Determination of the scale of volcanic eruption during mass extinction using anomalous mercury isotope effects

利用异常汞同位素效应确定大规模灭绝期间火山喷发的规模

• 批准号: 21K18661
• 负责人: 大野 剛
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Gakushuin University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18661/
• 关键词: 水銀; 同位体分別; 大量絶滅; 非質量依存; 波長

本研究では、生物の大量絶滅と大規模火山噴火の関連性を調べる新たな指標として、水銀の同位体組成が光化学反応により非質量依存の同位体分別を引き起こすことを用いて、大規模火山噴火の定量的研究手法を開発することを目的としている。これまでの水銀同位体分析の前処理・試料導入法には主に酸分解法と還元気化法が用いられてきた。一方で、本研究が目標としている堆積物中の水銀はppbレベル(ng/g)と低濃度であるため、従来の酸分解・還元気化法を用いるとマトリックス効果により高精度な同位体分析が困難であるという問題があった。本研究では、天然の堆積岩試料中微量水銀に適用可能な新たな微量水銀同位体分析法の開発を目標としている。本年度は、水銀濃度が低い堆積岩を対象とした水銀濃縮法および同位体分析法の改良を進めた。具体的には、加熱気化水銀測定装置で試料を加熱し、試料中の水銀化合物を気化・定量した後、金アマルガムとして捕集濃縮する方法を改良した。数 ngレベルの水銀を捕集した捕集管をMC-ICP-MSの試料導入経路に繋ぎ、自作した加熱装置を用いて水銀同位体比測定ができることが確認できた。得られた信号強度を解析することにより妥当な同位体比を得られることが示された。また、今年度生物大量絶滅前後の地質試料を採取した。現在これらの堆積岩試料中の水銀量の定量を進めている。今後は同位体分析可能な量を見積もり、本研究により開発を進めている分析手法を用いて天然の試料へ応用していく予定である。

在这项研究中，我们利用汞的同位素组成，通过光化学反应引起非质量依赖的同位素分馏，作为研究生物大规模灭绝与大规模火山喷发之间关系的新指标。研究是发展定量研究方法。迄今为止，汞同位素分析的预处理和进样方法主要采用酸分解法和还原汽化法。另一方面，由于作为本研究对象的沉积物中的汞浓度低至ppb级（ng/g），因此由于传统酸分解的基质效应，难以进行高精度的同位素分析和还原汽化方法的问题是它很困难。本研究的目标是开发一种新的痕量汞同位素分析方法，可应用于天然沉积岩样品中的痕量汞。今年，我们改进了低汞浓度沉积岩的汞浓集法和同位素分析方法。具体来说，我们改进了用加热汽化测汞装置加热样品，使样品中的汞化合物汽化并定量，然后以金汞齐的形式收集和浓缩的方法。经确认，将收集了数ng汞的收集管连接至MC-ICP-MS的进样路径并使用自制的加热装置即可测量汞同位素比。结果表明，通过分析获得的信号强度可以得到合理的同位素比。此外，今年还收集了大灭绝前后的地质样本。我们目前正在量化这些沉积岩样本中的汞含量。未来，我们计划估计可分析的同位素数量，并将其应用到通过本研究开发的分析方法到自然样品中。

项目成果

Zircon trace‐element compositions in Miocene granitoids in Japan: Discrimination diagrams for zircons in M‐, I‐, S‐, and A‐type granites

日本中新世花岗岩中的锆石微量元素组成：M型、I型、S型和A型花岗岩中锆石的判别图

• DOI: 10.1111/iar.12466
• 发表时间: 2022
• 期刊: Island Arc
• 影响因子: 1.5
• 作者: Sawaki Yusuke;Asanuma Hisashi;Sakata Shuhei;Abe Mariko;Ohno Takeshi
• 通讯作者: Ohno Takeshi

福島原発事故を起源とする放射性核種 129I および 137Cs による環境汚染実態の解明

阐明福岛核电站事故放射性核素129I和137Cs造成环境污染的实际状况

• 发表时间: 2022
• 作者: Hanioka N;Saito K;Isobe T;Ohkawara S;Jinno H;Tanaka-Kagawa T.;長岡壮太， 福本学，鈴木正敏，木野康志，岡部宣章，大野剛，深海雄介
• 通讯作者: 長岡壮太， 福本学，鈴木正敏，木野康志，岡部宣章，大野剛，深海雄介

Simultaneous determination of zircon crystallisation age and temperature: common thermal evolution of mafic magmatic enclaves and host granites in the Kurobegawa granite, central Japan

• DOI: 10.1016/j.jseaes.2021.105075
• 发表时间: 2022-01
• 期刊: Journal of Asian Earth Sciences
• 影响因子: 3
• 作者: T. Yuguchi;Hayato Yamazaki;Kozue Ishibashi;S. Sakata;T. Yokoyama;Satoshi Suzuki;Yasuhiro Ogita

ICP-MS/MS を用いた 233U/236U 同位体比測定法の開発と環境放射能研究への応用

ICP-MS/MS 233U/236U同位素比测量方法的开发及其在环境放射性研究中的应用

• 发表时间: 2022
• 作者: 大野剛;吉田亜実;伊地知雄太;深海雄介;五十嵐康人;平田岳史
• 通讯作者: 平田岳史

Outlining zircon growth in a granitic pluton using 3D cathodoluminescence patterns, U Pb age, titanium concentration, and Th/U: Implications for the magma chamber process of Okueyama granite, Kyushu, Japan

• DOI: 10.1016/j.lithos.2023.107026
• 发表时间: 2023-03
• 期刊: Lithos
• 影响因子: 3.5
• 作者: T. Yuguchi;Daichi Itoh;T. Yokoyama;S. Sakata;Satoshi Suzuki;Yasuhiro Ogita;K. Yagi;T. Imura;S. Motai;T. Ohno