地球史前半の大陸地殻消長史の解明：古期砂岩中の砕屑性ジルコン同位体分析

阐明地球前半段大陆地壳侵蚀的历史：古代砂岩中碎屑锆石同位素的分析

• 批准号: 17J07214
• 负责人: 沢田 輝
• 金额: $ 1.22万
• 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: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J07214/
• 关键词: 大陸成長; 太古代; ジルコン; 砂岩; 全岩組成; 年代

太古代-原生代の大陸地殻成長と砕屑岩の後背地面積との関係に注目し、砂岩の全岩化学組成を測定することで、太古代-原生代の大陸塊サイズの変遷の解明を目指した。昨年度、砂岩における砕屑物分別の指標として砂岩中の微量元素パターンを用いて計算したZr異常を提案した。本年度は実際に砂岩試料の分析を本格的に行った。花崗岩類を始めとする火成岩のZr異常の値は0.7～2程度である。砕屑物の淘汰によって、NdやSmを多量に含む鉱物とジルコンの分別によって、Zr異常の値は変化する。本研究は、ジンバブエと北米を中心に世界各地の3.4-2.2 Gaの堆積岩体から採集した砂岩59試料と、原生代後期から顕生代の30試料について、主要および微量元素の全岩濃度をXRFおよびICPMSにより測定した。加えて、砂岩の全岩微量元素組成を報告している先行研究22例をコンパイルすることで、地球史を通じた砂岩中のジルコニウム異常の値の経年変化をまとめた。堆積年代ごとにZr正異常の値を比較すると、太古代中期3.4-3.0 Gaの砂岩では0.1以上10以下、そして2.5-2.2 Gaのものでは0.2以上17以下とその値に大きな多様性がある。極めて高いジルコニウム異常の値は、特に受動的大陸縁辺で形成されたと考えられる砂岩で顕著であった。一方、3.0-2.5 Gaの砂岩のジルコニウム異常の値は0.6以上3未満であり、形成場に関わらず火成岩の値とほとんど変わらない。3.4-3.2 Gaまでには既にある程度の大きさの大陸が出現していたが、それらが3.0-2.5 Gaの間に矮小化し、さらに2.5-2.2 Gaの間に大陸サイズは再び増大したことを記録している。おそらく大陸サイズの矮小化はリフト活動による大陸分裂を、またその後の大陸サイズ増加は、一旦分裂した複数の大陸塊が再度衝突・合体したことを、各々示唆する。

我们关注太古代-元古代大陆地壳生长与碎屑岩腹地区域的关系，旨在通过测量全岩石化学成分来阐明太古代-元古代大陆质量大小的变化砂岩。去年，我们提出利用砂岩中的微量元素模式计算Zr异常作为砂岩中碎屑分异的指标。今年，我们对砂岩样本进行了全面分析。包括花岗岩在内的火成岩中Zr异常值约为0.7～2。 Zr异常值由于碎屑物质的选择以及从含有大量Nd和Sm的矿物中分离出锆石而发生变化。在本研究中，我们使用 XRF 和 ICPMS 测量了主量元素和微量元素的全岩石浓度。此外，通过整理之前报告砂岩全岩微量元素组成的22项研究，我们总结了整个地球历史上砂岩中锆异常值的长期变化。比较各沉积时代的Zr正异常值，其值差异较大，3.4～3.0 Ga的中太古代砂岩的值范围为0.1～10，2.5～3.0 Ga的砂岩的值范围为0.2～17。 2.2 伽。极高的锆异常值在被认为形成于被动大陆边缘的砂岩中尤其明显。另一方面，3.0-2.5Ga砂岩的锆异常值大于0.6且小于3，与火成岩几乎相同，无论其形成于何处。据记载，在3.4-3.2 Ga时，已经出现了一定大小的大陆，但在3.0-2.5 Ga之间，大陆尺寸变小，然后在2.5-2.2 Ga之间，大陆大小再次增大。我正在这样做。大陆尺寸的缩小可能表明大陆因裂谷而分裂，而随后大陆尺寸的增加表明已经分裂的多个大陆块再次碰撞并合并。

项目成果

ジンバブエ地塊, 太古代シュルグウィ緑色岩体のジルコン年代測定と大陸形成史への制約

津巴布韦地块、古代舒鲁格维绿色岩石的锆石定年以及对大陆形成历史的限制

• 发表时间: 2017
• 作者: 沢田 輝;磯崎行雄;澤木祐介;坂田周平;藤崎 渉;佐藤友彦;斎藤拓也;上田尚裕;丸山茂徳
• 通讯作者: 丸山茂徳

Positive Zr Anomaly in Archean-Paleoproterozoic Sandstones and its Significance in Continental Growth

太古宙-古元古代砂岩中Zr正异常及其对大陆生长的意义

• 发表时间: 2018
• 作者: Hikaru Sawada;Yukio Isozaki;Akira Ishikawa
• 通讯作者: Akira Ishikawa

Rapid determination of whole-rock major, minor and trace element concentration for silicate, carbonate and phosphate rocks by ICP-SFMS

ICP-SFMS 快速测定全岩硅酸盐、碳酸盐和磷酸盐岩石的主量、微量和痕量元素浓度

• 发表时间: 2018
• 作者: Shimojo;M.;Yamamoto;S.;Sakata;S.;Maki;K.;Sawaki;Y.;Ishikawa;A.;Aoki;K.;Okada;Y.;Aoki;S.;Koshida;K.;Hirata;T.;Collerson;K. D.;Komiya;T.;吉田 聡，石川 晃，小宮 剛;沢田 輝，石川 晃，磯崎 行雄;石川 晃，秋澤 紀克，沢田 輝，河野 聖那
• 通讯作者: 石川 晃，秋澤 紀克，沢田 輝，河野 聖那

太古代石英質砂岩の起源

太古代石英砂岩的成因

• 发表时间: 2018
• 作者: Shimojo;M.;Yamamoto;S.;Sakata;S.;Maki;K.;Sawaki;Y.;Ishikawa;A.;Aoki;K.;Okada;Y.;Aoki;S.;Koshida;K.;Hirata;T.;Collerson;K. D.;Komiya;T.;吉田 聡，石川 晃，小宮 剛;沢田 輝，石川 晃，磯崎 行雄
• 通讯作者: 沢田 輝，石川 晃，磯崎 行雄

冥王代ジルコンの選別:鉛同位体年代によるスクリーニング分析

冥宙锆石的分选：利用铅同位素年龄进行筛选分析

• 发表时间: 2017
• 作者: 堤之恭;沢田 輝;磯崎行雄
• 通讯作者: 磯崎行雄