加熱分離法による標準岩石及び蛇紋岩中の Cl,Br,I の分析村松研究室 10-042-019 川嶋浩海【序論】ハロゲン元素は揮発性に富み、水に溶けやすい性質を持つ。そのため、岩石の生成や風化の過程を調べる上でハロゲン元素は、有効なトレーサーとなる。岩石や海底堆積物中の微量なハロゲン元素の分析が困難なことから、分析データはあまり多くなく、分析機関によって測定値のばらつきも大きい。そこで本研究では、標準岩石である JB-2(玄武岩)、JR-2(流紋岩)、JP-1(橄欖岩)等の比較的良い精度の測定値が出ている試料を用いて、ハロゲン元素の分析法を検討した。実験操作の過程で生じる blank や誘導結合プラズマ質量分析装置(ICP-MS)測定時の同重体の妨害除去の検討を行った。その後、未知試料として沈み込み帯で採取された蛇紋岩の分析を行った。蛇紋岩は、マントル起源の岩石(橄欖岩・火成岩)と水(海水起源)とが作用し生成した岩石である。ハロゲン元素が海水や海底堆積物中に多量に含まれることから、蛇紋岩中のハロゲン元素濃度を調べることは、沈み込み帯におけるハロゲン元素の地球化学的な挙動を考える上で重要な手がかりになる可能性がある。【実験方法】岩石粉末試料をアルミナボートに量り取り、試料の上に溶融剤として V2O5 を被せた。それを石英管中にて 1100℃以上で加熱し、揮発したハロゲン元素を水蒸気と酸素を流入することでトラップ溶液(超純水、TMAH、Na2SO3 混合溶液)に捕集した。その溶液を ICP-MS を用いて測定した。なお、各岩石試料において 3 回以上測定を繰り返し、測定の再現性を確認した。【結果・考察】標準岩石の測定結果は JB-2[Cl:299±22ppm、Br:0.64±0.06ppm、 I:0.059±0.005ppm]、JR-2[Cl:706±18ppm、Br:1.60±0.05ppm、I:0.062±0.004ppm] であった。おおむね文献値と良い一致を示した。他の標準岩石も測定を試みたが同様に再現性のある良い結果が得られた。当研究室ではこれまで、Cl は Br や I とは別にイオンクロマトグラフィーを用いて測定していた。しかし、本研究ではコリジョンガス(H2)を用いることで ICP-MS 測定時の同重体の妨害を除去し、Cl を精度良く測定することが可能となった。加熱分離の操作過程で生じる blank の影響についても検討を行った。標準岩石の測定の検討によって、実験操作の正確性を確認できた。従って、応用実験として蛇紋岩(ドミニカ共和国産 12 個、ヒマラヤ産 4 個の計 16 個:オタワ大学の服部恵子教授より提供された)の測定を行った。各地域の結果はドミニカ共和国産が[Cl:432～951ppm、Br:0.93～1.82ppm、I:0.160～0.259ppm]、ヒマラヤ産が[Cl:11 ～172ppm、Br:0.08～0.55ppm、I:0.056～0.140ppm]の範囲であった。ドミニカ産のハロゲン元素の濃度は代表的な橄欖岩(超塩基性岩)と比較して高濃度であり、ヒマラヤ産は代表的な橄欖岩(超塩基性岩)に似た濃度を持つことがわかった。従って、ドミニカ共和国産は生成過程において、よりハロゲン元素を濃縮しているか取り込んでいると考えられる。各産地における試料中の Br-I、Cl-I、Cl-Br 比についてはヒマラヤ産の Cl-Br 比のみ良い相関が得られたが、それ以外では有意な相関はみられなかった。