下部マントルの窒素から探る地球の始原隕石

从下地幔中的氮中探索出地球的原始陨石

基本信息

批准号：
21J13783
负责人：
横倉伶奈
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J13783/
关键词：
マントル包有物流体包有物希ガス同位体対比

项目摘要

本研究は下部マントル由来の窒素を抽出，同位体比を測定し初期地球を形成した隕石を明らかにすることである．しかし窒素などの揮発性成分は地上に大量に存在しているため通常の方法では混染を避けることが困難である．そのため，それらの混染を避けるために上部マントルの一部であるマントル捕獲岩を使用し，その利点として地上の混染を避けることができる，という利点を最大活用する．捕獲岩に含まれる鉱物粒子に包有物として捕らえられた揮発性物質を抽出できれば，そこから深部物質の同位体比を地上の揮発性物質の混染なく探ることが可能である．ただし，この手法においては地上の揮発性物質の混染は回避できる．しかし欠点として深部の窒素が地表に出るまでに上部マントルに由来する揮発性物質が混染し，置き換えられてしまう可能性が示唆されている．先行研究で外部成分と上部マントルに由来する成分を分離する方法は未だはっきりとは判明していない．そのため外部物質由来の成分と上部マントル由来の物質を分離するため，まず上部マントル物質がどのような形で含まれるのかを検証した．具体的には包有物の形状・含有量と同位体比相関性を定量化した．結果，包有物の形状から判断できる成熟度によって成分の由来が異なる可能性を示し，実際に局所測定によって成熟したタイプに上部マントル的な値が含まれていることを実証した．逆算すると外部から侵入した物質は時間的に比較的新しいことが示唆される．この示唆に基づき形状が未成熟な包有物に限定した局所測定を行なったところ，外来物質由来と考えられる同位体比が検出された．これらのことから，包有物の形状とその起源が相関することを示した．このような特徴は比較的普遍的な現象であると考えられうるため，他産地の捕獲岩において応用できる可能性を示唆する．

这项研究的目的是从下地幔中提取氮并测量其同位素比，以揭示形成早期地球的陨石。然而，地面上大量存在氮等挥发性成分，传统方法难以避免污染。因此，为了避免这种污染，我们将利用属于上地幔一部分的地幔捕虏体，充分利用地面上避免污染的优势。如果可以提取捕虏体中所含矿物颗粒中作为包裹体捕获的挥发性物质，则可以在不受地面挥发性物质污染的情况下研究深层物质的同位素比。然而，通过这种方法，可以避免地面上挥发性物质的污染。然而，有人提出，一个缺点是，当深层氮到达地表时，它可能会被来自上地幔的挥发性物质污染并被取代。先前的研究尚未明确确定如何将外部成分与源自上地幔的成分分开。因此，为了分离来自外部物质的成分和来自上地幔的物质，我们首先验证上地幔物质以什么形式包含。具体来说，我们量化了包裹体的形状、含量和同位素比相关性。结果表明，根据包裹体形状确定的成熟程度，成分的来源可能有所不同，局部测量实际上表明成熟类型含有上地幔样值。倒推计算表明，从外部进入的物质在时间上相对较新。根据这一建议，我们对形状未成熟的包裹体进行了局部测量，并检测到了被认为源自外来物质的同位素比率。这些结果表明，夹杂物的形状与其来源是相关的。由于这些特征可以被认为是一种相对普遍的现象，因此它表明了应用于其他来源的捕虏体的可能性。