海底熱水硫化物の230Th-U年代測定のためのウランとトリウムの分離

海底熱水硫化物は、鉄、銅、亜鉛、鉛などの金属の安定した供給源となっています。彼らはまた、銀と金の経済的に実行可能な資源として見られています。堆積物の位置と大きさは、海底の熱水噴出の歴史の記録です。硫化物の年代測定は、硫化鉱床の形成および改変メカニズム、海底熱水活動履歴、および大硫化物堆積物の増殖速度に関する重要な情報^を提供できる1,2^{,3. 238}U-²³⁴U-²³⁰Th 二分化帯測定は、熱水硫化物4、5、6、7、および、熱水硫化物の年齢推定の有効な同位体法である。 8、9、10、11、12、あなたとTh同位体の精製および分離が必要である。このテキストは、MC-ICPMSによる硫化物サンプルのあなたとTh同位体分離^および230Th-U年代測定のためのプロトコルについて説明する。

あなたとThを含む地質材料は数百万年も邪魔されず、放射性系列内のすべての核種間の世俗的平衡状態が確立されています。しかし、化学溶解性と核反動因子の組み合わせは、多くの場合、沈着、輸送、風化などのプロセスを介して崩壊系列のメンバーが互いに分離される不均衡を作成します。例えば、硫化物堆積物が形成されると、238U、234あなたと230Thの状態は平衡状態であり、長^命238は、その後、短^命234あなた^および230Thに向かって徐々に崩壊することができる。(i)システムがあなたとTh同位体に対して閉じたままであると仮定し、(ii)硫化物サンプルに組み込^{まれた230Thおよび232Th}の初期量がゼロであると仮定すると、現在を測定することにより堆積の時間を決定することができる^{活動比率は230}Th/²³⁸あなた^および234U/²³⁸U.しかし、サンプル中のThの初期量はゼロではなく、初期230Th/232Th原子比は4.4±2.2 x 10-6であると仮定します。 この方法の適用可能な年代測定範囲は、約〜10-6 x 10⁵年13、14である。しかし、ウランとトリウムの豊富さの大きな違いは測定を困難にします。したがって、MC-ICPMSによるU-Thデートの化学的手順を確立することは非常に重要です。

過去30年間で、ほとんどの研究は、炭酸塩材料14、15、16、17以下の硫化物堆積物11、12、18のより多くの測定に焦点を当てた ^、19.アルファ粒子計数法は、従来、海底熱水硫化物1の230Th/238 U二分衡の研究に使用されてきた。 しかしながら、5〜17%の分析不確実性は、硫化物1、8、9の年齢決定の精度に影響を与える制限因子である。これらの技術は、一般に、比較的大きなカラムと試薬量の使用と、サンプルからのU-Thの精製および分離のための複数のカラムパスの必要性に苦しんでいます。MC-ICPMSの最近の発展は、U-Th同位体測定(<5′)14の精度を大幅に改善し、分析に必要なサンプルサイズ(<0.2 g)を大幅に減少させました。これらの作品では、多くの化学的分離手順が開発されており、低化学的背景12、13で優れた化学収率を達成している。

ここでは、MC-ICPMS分析に十分にクリーンなサンプルを得るための化学ベースのプロトコルを提示します。それは年齢<6 x 10^5年14の熱水硫化物サンプルの年代測定に適している。この技術により、分離されたあなたとTh同位体画分は、MC-ICPMSによる測定要件を満たすことができます。熱水硫化物試料の年齢は、記載された活性減衰式を用いて230Th〜234~234~234Uの間の不分衡の程度から算出することができる。