タングステン同位体トレーサーを用いたマントル-コア相互作用の物質科学的検証

使用钨同位素示踪剂对地幔-核相互作用进行材料科学验证

基本信息

批准号：
04F04811
负责人：
中井俊一
金额：
$ 1.54万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

地震波トモグラフィーは,地球上の火山のうちのいくつか,特に大洋内に分布する火山島などは,コア-マントル境界から上昇するマントルプリュームに起源を持っていることを示している.しかし,これらの火山から噴出した火山岩が,コア-マントル境界から由来した物質を含んでいるかについての,地球化学的な証拠は乏しい.これまでに,白金-オスミウムの放射壊変によるオスミウムの同位体変化,鉄の濃度などを用いて検証が試みられたが,万人を納得させるようなデータは提出されていない.本研究では,コアとマントルで同位体比の差があると予想される,タングステン同位体比トレーサーを用い,この検証を図った.特別研究員はカナダの研究者からアフリカ,カナダなどのカーボナタイト試料などを収集するとともに,受入教官もヘリウム同位体から地球深部起源であることが明らかになった,グリーンランド産のキンバライト試料を収集した.本研究で開発したタングステンの精製法,ICP質量分析計を用いたタングステン同位体比測定法を用いて,カーボナタイトなどの試料が含むタングステンの同位体比分析を行った.その結果は,コア-マントル相互作用を示すタングステンの同位体比の変化は検出できなかった.測定精度を考慮すると,コア物質の寄与は1%以下である.この理由として,マグマがコア-マントル境界からの物質を全く含んでいないか,あるいは,コア-マントル境界での相互作用を経験したが,その後マントルを上昇中にコアのシグナルが希釈されてしまったことが考えられる.現在,アフリカ産のカーボナタイト試料についての結果についての投稿論文を準備している.グリーンランド産のキンバライト試料については変質を受けて二次的な作用の影響の可能性があることが明らかになったため,より新鮮な試料の提供を求めているところである.

地震层析成像表明，某些地球的火山，尤其是分布在海洋中的火山，起源于从核心掩体边界升起的地幔羽。然而，关于从这些火山弹出的火山岩是否包含源自核心壳边界的材料的地球化学证据很少。迄今为止，我们已经表明，由于铂 - os和铁浓度的辐射衰减引起的同位素渗透变化。尽管尝试了测试，但没有提交任何数据来说服所有人。在这项研究中，我们使用了钨的同位素比示踪剂，该辅助示踪剂预计在核心和地幔之间的同位素比率有所不同，并使用了此验证。这位特别的研究人员从非洲和加拿大收集了加拿大研究人员的碳酸盐样品，据透露，接受者讲师也起源于氦同位素，这是Greenland的深地球kimbarite测试。收集了材料。使用本研究中开发的钨纯化方法以及使用ICP质谱仪的钨同位素比测量方法，我们分析了碳酸盐岩等样品中钨的同位素比。结果表明，未检测到表现出核心掩体相互作用的钨的同位素比的变化。考虑到测量的准确性，核心材料的贡献小于1％。这可能是因为岩浆不包含来自核心壳边界的任何材料，也不包含在核心壳边界处的相互作用，但是在地幔上升时，核心信号被稀释。目前，正在准备一份关于非洲碳酸盐样品结果的提交文件。据透露，来自格陵兰的金巴石样品经历了改变，并且可能有次要效应，因此我们正在寻求提供新鲜样品。