 0.093 5.70 4.69 3.84 4.29 0.77 0.017 0.165

311.0 12.30

7.83 43.00 1.85 3.49 12.3 263.0 105.0 30.6 90.9 88.3

56.42 0.66 15.41 6.21 0.108 7.60 6.29 3.11 1.81 0.146

16.3 38.8 20.4 5.63 5.33

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Yb)の分析方法について記述し，併せて同希釈率で行う主要及び微量元素の分析方法も，本吉・白石 (1995)と本吉ら (1996)を一部改良した方法として報告する．希土類元素は，近年，

岩石成因論の研究で注目されており，その簡便な分析法は本研究所内外でも長い間切望されていたものである．

また， MgOの含有量が多く，本吉・白石 (1995)で設定した検輩線では正確に定量分析できなかった超塩基性岩類の主要元素の分析方法について，新たに検量線の作成を行ったのでその結果についても報告する．

2. 標準試料と調合試料 2.1. 主要元素と微量元素

主要元素 (Si02,Ti02、Aし03、Fe203,MnO, MgO, CaO, Na20, 凡0,P205)と微量元素 (Ba,

表1 続き Table 1. (continued).

JB‑1 JB‑la JB‑2 JB‑3 JGb‑1 JGb‑2 JH‑1 JF‑1 JF‑2 JP‑1 (wt%)

Si02 52.41 53.25 50.96 43.66 46.47 48.18 66.69 65.30 42.38 Ti02 1.28 1.19 1.44 1.60 0.56 0.67 0.005 0.005 0.006 AIP3 14.45 14.64 17.20 17.49 23.48 5.66 18.08 18.52 0.66 Fe203 9.05 14.25 11.82 15.06 6.69 10.27 0.08 0.06 8.37 MnO 0.148 0.218 0.177 0.189 0.13 0.19 0.001 0.001 0.121 MgO 7.83 4.62 5.19 7.85 6.18 16.73 0.006 0.004 44.60 Cao 9.31 9.82 9.79 11.90 14.10 15.02 0.93 0.09 0.55 Na20 2.73 2.04 2.73 1.20 0.92 0.71 3.37 2.39 0.021 K20 1.40 0.42 0.78 0.24 0.059 0.53 9.99 12.94 0.003 P205 0.260 0.101 0.294 0.056 0.017 0.099 0.01 0.003 0.002 (ppm)

Ba 493.0 222.0 245.0 64.3 1750.0 298.0 Co 38.20 38.00 34.30 60.10 0.12 0.68 Cr 425.00 28.10 58.10 57.80 5.48 2.47 Cu 55.10 225.00 194.00 85.70 0.82 0.78 Nb 33.30 1.58 2.47 3.34 0.74 0.70 Ni 133.00 16.60 36.20 25.40 1.36 1.38 Rb 41.3 7.37 15.1 6.87 266.0 218.0 Sr 444.0 178.0 403.0 327.0 172.0 200.0 V 211.0 515.0 372.0 635.0 5.43 4.86 y ₂₄_.₃ ₂₄_.₉ ₂₆_.₉ ₁₀_.₄ ₂_.₈₄ ₂_.₆₇ Zn 85.2 108.0 100.0 109.0 4.41 1.40 Zr 141.0 51.2 97.8 32.8 38.6 6.73 (ppm)

La 38.6 37.6 2.35 8.81 Ce 67.8 65.9 6.76 21.5 Nd 26.8 26.00 6.63 15.6 Sm 5.13 5.07 2.31 4.27 Yb 2.13 2.10 2.62 2.55

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18 瀬野公美子・石塚英男•本吉洋ー・白石和行

Co, Cr, Cu, Nb, Ni, Rb, Sr, V, Y, Zn, Zr)の検量線作成ならびに機器校正用の試料は，前報で使用した産業技術総合研究所（旧工業技術院地質調杏所）調製の地球化学的標準試料を用いた．ただし，含有量の推奨値は更新された値 (Imaiet al., 1995, 1999)を採用した．表 lに本報で使用した標準試料の推奨分析値を示す．

2.2. 希土類元素

希土類元素 (La, Ce, Nd, Sm, Yb)の検量線ならびに機器校正は，地球化学的標準試料 (JG‑I, JG‑la, JR‑2, JA‑2, JB‑1, JB‑la, JB‑2, JB‑3)と同標準試料に原子吸光用標準溶液（以下，

標準溶液と表わす）を加えた調合試料（以下，調合試料という）を用いて行った．調合試料を用いた理由は，標準試料だけでは希土類元素の含有量が少なく検量線が作成できないので，各元素の含有量範囲を拡大し，検量線の精度を向上させるためである．表2に今回使用した標準溶液の種類を示した．調合用の標準試料は推奨値の安定している JG‑I,JG‑la, JB‑1, JB‑laを使用した．調合試料は，室温20゜Cの条件下で，標準試料と融剤をいれた白金ルツボに，化学天秤上で標準溶液をマイクロピペットで測容秤量して作成した．その際，化学天秤で標準溶液の重量を正確に秤量し，その後 IIO゜Cのオーブンで試料を乾燥させた．表3に調合試料の各元素の含有量を示す．