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本文PDF - 神奈川県立生命の星・地球博物館
B u l l .Kanagawap r e f e c t .Mus. ( N a t .S c i . ), No.2 4 ,pp. 9 3 8 ,Mar.1 9 9 5 総説:隠石 9 一地球の材料物質としての隙石− 小出良幸 神奈川県立博物館 R e v i e w :M e t e o r i t e sf o rt h eE a r t h ' sRawM a t e r i a l YoshiyukiKOIDE KanagawaP r e f e c t u r a lMuseum,Na k a k u ,Yokohama,Kanagawa2 3 1 ,Japan ft h ei s o t o p i canomaly,巴x t i n c tr a d i o n u c l i d e sandpr 巴s o l a rg r a i n si nmet 巴o r i t 巴s l ead Abstract. D i s c o v巴neso t or e v e a l出 巴 p r 巴v i o u sand巴a r l yh i s t o r yo ft h eS o l a rs y s t 巴m Them 巴t e o r i t e sp l a yani m p o r t a n tr o l ei ni n t 巴r p r e t a t i o n o fn o to n l yt h es o l a rn e b u l ao r i g m ,b u ta l s ot h巴 p l a n巴to r i g i n .Esp巴c i a l l y ,t h巴 c h e m i c a l ,p h y s i c a landmin巴r a l o g i c a l e o r i t e sc o n s t r a i n tt h eo r i g i no ft h 巴 Ea r 由 。T h i spap 巴II巴v i e w st h巴 b a s i cd a t aandt h e o r yon i n f o r m a t i o n so ft hem巴t t h巴 m e t e o r i t e s ,andshowst her e a s o n swhyt hem巴t 巴o r i t e sa r et herawm a t e r i e lo ft heE a r t h . KeyWords M巴t 巴o r i t e,t heE a r t h ' sRawMat 巴r i a l ,t h 巴E arth ’ sEvol u t 1 0 n | はじめに ある 。 今世紀後半に入って, 地球以外の惑星や琴星,太陽など 蹟石は,比較的最近まで宇宙空間にあり,地球に落ちて を詳しく調べるために,人類の分身ともいえる探査機が多 きたものである 。つまり,本当の地球の材料物質ではあり えない。 しかし,地球の材料物質としての重要性を秘めて 数打ち上げられた。探査機のあるものは,月や金星,火星 に着陸して.表面物質の組成や,生命の有無を調べること ができ るようになった。 このような分身達によって,太陽 いる 。本論文では,関石がなぜ地球初期を考えるのに重要 なのかを明らかにし,総括的な隙石の レヴューをおこなう 。 系に関する情報が爆発的に増えてきた。 我々の地球が属す 陳石は,神奈川県立博物館で系統的に収集し,今後の研究 る太陽系の情報が増えてきたにもかかわらず, 「 地球はどう 材料とする予定なので, このような総括は重要であると考 してで=きたか」という,昔からある非常に素朴な疑問には える 。 まだ答えは出ていない 。 人類は,地表にでている試料を自由に採集し.分析でき 本研究は,文部省科学研究費一般 C萌芽的研究(課題番 号0 6804030),東京地学協会研究調査助成,および、神奈川県 る。また,少 しではあるが,地球深部の試料も入手可能で ある 。地表の岩石から,地球初期の様子を知るのは難しい。 浜国立大学大学院生真貝恵美子女史と中嶋勝治氏には, 地球誕生の様子を知るには,地球初期の試料を入手すれば 献収集 ・データ整理で助力をいただいた。 9 . 6億年前,最古のジルコンは よい。現在,最古の岩石は 3 42億年前のもので,それより 古い試料は得られていない 。 4 5 . 5億年前の地球誕生時の試料は,入手できない。しかし, 間接的なデータから,地球の初期を推定することは可能で の調査研究費 「 地球熱史 J の援助をいただいた。 また,横 文 ||地球の材料物質としての阻石 院石は,地球を作ったものと同等のもので, 地球の材料 物質の研究には欠かせないものとなっている。ここでは, ある(小出, 1992) 。蹟石や冥王代に形成された岩石,後の 地質時代からの外挿,計算機実験によるシミュレーション, なぜ陳石が地球の材料物質して重要なのかを検討する 。 惑星探査による他の惑星の情報との比較(比較惑星学),高 温高圧実験での再現などから間接的に探られている 。 その 1 クレータ一 月には多くのクレータ ーがある 。 最近の惑星探査で, す うち,阻石は,直接分析ができる地球外物質として重要で べての地球型惑星にも多くのクレーターがあることが明ら 10 Y.KOIDE ( ) ~ < J . , / 図 1 クレーターの分布図. データは, Grahameta . l( 1 9 8 5)による 黒丸(.)は,確実なクレーターで白丸( Q) は推定されているもの かになってきた。 クレーターは惑星だけでなく,衛星,琴 星にも発見された。 マイクロクレーターと呼ばれるミクロ ンオーダー の極微小クレータ ーまで発見されている 。 クレーター は,数は少ないが地球にも発見されている 。 ただ,地球は,大気があるため,古いクレーターは風化し て不明瞭になり,やがて消滅していく。また,プレートテ ク トニクス による造山運動のため地上のクレーターは, 急 速に消滅していぐ 。人工衛星による探査で新たなクレー ターが発見されている。 地上の クレーターは,図 1のよう 走り抜ける 。 同時に地表近ぐの岩石と隙石は,破壊された 。ク レーター内あるいは付近 り,飛び散る(Ahrens,1989) に隈石物質が存在することは, クレーターの隈石起源の重 要な証拠となる。 衝撃波の走り 抜けた痕跡は s h a t t er c o n eとして岩石に刻 み込まれる 。破壊された岩石は b r e c c i aとなる 。衝突の時の 高温高圧によって,衝撃変成作用がおこる。変成の程度に よって,石英が変形した程度のもから,石英の高圧鉱物で ある c o e s i t , 巴s t i s ho v i t 巴などに代表される変成鉱物が形成さ に,大陸の各地で発見されている 。 クレーター の成因に関して,火山説と慣石の衝突説が a ssが れることもある 。また,高温によ って岩石が溶け, gl あった。 クレーターと呼べるものの一部には, 明らかに火 m p a c t i teと呼ばれる。衝突の規模の 部分溶融した岩石は, i 大きいときは火成作用を誘発することもある。 Canadaの Sudberyはその代表的な例である 。 山起源であると考えられるものがある 。 しかし,調査の結 果,クレーターの多くは,慣石の衝突起源である ことがわ かってきた。クレーターが関石の落下によるものだという 証拠は,クレーターの形態,高圧鉱物の出現,慣石物質の 出現,重力異常などがあげられる 。 クレーターは,一般にその形態から判別される 。 クレー ターは,円から楕円の くぼみで, ときとして中央丘や多重 リングを形成することがある 。 サイズはさまざまで,直径 が数十メーターから数百キ ロメーターまである( Grah阻 et a l .,1 9 8 5) 。また,聞石が落下中に分解したために, クレー ターが単独でなく , 2個から数個が一緒に形成されるとと がある 。 隙石の衝突の様子も,衝突実験や計算機実験かなりよく わかってきた。慣石が衝突したとき, まず大地を衝撃波が 形成されことがある 。 このような衝撃で溶けたりあるいは 図 1に示したク レータ ーの分布図では,確定 された ク レーター(.)と疑わしいもの( 0)とに区分してプロッ 卜した。クレーターの分布には,ムラがある 。 とのような 分布にはいくつかの原因が考えられる 。 クレーターは,大陸の古い岩石の分布する地域から発見 される 。新しい岩石の地帯は,造山帯で造山運動によって 古いクレーターが消されと考えられる 。 また,地球に一定 の確率でク レーターができ るとすると,古い大陸の面積が 多いため,ク レーターも多 くなる。 クレーターが見つかりにくい要因として.植生と調査の 偏りが考えられる。熱帯付近の植生が豊かなところでは, クレーターが発見されにくく,分布図上でも少ない。また, R巴v i e w :Met 巴o r i t 巴s f o rt h eEar t h’ sRawM a t e r i a l 1 1 1 0 2 目 ロ 。 。 Murcury B ロ ロ0 0 × − − . ・ ロ −ロ 1 0 0 ・円円回 円目 ロ ロ Mars ・ . . .ロ . . RM ω﹄mwZ﹂何戸﹄コ﹂ω回伺﹂ω﹀何 Hω ω 一Fmυ c w﹄ O H ω ﹀右何一ω﹄h 一ω ℃ ﹄ . 目. 1 0 1 Moon ロ E a r t h ... . . ロ ロ 受 ロ × 1 0 ・ 1 1 0 ・ 2 5 4 3 2 1 。 R e t e n t i o na g e( b . y . ) 図2 . クレータ ーの形成時期と密度ー 縦軸は月のクレータ一平均密度との比を示し,横軸は,現在を 0年にした.データ は , B a sa l i tc V o l c a n i s mSt ud yP r o j e c t( 1 9 8 1)による 人口密度の小さい ところ でも分布は少ない。 人工衛星によ る探査がおこなわれでも ,小型のものは人が地上の調査に よって発見する ことが多 いからである 。それ以外のムラは, クレータ ーの調査が行き届いてい るかどうかの違いを反映 してい る。 地球以外の星では,地表は大小の クレーターで覆い尽く されいる 。 このような地球以外の星のクレーターの研究か 色は,黒色から緑色や黄色を帯びたものまで発見されてい る。Moldaviteは透明感のある緑色で,多くのものは黒色か ら褐色を呈する 。テクタイトは,平均的には数グラム程度 であ るが,時には最大 3. 2 kgに達するものも発見されている ( B a te s& Jackson,1 987) 。 かつて,テクタイトは,火山起源や地球外起源があ った。 テクタ イトは,黒耀石に外見が似ているため,火山起源説 ら,クレーターの衝突頻度は, 一定でないことがわかって いる 。図 2は,クレーターの密度を示している 。詳しく調 査された月,水星, 火星そして地球のデータがプロッ トさ S iOz含有量が 68∼82wt% で , HzO含有量が 0. 005wt%,多 れている 。月と火星を比べてみると,火星のクレーター密 くても 0. 02wt%と非常に少ないことなどから ,火山説は否 度は月のもの より多い。 このよ うな系統的変化は惑星の軌 道と関石の供給源の違いによ るもの と思われる 。 いずれに しても,古い時代ほど隙石の落下は多いことがわかる 。 45 定された。同じ頃,地球外と火山との折衷的な月の火山起 億年以降 ク レーターの形成は指数関数的に減少していく 。 これは,惑星や衛星の形成が 45億年頃に一斉におこなわ れ,惑星や衛星の材料物質は,短い期間内でほとんど使い 尽くされたからだと考えられる 。 がいわれた。 しかし,同種のテ クタイトが層準に関係なく 1地域に広くバラバラに見つかること, 一般のテクタイトは 源説がいわれた。 月の火山起源説では,月の巨大な クレー ターが形成された とき に飛び出した物質と考えられた。 証 拠と して,ある種のテクタイトが超音速飛行の空気抵抗に よって磨耗された形態を持つことがあげられていた。 その 他,月に他の小天体の衝突,あ るいは第 2の小さな月への 小天体の衝突による説など,各種のものが提示された。 月の岩石やテクタイ トの分析によって, その起源が明ら 2 テクタイト e k t i t e)は,丸から回転楕円体あるいは滴状 テクタイト( t の形態をしたガラス 質の岩石である 。回転対称体なので, かにな った。 まず,テクタイトと月の岩石の分析や比較に よって,月起源説が否定された。一番大きな否定的証拠は, テクタイトの年代測定の結果であった。 北アメリカのテク 溶けたものが冷却するときに 回転していたことがわかる 。 タイトは 34DO∼3500万年,チェコス ロパキアのもは 1500万 12 Y. KOIDE 年,象牙海岸のものは 1 0 0万年,オーストラリアのものは 7 1∼7 3万年前という測定値がだされた。このような若い年 代に活動した火山は月にはないため, 月をもとにした起源 説は否定された。 地域毎のテクタイトが, どの衝突クレーターに対応する かまでわかってきた。チェコスロパキアのテクタイトは Ri 巴5クレーターで,象牙海岸のものは A s h a n t iクレーター に由来するものであると考えられている 。 現在では,テクタイトは,地球の岩石が,陳石の衝撃に よって溶けて飛び、散ったものだと考えられている 。つまり, テクタイトは, 「 地球からきた阻石」 と考えられるように なった。 3 落下した陽石 1 9 1 2年,南極のアデリーランドで最初の 1個の蹟石が発 見された。その後,南極での償石の発見はなく,再び隙石 9 6 1年のことである。 1 9 7 4年,日本が が発見されるのは, 1 やまと山脈で 663個におよぶ大量の損石を発見して以来, 9 8 1年 1月までに,南 蹟石の発見数は一気に増え始めた。 1 極慣石は, 1 2 , 0 0 0個に達した(矢内, 1 9 9 1) 。瞭石の数は, 南極以外で発見されていた 2 , 0 0 0個から,一気に 2 0 , 0 0 0個に ない。落下した蹟石と比べるとさらに少なくなっている 。 この差は,南極が特異な地域であるためかもしれない。 南 極のような高緯度地帯と多くの大陸のある低緯度地帯では, 慣石の種類に差があるかもしれない。 あるいは,南極特有 の関石の集積機構が, i r o nmet 巴 o r i t eには,必ずしも有効で はなく,大型の i r o nmet 巴o r i t 巴は,氷とともに移動しにくい, あるいは上昇しにくいのかもしれない。 一般に慣石というと, i r o nm e t e o r i t eを想像しがちだが, 関石には s t o n ym e t e o r i t巴も多数ある 。 損石種ごとの落下頻度を表 1にまとめた。表で, F a l lとし たものは,落下が確認されたもので, F i n dは,落下が確認 されずに関石だけが発見されたものである 。 発見された蹟 石の頻度は,江onm e t e o r i t eは 40%を占める 。陳石という とi r o nm e t e o r i t eを想像するが,あながち間違った印象では ない。 しかし,地球に落下する関石は,必ずしもこのよう な比率ではない。 F a l lのデータを見てみると, ironm巴t 巴o r i t eは , 5%弱に すぎない。地表で蹟石と認識しやすいのは,地球の岩石と はおおきく異なった江onm e t e o r i t eである 。金属鉄は,地表 では非常に稀なものであるため,研究者でなくても容易に 発見することができる。また,頗石の探索に金属探知器を 増した。そして現在も南極での蹟石の探索は, 断続ながら 続けられ,発見数は増え続けている。 南極蹟石の重要性は,数の多さのみならず,試料の新鮮 さ,そして稀な陳石が発見されたことである。南極関石は, r o nm e t e o r i t eはより発見されやすぐ 利用することによて, i 地球物質の汚染が一番少ない隈石で,各種有機物の検出が なされている 。 また,稀な慣石として,いままで 1個しか データに依らなければならない 。落下した蹟石の頻度 ( F a l l)では, s t o n ym e t e o r i t 巴が 94%を占める 。そのうち 記載のなつかた l o d o r a n i t eが 2個見つかったり,月起源の 瞭石も発見された(国立極地研究所' 1987)。地球上で発見 a c h o n d r i t eが 8%弱で, 87%は c h o n d r i t eである 。また,南 なる。このような理由で立onm e t e o r i t eがたくさん発見され ている。 a l lのデータと南極慣石の 正確な種類毎の落下頻度は, F r i t eである 。その内 極関石では, 99%が stony met巴o された関石には,火星起源といわれている損石, SNCと呼 ばれるものがあった。 この蹟石が,本当に火星起源である かどうかという疑問はぬぐいきれなかった。 しかし,月起 源の関石が南極から発見されたことから, SNCの火星起源 れは,地球外の蹟石の供給地には, i r o nmet 巴o r i t eが非常に がより信患性を帯びるようになった。それは,すでに人類 少ない物質であることを示している 。 が持ち帰った月の試料との比較研究から, 月起源であるこ とが確認されたからである 。 つまり,他の星から物質が飛 び出し,地球にくるととはあり得ることになったのである 。 従って, SNCは,火星起源であると多くの研究者は考えて いる 。 このように,隈石を対象にする限り,関石の起源あ るいは母天体がどこであるかは,最後まで疑問が残るとこ a c h o n d r i t eは 3%弱と非常に少なく, s t o n ym e t e o r i t eは 96% と非常に多くなっている。 いずれにしても, i r o nm e t e o r i t eは,稀な陳石である 。 こ 地表に隙石が,年間どれぐらいの量降ってぐるのかを正 確には求められていない。 しかし,このような慣石の落下 頻度,あるいは隈石の分類群に基づいた頻度を求めること は可能である 。その方法は簡単である 。裸氷帯のある 一定 の面積を,何年か後に再調査して,蹟石を採集すればよい。 南極の隈石収集の調査によると,裸氷帯の 2km2を 4年後 ろである 。 しかし,蹟石研究のメリットは,他の星からの 7個の蹟石が発見された。平均す に調べてみると,新たに 1 サンプル・リターンと比べ,桁違いに,安価で安全な試料 であるといえる。 南極では,大量の関石が発見されているが.それは蹟石 の集積機構があるためだと考えられている 。 集積機構とは, f 固程度の殴石が見つかることになる ると lkm2当たり年間 2 南極の雪の上に落ちた蹟石が,埋没し,氷床として移動し, 最終的に,山脈などで氷床が蒸発し,間石だけが残るとい a n a i ,1 9 7 8;矢内, 1 9 8 1) 。 うメカニズムである( Y 南極の蹟石は,かなり忠実に落下した慣石の頻度を示し ていると考えられる 。南極の i r o nm巴 t e o r i t 巴 は , 1%に満た (国立極地研究所, 1987)。この比は,際石が氷床によって 氷の表面に露出する比率を示すのだが,解けた氷床の堆積 当時の広さと,堆積速度が見積もることができれば,単位 面積・単位時間での慣石の平均落下頻度が求めることが可 能である 。 地球に落ちてくる隈石の大部分が s t o n ym巴t e o r i t eである という乙とは,蹟石の供給地には, i r o nm巴 t e o r i t eや s t o n y i r o nm e t e o r i t eは少ないと考えなければならない 。 また, Re v i e w:Me t 巴o ri t esf ort h eEart hsRa wMa t 巴r i a l 13 『 表 1.隙石種ごとの落下頻度. T y p e T o t a l Stony Chondrite 1813 1681 67 c lL 96 L 669 H 6 8 1 E 24 o t h e r s 7 Achondrite 132 1 1 A u b r i t e D i o g e n i t e 1 5 E u c r i t e 55 H o w a r d i t e 24 U r e i l i t e 1 7 o t h e r s 1 0 1 3 7 o t h e r s Stony-iron 73 M e s o s i d e r i t e 32 39 P a l l a s i t e L o d r a n i t e 2 725 I r o n 1 0 7 IAB 1 1 IC 68 IIAB 7 I I C 1 5 I I D 1 4 I I E 5 I I F 1 9 7 I I I A B 2 1 I I ICD 1 3 I I I E 6 I I I F 56 IVA 1 2 IVB 1 9 3 o t h e r s 2611 Sum U n c l a s s i f i e d D o u b t f u l GrandT o t . a l % 69.44 64.38 2. 57 3. 68 2 5 . 6 2 26. 08 0. 92 0 . 2 7 5.06 0 . 4 2 0 . 5 7 2. 1 1 0 . 9 2 0. 65 0 . 3 8 5 . 2 5 2.8 1 . 2 3 1 . 4 9 0 . 0 8 27.77 4. 1 0 . 4 2 2. 6 0. 27 0. 57 0 . 5 4 0 . 1 9 7 . 5 5 0. 8 0. 5 0 .23 2 . 1 4 0 . 4 6 7 . 3 9 F a l l % 853 94.25 784 86.63 35 3 . 8 7 29 66 7. 319 35. 25 276 30. 50 1 3 1 . 4 4 3 0 . 3 3 69 7.62 9 0. 99 9 0. 99 25 2. 76 1 8 1 . 9 9 4 0 . 4 4 4 0 . 4 4 72 7 . 9 6 10 1.10 6 0. 66 3 0 . 3 3 0. 1 1 42 4.64 6 0 . 6 6 F i n d % 960 897 32 30 350 405 1 1 4 63 2 6 30 6 1 3 6 65 63 26 36 56. 27 52.58 1 . 8 8 1 . 7 6 2 0 . 5 2 2 3 . 7 4 0 . 6 4 0 . 2 3 3.69 0 . 1 2 0 . 3 5 1 . 7 6 0 . 3 5 0. 76 0 . 3 5 3 . 8 1 3.69 1 . 5 2 2. 1 1 0. 06 40. 04 5. 92 0. 64 3. 69 0 . 4 1 0. 70 0. 76 0 . 2 3 1 1 . 0 8 1 . 1 1 0. 76 0. 35 3. 11 0. 70 1 0 . 5 5 5 0 . 5 5 0. 00 3 0 . 3 3 0 . 1 1 0. 1 1 8 0 . 8 8 . 2 2 2 0 0. 00 0 . 0 0 3 0 . 3 3 0 .00 . 4 4 1 3 1 905 683 1 0 1 1 1 6 3 7 1 2 1 3 4 1 8 9 1 9 1 3 6 5 3 1 2 1 8 0 1706 54 959 2 1 1727 。 。 。 。 。 。 。 。 A n t a r c t i c a% 8010 99.20 7783 96.38 1 3 4 1 . 6 6 227 2.81 16 0.20 49 0.61 8075 770 1 7 3 2784 8845 T o t a lと F a l l ,F i n dのデータは G r a h a me ta l .( 1 9 8 5)による 南極限石は現在 1 4 , 0 0 0個見つかって いる . ここ では,分類が明らかにされている 1 9 1 2年から 1 9 8 6年のデータを使った( N a ti o n al I n s t i t u t e o fP ol a rRe s e a r c h ,1 9 8 7 ) 量比 (%)は,各種の隈石の個数を Sumの個数で割った ものである . 1 4 Y.KOIDE s t o n ym e t e o r i t eの中でも ,a c h o n d r i t 巴よ りc h o n d r i t 巴が多い 1 99 2年に U.SAの NewYorkに落下した P e e k s k i l lは,つ というのは,随石の供給地の環境を考える上でも非常に重 要な束縛条件になる 。後述のように,形成年代や化学組成, 鉱物組み合わせなどから,ある種の隙石は地球の起源物質 であると考えられる 。 あるいは,慣石と地球は同じような い最近求められたものである ( Browne ta l . ,1 9 9 4) 。多くの 4人も 目撃者の中には,ビデオでとら えた人が少なく とも 1 k i l lの軌道は求め いた。このような豊富なデータから Peeks られた。 プロセ スで形成されたと考えら れてい る。 陳石が,地球の 材料物質の名残であると すると, 地球の材料物質は,一般 的に抱く 「 蹟石ニ鉄J というイメージとはほど遠い,石が 地球を作ったということになる 。 各種の慣石の履歴を調べることはy 惑星形成の時代を調 5つの頗石の軌道を見てみる と 当然のことながら地球を 横切 る軌道を持つ。つまり近日点は地球より内側(く lAU) にある 。遠日点は,小惑星の主ベルト内や主ベルトを横切 るものである 。現在確認されている損石の軌跡から, いず Chapman れ も小惑星帯 に由来するもの と考 えてよい ( べることを意味する。別の言葉でいえば,蹟石は「惑星の 1 9 8 1) 。 化石」といえる 。 小惑星の表層物質は, 反射光のスペクトルから推定でき る。小天体の表層物質は,各種の鉱物や蹟石の反射ス ペク 4 ~.員石のふるさと トルと小天体のものを比較することによ って推定 されてい 出 & Cha pman,1 9 8 8) 。 る( Wether 随石は,形成以来,地球に落ちてきたときの大きさのま ま宇宙空間にあったわけではなく, ある時にどこかの小天 表 2に,小惑星の反射スペクトルによる区分を示した。こ 体から飛び出したものである 。 このようなプロセスは,化 のようにして分類された小惑星は 学的に解明可能である。 宇宙には宇宙線が満ちている 。 宇宙線は,物質を貫通で きる距離が非常に短かい。母天体から大量の隈石サイ ズの 破片が飛び出したとき,隈石の割れ目は,初めて宇宙線の l a s s毎にその軌道は違 っている(図 3) 。 するのでなく, c 。c a r b o n a c 巴o u s 小惑星は,主な瞭石と対比できる(表 2) c h o n d r i t eは , C l a s sC ,T ,Kの小惑星で主ベルトの外側(2 . 5 ∼ 3.5AU )に分布す る。achondr i t 巴は, C l a s sA,Q,R, V,E 照射を受けることになる 。 隙石が母天体から飛び出し,宇 宙線にさらされ, 地球に捕 らえられるまでの期間を,照射 で主ベルトにはなく,ユニークな小惑星で,ベルトにある 。 r d i n a r yc h o n d r i t 巴は,主ベ しかし,関石の大部分を占める o 年代と呼ぶ。 宇宙線の照射を受けると原子に破砕反応がおきる 。 破砕 ルトではなく.地球を横切ったり近づいたりする軌道を持 t o n y i r o nm巴t e o ri te つアポロ ・アモール群の小惑星でミ あ る。s 反応によって 2次宇宙線が生成され,べつの破砕反応を引 き起こす。宇宙線よって形成される放射性核種で. 半減期 の短いものは,放射性核種の生成速度と崩壊速度が平衡に やi r onm e t e o r i t 巴 は , Cl a s sM Sの小惑星でやはり主ベルト にある 。 主ベルトの小感星は 3 小惑星帯に均質に分散 ほとんど( 70%)は c arbona c e ous 達する 。 このような核種と,もう 一つ,破砕反応でできる c h o n d r i t e類似の表面を持って いる 。 ここの小惑星は,粘土 安定核種か半減期が長い放射性核種の比を用いることに よって,宇宙線にさらされた年代がわかる 。 その結果,大部分の s t o n ymet e o r i t eは , 3500万年以下の 短い年代で,連続的な頻度分布を示す。 もっとも長いもの 鉱 物 や 炭 質 物 を も っ 低 温 で 形 成 さ れ た Clから C2の c a r b o n a c e o u sc h o n d r i t eでできているが, C2c a r b o n a c e o u s c h o n d r i t eの表面物質をもっ小惑星はベル トの外ほど多くな r d i n a r yc hon d r i t 巴タイ プの小惑星は,小惑 る傾向がある 。o でも, 9000万年程度である( Nagaoeta l .,1 98 3) 。s t o n y m e t e o r i t eは,地球に落下するときに,表面付近の古い部分 道を持つために,隙石の落下頻度の大部分を占めるという が,大気との摩擦のために 削剥したと 考えられている (Chapman,1 9 81 ) 。 ことは説明しやすい。 アポ ロ・アモール群小惑星は, 短寿 命であ る。 どこからか,アポロ ・アモール群への小惑星の r o nm巴 t 巴o r i t eは,照射年代の頻度にい くつかの 一方 , i ピークがみられる。ピークは, 1億年以下のもの, 2億年, 4 億年, 6億年, 9億年頃である。古い ものでは , 1 4億年のも 供給が必要である 。主ベル トからの供給か慧星がその供給 源であるかの 2説がある 。 いずれにしても,問題は,傾石 の頻度分布と全小惑星の頻度分布は大きく異なるととであ る。 のまである 。江onm巴 t 巴o r i t eのこのよう なピークは,煩石を 供給した小天体に大規模な衝突がおこった時期を示してい a n ,1 9 8 1) 。 ると考えられる( Chapm 蹟石の溶下軌跡から ,隈石の軌道を求め ることができる 。 原理的には 2カ所以上の地点で落下の軌跡が得られれば, 星帯の主ベルトにはほとんど見 られな い。 地球に近づく軌 川陽石の多様性 人類は月に行き,試料を手に入れた。 人類は,次のター ゲッ トとして,火星の試料を入手しようとしている 。 しか 傾石の軌道が計算できる 。今まで多数の隈石の落下が目撃 しながら,地球外の物質を現地に行って入手するのは, 莫 されているが,蹟石の軌道が求められているのは, 非常に 少なく,現在までで 5個 しかない。L o s tCi t y( H 5 ) ,P r i b r a m (H5), I n n is f r e e (LL5), Dhaja[a (H3-4),P e e k s k i l l ( o r d i n a r yc h o n d r i t e, H6)であ る 。 大な費用と人材を必要とし, 危険を伴う 。蹟石は,人類が 手に出来る数少ない地球外物質である 。 現在でもその重要 性は,増すことはあれ減ることはない。 ここでは,蹟石の 基本的な特徴,分類,岩石記載そして化学組成をまとめ る。 R巴v i e w :Meteor i te sf ort h eEar t h' sRawMat 巴r ia l 表 2.小惑星の分類. Low-Albedo( <0.1)Classes ft h em副n民 I t ,c l a s s i f i e di n t oB,F ,G C l a s sC commoni nt h eou町 開 口 o C l , C恥Ichondrltes r a r eI 目白em創nb e l t , C l a s sD anddominantbeyondt h e2: 1r e 鈎 n a n c ew i出 J u p i t e ra t3. 24AU s u r f a c eo fk e r o g e n l i k emat e r i a l s no m e t e o r i t i c analogues commonn e a rt h eo u t e re d g eo ft h emainb e l t C l a s sP s u r f a c eofp r o b a b l yC・ r i c hm a t e r i a l no m e t e o r i t i c analogues C l a s sT r a r eando funknowncom戸: i s i t i o n a l t e r e d carbonaceous chondrites C l a s sK CVand C Oc h o n d r l t e s 同 oderate−剛 bedoclasses 蹴 A 町 Et y p e C l s u i f a c eo fo l i v i n ea n dweakp y r o x e n ef e a 凶r e e s brachln』t commoni nt h emainb e l t C l a s sM s u i f a c eo fF e N im e t a l I r o n meteorites C l a s sQ u n i q u et o時 62A p o l l oandp o s s i b l ytwoo t h e rE a r t h a p p r o a c h i n ga s t e r o i d s H ,L ,andLL)chondrltes ordinary ( 49Dem加 wska C l a s sR u n i q u et o3 s u r f a c eofo l i v i n e ,p y r o x e n e,創x isomem e t a l o l i v i n e r i c h achondrlte ft h em創nb e l t , C l a s sS v e r ycommoni nt h ei n n e r戸 市 o s t e r o i d s andamongEarth-appr•α副ching a s u i f a c eo fm e t a l ,o l i v i n e ,andp y r o x e n e i t e s p a l l a s l t e s and some I r o n mete r e s t aandAmort y p e3 5 5 11 銭。 RD C l a s sV u n i q u et o4V s u i f a c eo fp y r o x e n ef e a t u r e b a s a l t i c achondrites 。 分類は, Albedoと表面の反射スペクトル >0.3)Class High-Albedo( C l a s sE uncommont y p e e n s t a t i t e chondrites でおこなわれいる.各 C l a s sの小惑星帯で占 める地域を示した.また表面物質とその類 似隙石も示した データ は Wether i l l& Chapman ( 1 9 8 8 )と T a y lor( 1 9 9 2 )によ る 1 . 0 U圏 R圃 υ ω 0 . 8 FO 凋﹃、 nununu − ロ吋甘口口門戸︿ω﹀Z d ω ω凶 L 0.0 1 . 5 2 2 . 5 3 3 . 5 AU 4 4 . 5 5 5 . 5 図3 . 小惑星の相対比と軌道半径 . Taylor ( 1 992)による 15 Y. KOIDE 16 うな 5つのグループ に区分される(表 3 )。carbonaceous 関石は,その岩質や鉱物組み合わせ, 化学組成,組織な どの違いにより , いくつかのタイプに区分さ れる 。一番最 炭 素質 コ ンドラ イト , C と略さ れる , ) chondrite ( 初の区分は, 構成鉱物種 による分類である 。 隈石の造岩鉱物 は , o l i vi n巴(カンラン石) ,pyroxene ( 輝 amphot el i t 巴(アン フォテライト, LLと略さ れるに ol i vi n巴 − hyp巴 r s t h巴 n巴c h o n d r i t e (カンラン石 ー ハイパーシン ・コンド 石 ) ,p )agi oc la s e (斜長石)からなる珪酸塩鉱物と, NiFe合 ライ ト,Lと略される) ,ol i v i nebr onzi t ec hon d r it e (カンラ 金からできている 。 珪酸塩鉱物と金属の量比から, 珪酸塩 ン石 一ブロンザイ ト ・コンドライト ,H と略される)およ 鉱物を主とするの stonymet eor 巾 ( 石質隙石),珪酸塩鉱物 と金属からなる s tonyi ronmet eor i t e (石鉄瞭石)および金 属からなる ironmet eo r i t 巴(鉄関石あるいは損欽) に大別さ び enst at i t ech o n d r i t e ( エンスタタ イト ・コン ドライ , ト E と略される)である 。 一番金属相が多いのは Eタイフで,ついで H,L,LL,C れる 。 となる 。金属相が多い chondr i t eは,珪酸塩鉱物中の Fe含 有量が少なくなっている 。逆に,金属相が少ないものは,珪 酸塩鉱物中の F巴含有量も少なぐなっている(図 4 ) 。タイプ 1 StonyMeteorite の違いはさまざまな化学組成にも反映されている 。 St onymet eor i teは , chondrul巴(コンドリュール,頼粒) chondriteの造岩鉱物は, ol iv ineや Capoorpyr oxene hondr i teと , 含 まない ac hondr i teの大きく 2種に分 を含む c ( or t hopyroxene,巴nst at it e ) , Car ich pyr oxene ( augi te, かれる 。 p i geoni t e ) , pl a g i o c la s eを主とし, s pinel ,s i l ic aなどの珪酸塩 c hon d r i t 巴 は , 化学組成が太陽大気に類似 しているものが あったり, chondml巴が残っていたりして,物理的 ・化学的 鉱物と, NiFe鉱物( kama c i t eや t a en i teなど) と t r oi l i te 分化を受けていないために未分化(始源的ともいう ) と呼 (FeS)などの非珪酸塩鉱物からなる 。 ばれる 。一方 , ac hondrit 巴は,太陽大気組成とは異なり ,物 c hondr i t eのう ち c a r bonaceousc hondr i teは,金属 Feをほ 理的 ・ 化学的に分離 ・分化した化学組成を示すことから,分 とんど持たず, Feは珪酸塩鉱物に含まれる 。珪酸塩鉱物は, 化した隈石という 。また, st onyir onmeteori t 巴お よび i r on 主 に s巴 rp entin e で ある 。 Fe の 一 部は, Fe3• となり magneti te 1 1 1巴 t 巴ori t eも分化したものとなる 。 を形成している。これは, c ar bonaceousc hon d r i t 巴は,非常 1 Chondrite c ar bonaceousc hon d r i t eには,さらに, H2 0や炭化水素,有 に酸化的な条件で形成されたものであることを示している 。 c hondr i t eは , 間石の中ではも っとも多く見 られるもので 機物も多く含んでいる 。 carbonaceous chondri teと ある 。chond r i t eの構成は, 一般には chondmleと f r agmen t hype r s t h e n ec hondr i t eの中間的な性質のものを ampho t e l it e ( chondmleの破片,結晶片を含む) ,i n c l u s i o nからなり,そ と呼ぶ。 の問を ma t r i xが充填 している 。 c hondr i t 巴 は , 化学組成と鉱物穫の違いにより,以下のよ 巴J it e と ol i vi nehyper st h巴ne 稀であるの対し , amphot carbonac巴 ousc hondr i t eと巴 ns t a t i t ec hondri t eは,非常に 表 3.chondriteの特徴. Type matri M >9 5 ∼5 5 8 5 0 4 0∼3 5 5 0∼3 8 0∼5 0 ∼1 5 H3, L3,lL3 5 CI CM co CV C4 5 日l i u i n e mode Fa E H L 上 1 3 33 7 1 6 2 0 4 5 4 9 2 32 6 5 ι 6 0 2 7 3 2 日l i uine pyroMene Mg/Si Ca/ S i l . 0 5 1 . 0 5 l . 0 5 F a6 03 0 F a6 0 4 0 Ca-richσs5 0 1 0. Wo5 0 4 5 ) 1 .0 7 叫 Ca-poor F a 4 0 3 0 Ca-rich町 F a3 0 2 0 Ca-poor( F s2 0 1 ) 0 . 7 70. 9 6 。4 0係 068 s e r p s e r p Ca-poorpyroMene mode En: F s: Wo 50~泊 9 8 . 4: 0 . 3: 1 . 3 2 32 7 8 1 . 6' 1 6 .8 : L6 2 12 5 7 7 . 3: 2 0. 9 :1 . 8 1 4 1 8 7 2. 6 : 2 5. 2 : 2 . 2 0. 0 6 7 0. 悌4 Fe/S i Fer a t i o 0. 8 6 0 . 8 0 0. 7 7 0. 7 6 。 。 0 0. 2 0 0. 3 。 0 0 3 5 0. 0 0 5 0 0 . 5 2 0 . 81 0 .1 10 Ca−同 c hpyr 日M ene modeEn:Fs:Wo 4 54 8. 8 : 6. 0: 4 5. 2 4 54 7 .7 : 7. 6 : 4 4. 7 4 54 6. 5 : 9. 6 : 4 3. 9 お mi neralss m l ,d l , p 戸T,S叫 f t o ch ,c a l c, 町ag, 皿l , e ps .p e n t, p 戸T p h y lo s i l i 回 l e n e, s d p e n l, I r , 皿t p l(An9 02 0 ) . 皿t , 戸I l l, P 戸τ g l a ss . t r ,F e ,N i, 皿t p』a g i日clase troi l i t e kamacite taenite 1ode 日r : An:日b mode mode Co mode 町 5 1 0 9 1 0 9 1 0 9 1 0 4. 0: 1 5. 0 : 8 1 . 0 5 1 0 5. 8 ・: 1 2 . 3 : 8 1 . 9 5-6 5. 6 :1 0. 2 : 8 4. 2 5-6 3. 6 :1 0. 5 : 8 5. 9 5-6 1 52 5 1 5 1 7 5. 2 ι8 1 0. 6 1 2 3 2. 9 。 2 3 23 2 4 表の上半分は,c ar b o n a c e o u sc h o n d ri t eの岩石記載と化学組成の特徴を示した.データ はSc o t te ta l .( 1 9 8 8) とS e a r s&Dodd( 1 9 8 8 ), 小沼( 1 9 8 7)による Fer a ti oは , met al 中の Feを全体の F巴で割ったもの. 略号. s 巴 r ps e r p巴 n ti n e ;mt ma gne ti t e ;d i dol o m i t e ; , pu r r p y r r hoi tt e;s u lf s ul f a t e s;t o c h t o c h i l i n i t , 巴c a l cc a l c i t , 巴 ar a g a r a g o ni t e;e p s.ep som it , 巴p e n t :p e n tl a ndi t 巴,t r t r o i l i t 巴,m 1 1巴 phel i ne ;s ds od a l i t , 巴 pi p! a g i o c l a s巴表の下半分は , c hond ri t eの岩石記載と化学的特徴を示した Mod巴 は wt%で示した Coの 含有量は mg/gで示した.データ は VanSchmus ( 1 9 6 9)とS e a r s& Dodd ( 1 9 8 8) ,小沼 (1987)による. 17 Revi 巴 w:M巴 t 巴 o r i t e sf o rt h eE a r t h ' sRawMat 巴r i a l A :UCDiagram B :PriorDiagram % E ! H • L 30 ト 父 w e i g h to fm e t a lp h a s e 20 10 N i _c o n 回 t o fm e t さ lp h 蹴 。 Cl.C2ch 四1 d r i出 10 20 - 30 Fei ns i l i c a t e s(wt3) 8 0 n u 60 x ︸−伺\一巴 NS− ︷ 4 0 5 EH 3 C :C a A lDiagram 5 7 9 。 Ca/Si(H102) 図4 c ho n d r it eの区分 図 r io r図,小沼( 1 9 8 7)を改変 , A:UC図 , U r e y& C r a i g( 1 9 5 3)を改変 ,B P c CaAl図,Wasson (1985)を改変 c h o n d r i t e o l i v i n e b r o n z i t ec h o n d r i t eの 3つは,ごくありふ を , C ,E , H, L , LLに続りて書き, c h o n d r i t 巴を細分して れた c h o n d r i t eなので,まとめて o r d i n a r yc h o n d r i t e (普通コ いる 。 以上の分類に加えていくつかより詳細な分類が提案され ンドライト, 0 タイプ)と呼ばれる 。 V叩 SchnmsandWood ( 1 9 6 7)は,c h o n d r i t eの岩石学的 h o n d r i t 巴でも,岩石学的な組 な区分をした。同じタイプの c 織が連続的に変化していく 。 VanS c h r n u sandWoodは,そ の岩石学的変化に着目して, 1から 6に区分した(表 4 )。 chondrul巴がなくすべて細粒の m a t r i xからなるタイプ 1 , 巴の輪郭の明瞭なタイプ 2と3,輪郭が不明瞭にな c h o n d r u l るに従ってタイプ 4 ,5 , 6までの 6つに区分した。岩石学 的タイプの違いは, c h o n d r i t e形成後に受けた熱変成の程度 の違いを表していると考えられている 。タイプ 1から 6にな るにしたがって,熱変成の程度は強くなる 。 この岩石学的タイプは,鉱物の化学組成や結晶構造など も考慮された総合的なものである 。すべての c h o n d r i t 巴に適 ている 。例えば,衝撃変成作用の程度によって aから fまで 細分し, L5cのように今までの分類名後ろにつけ加えると r o s e w i c h ,1 9 7 9)。あるいは衝撃 いうものがある( Dodd& Ja の程度を熱ルミネッセンスを測定するという定量的な方法 などもある( S e a r se ta l . ,1982a) 。 このような分類は必ずし も普及していない。 c h o n d r i t巴 は , c h o n d r u l eの集合である。 c h o n d r u l 巴は,さ まざまな物理化学条件で形成されたものであるため, c h o n d r i t 巴内では一般に c h o n d r u l e同士は平衡関係に達して いない。逆に,岩石タイ プの大きいものは,変成作用が進 み平衡に達している 。 ordinary chondriteや巴 n s t a t i t e chondrit巴を,平衡か非平衡かで区分することがある 。 用可能な区分法なので, CとE , H, L , LLと組み合わされ て利用される(図 5)。タイフ 1と 2は , carbonac巴ous c a r b o n a c 巴o u sc h o n d r i t 巴は岩石タイプPが 1 ∼4と小さいために a r b o n a c e o u sc h o n d r i t eや o r d i n a r yc h o n d r i t e 非平衡である 。c c h o n d r i t eのみにみられ,それ以外の E,H, L,LLはタイ とe n s t a t i t ec h o n d r i t eの非平衡なものは,母天体での変化を あまり受けず,より初期の原始太陽系の情報を保持してい プ 4から 6が適用される 。 このような岩石学的タイプ分け Y. KOIDE 18 表 4. chon d r it eの岩石学的分類. 2 3 4 5 6 > 5 % > 5 % く5 % u四i f o r m U n i f o r m P r e d o m i n a n t )y 皿 O岳 民I t凹C 円ε d 団四n a n t l y 血c M o n o c l i > 20% < μ 2皿 T田 b i d江 戸 田 掴t M o n o c l i n i c < 2 0 % O r t h 明 色 但n b i c > 2 0 % t 戸 缶 四t < 0. 5% > 20% t 戸 田 岨t < 0. 5% R e a d i l ydeli血 泊ted R凪 rj剖a l l i 7 . e d c n t < 0 . 5 % P o o r l yd e f i n e d R血rj剖a l l i 7 . e d < 0. 2% < 2% < 0. 2% <2% P e t r o g r a p h i cTypes 。 田o g 回 目t yf o l i v i n e Ho 岨d p 戸 田 園e c o m p o s i t i o 回 D e v e l o p 回 国t o f I 』 wCap y r o : t c n c & 四 回l a r yf e l ゐ阿 l g n 回出g l 描 S A i . . . e n t α e a r ,i 田 町o p ic , 戸E 皿a r y , v a r i a b l eabundanc怠 < 2 0 % e r y由 回r a b s e n t町 v N 1c o 回 国t i n皿 由l s 租 l e T a e Ka 血高三位 N i c o 副 叩t i ns u l f i d e °''岨也 u l 田 M a l r i : t N恒 国 A l lf i n e g r a i n e d, > 0. 5% Vロys h a r p M u c h句>aqUC h r u c A b s 伺 t O e a r. 1 田 町o p 1 c , 戸1 皿 薗y . V阻 めl e a b t 皿d a < 臨 > 2 0 % 戸 時 国1 戸 田 国t < 0. 5% V回ys h a r p 田O D 叫: 戸田掴 W e l l M l l l l l d T r . 皿s 1 盟 国1 句: : o q t J C >5 0 μ皿 A凶 担t A b s 担 t 戸田国 > 2 0 % 戸 田 昌1 1 戸田 国司店主y s 回出国 句HjtJe B叫kcC岨 t e n t B叫k胞 OC咽 t 出 <5 0 μ皿 1 . 52 . 8% 3 1 1 % ∼35% ∼6% 0 . 1 1 . 1 % < 2% < 0 . 2 % <2% データ はTa yl o r( 19 9 2)のコンパイルを使用した 2 E j 囚 H [ C l C2 P e t r o g r a p h i cT y p e 4 ヨ 5 6 E6 E3 E4 E5 HJ H 4 HS H6 L3 LA L5 L . 6 LL3 LL4 LL5 L L . 6 口 C 4 R e d u c e 刈 O x i d i z e d 邑i n gm e 1 e m o r p h i c g r a d e I n c r e 図5 c hond r it eの区分 とF巴の変化. A: ; 岩 石タイ プと化学的グループによ る区分,B 岩石学的タ イプによる c ho n d ri teの各相におけるFeの量と変化(杉浦, 1 9 9 2 ) . る。一方,平衡は chon d r i t 巴は,母天体での変成作用や熱の 0 . 5∼2wt%,タイプ I l lは HzOがく 2wt %, Cが 0 . 5 w t% 以下 履歴を保存している 。 南極損石には,岩石タイプで 7 (LL7:Y-74160,H7: Y- となる 。car bonac eousc hon d r i t eの揮発成分をのぞくと Fe と FeOの含有量の合計は, 25∼26wt % で H グループに 近 75008)や , E とH の中間的なもの ( ALH・ 77081,ALH・ ,I I,I l lは , 1,2 , 3にほぼ対応する 。 い。タイプ I 78230, Y74063)などユニークな隙石が発見されている(国 立極地研究所, 1987) 。タイプ 6と比べると,タイプ 7は , c ar bonaceousc hon d r i teは,代表的な蹟石名によって CI ( Iは l vunaによる), CM ( M は Mighei ) , CV (Vは py r o x巴 n巴と p la gi oc l as eが粒粒になっている 。 Vi gar a no)そして c o(0は Omans)に細分される(Van carbonaceouschondrite a y e s ,1 974;W a s s on,1 974) 。稀なタ イプとして Sc hmus& H c ar bona c eousc hondr i t eは金属相を小量かまったく含ま CR (Rは Ren位 zo)カfある。 2つの分類を現在では併用している。蹟石名の略号と岩石 ないタ イプである 。各タイプの代表的な全岩化学組成を表 5に示した。タイプ毎に主要成分や H20や Cなどの揮発成 学的なタイ プ分けを続けて書く 。タイプ 1から 4まである。 分 , F巴や Ni,F 巴Sなど、の金属や硫化物などの含有量も差が CIは W 出 の分類によるタイフ Iに , CM と CRはタイ プ I I 見られる。 W i ik (1956) は , そ れ ま で 少 な か っ た c ar bona c eou sc hon d r i teの分析値を増やし,その性質を調べ た。Wiikは , carbonaceousc hondr i t eは,揮発成分の量に に , CV とよび c oはタイプ IIIに,CVはタイプ IIと IIIに それぞれ対応する 。 このような化学組成の違いのほかに,構成鉱物の違いも よって 3つのグループに分けた。揮発成分の多い順に,タ 認められる 。一番の違いは, mat r i xとchondr u l eの量の違い ,I I,I l lと呼んで区分した。 タイプ Iは HzOが 1 0∼ イプ I 20wt%, c が 3∼4wt %,タイプ I Iは H20が 2∼1 0wt %, c が である 。 CIでは chondr u leはなく, CM,CO,CV の順で c hond r u leの量が増え,逆に matr i xの量が減る(表 3 。 ) 1 9 Review・ Met 巴o ritesfortheEarth'sRawMat巴r i a l 表 5.CarbonaceousChondriteの主要化学組成. Type Name C l Clα CMZ CMZ CMZ CMZ CMZ a y M a r c h i 冊目 Y 82042Y74662 B明証M M町 - コ 副 MM nυ 弓 c s E 七0 V o l a t i l e 3. 1 2. 7 4. 83 2. 78 1 9 . 8 9 6. 96 2 1 . 6 6 - 1 8. 6 8 - 1 4 . 4 2 0. 62 R e f . 2 2 1 . 8 5 0. 49 1 0 . 0 9 3 0 .郎 8 6 . 7 7 1 . 5 1 4 3 . 4 9 0 1 3. 2 6 2 . 1 4 4 4 0 . 4 6 1 5 . 0 2 1 . 6 1 . 4 < 0 . 1 4 4 1 . 1 1 0 . 8 5 1 . 1 8 0 . 0 4 3 0 . 0 4 9 0 . 0 4 5 5 . 4 2 4 . 2 3 四 四 叩0 aAUAυ NiS cos ω ・ ω 邸側 , 守 − nunυ 1 ﹃, 出 M町 引 m 。 。 A υ 3 今 2dAU εJAUAY Aunuκυ 一−且ハ υ ・且 弓 m 。 。 K ro 1 ., d OY oy 1 5 0J4 2106 山 今 AUAU W 、 戸ー F e S nυAUAUnυ Co ’且 C o < コ F e N i 7. 1 6 2 0 . 4 2 2 0 . 2 1 0 . 1 8 4 . 6 3 2 3 . 9 9 2 2 . 2 3 0 . 5 8 0 . 0 6 0. 26 0 . 5 0 0 0 6 . 6 0 0 . 1 7 1 . 2 3 036 0 . 0 5 1 o . o i 4. 79 4 . 0 3 弓 2239 0 . 2 0 1 9 . 9 4 1 . 8 9 0. 24 0 . 0 4 0 . 2 3 0 . 4 8 2 9 . 8 3 3 1 . 9 7 33. 7 1 0 . o 7 0. 1 6 0. 25 2 . 0 6 2 . 9 9 3 . 1 2 1 7 . 9 4 3 . 0 3 9. 60 938 24. 06 1836 0 . 2 0 0 . 2 3 0. 1 9 2132 2 3. 55 25. 26 1 . 8 9 2. 06 2. 42 0 . 1 7 0 . 4 5 0. 45 O . o 2 0 . 0 5 0. 04 030 0 . 2 6 0. 28 0 . 4 7 0 . 5 1 0. 52 弓 2 1 . 0 8 0 . 2 1 1 9. 77 1 . 9 2 0 . 2 2 0. 04 032 0. 44 3 4 . 2 3 0. 1 5 3 . 2 7 4 吋 0VAUAυov 9 . 4 5 0 . 2 3 1 6. l 1 . 8 9 0. 75 0 . o 7 0 . 4 1 033 2 8 . 1 4 3 3. 2 3 0 . 1 8 0. 1 3 2 . 7 6 2. 9 3 8 . 6 1 1 3 . 8 4 2 4 . 8 0 . 2 5 0 . 2 0 1 9 . 4 5 2 3 . 5 4 1 . 8 2 2 . 6 4 0 . 2 4 0 . 5 8 0 . 0 4 0 . 1 4 0 . 2 9 032 0 . 4 7 0 . 4 9 −E C J 3q3 4 6 4025 9. 40 0 . 1 5 1 3 . 7 1 134 3. 24 036 0 . 1 1 0. 1 2 MM02 1139 0 . 1 9 1 5. 8 1 1 . 2 2 0. 74 0 . o 7 0. 28 036 Mr 心 MgO CaO N 1 < 1 0 P20s CnOJ NiO CZ C03 C03 CV3 CV3 C3 C4 a v e r 哲 e La 田辺 A f . 1 { 7 7 0 0 3A l l 佃 d e AUl7 乃σ7a v e r 常C Y 693 ωum FeO 25. 52 1 9. 1 8 3 1 . 4 9 0 . 1 5 0 . 2 2 0 . 1 6 1 . 5 8 238 330 1 5. 1 4 0 6 . 6 9 22. 53 2 1 . 9 1 0 . 2 6 0 . 2 2 0 . 2 5 1 8. 79 1 9 . 2 9 2 3 . 7 1 1 . 6 9 1 . 7 0 2. 22 0 . 4 8 0. 28 0 . 6 6 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 4 0 . 2 5 0 . 2 3 037 0. 43 0 . 5 2 0 . 5 0 AU 29. 07 0 . 1 3 2 . 1 5 5mn8 2 8 . 6 9 0 . 0 9 2 . 1 9 8β3 −− 22. 7 1 0 . o 7 1 . 6 2 −− 22. 42 0. 0 9 1 . 9 2 斗 3a 7ζJ0 2 ・且 AV − − 守 , 2 2. 56 0 . o 7 1 . 6 5 5。 0。 6勾 , 100007 SiOi TiOi AhOJ F 目O J ’lnυAOAUAυ l l v t 皿a rO 37 S 3 0 1・ − Tonk 2 M叩 臼g u e i l 6 . 1 334 0 . 悩 1 1 . 6 0 4 0. 1 4 4 4 3 引用. 1 小沼( 1978);2:W i i k (1956); 3:増田ほか (1991);4 国立極地研究所 (1987 ) 。 chondruleや鉱物の破片でできた fragment (岩片)も a mphotelite (LL) ∼ chondrul巴の増減に伴った変化 をする( McSween, 1979, 。 Ikeda,1982) % )と amphoteliteの珪酸塩鉱物は olivine (Fo68 73mol hype r s t hene , Niと Coに富む金属相を約 7wt%以下を伴う 。 ordinarychondriteのなかでは olivineが一番多い,逆に, Ca- 表 Name LL3 C b a i n p u r LL3 訓 Ng LL4 (LL )の主要化学組成. LL4 Semarkana D司g e t yArkanas Ha 皿l e t LL4 Soka-B皿~a しL6 Y75258 LL6 N畠 LL a v e r 噌e 1 01 45 94 23 03 27 78 91 62 64 46 59 60 60 4 2 判0 2 円0 お 100001006 5 今 4 LL a v e r a , , o e ζJ 84264087158352 79 51A58377812539024 9029051000010050 312 “ 61 82 39 53 27462 60 33 1 9 89 16 29 56 49 判 0 2 m oお 1 0 0 0 0 1 0 0 6 0 ウ&今ゐ 3 LL6 Y74 6 65727 3 15 28 76 91 03 09 54 6 2 1 3 0 31 12 77 9・ 0A斗0 3 9 0 541 G O O G − − 0 4 O 21 1J 2 48386593847M50 71033079035072 8 0 2 5 0 5 1 G O O G −− 0 3 0 且 230074471401 41 3 5 3 5 8 2 0 1 5 0 9 0 0 1027061100030050 412 ︿ 丹 unucJnunU 2 51 46 44 32 82 51 20 20 72 85 68 69 00 68 10 4 0 1 40 12 27 0 5 2 1 0 0 0 2 0 0 5 0 吋 n’ u AnunuoOAvnunununyoO 6 181201911424030 8022042000091061 312 M m J 訂以∞似 MmmM 柑 出 回 目 立 位 m お 0 2’ 7i0 4L2 0 0 0 0 2 1 0 5 1 AUT SAU 封 印 mJM 封 印 回 抑 的 目 白 ω 師 白 郎 官 0 40 12 28 0 5 1 0 0 0 0 0 1 0 6 1 ん凶 臼ω 臼 muhMM 百 万 口 封 河 位 以 刊 例 制 1 0 40 12 26 0 5 1 0 0 0 0 3 0 0 6 1 山 GhH FHMumMM 臼 陥 k h G h M’ m AU 泊 OAAWoxo h t剖 印 R e f . LL3 。 Type 6.Amphoterites 4 引用 .1:Dodde ta l . (196 7 );2 Easton& E l l iot t (1977); 3 Na t i o n a lI n s t i t u t 巴ofPol a rR巴 S巴 arc h (1979);4・国立極地研究所 (1987);5 小沼 ( 197 8 ) 2 0 Y.KOIDE 表7 .L Chondritesの主要化学組成. Type Name 4 3 2 2 L6 0 . 3 0 4 2 4 2293448 20 01 11 85 23 72 10 64 20 80 5 3 1 1 4 3 9 0 02204 1100081060O − 今ゐ A −’ a R e f . 1 . 1 5 LS 317 30 92 63 68 10 71 00 76 14 52 41 07 71 0 4 1 8 0, 2且 302110008107d 今コ 1 . 1 8 40.54 3 9 . 5 3 0.15 0 . 1 2 2. 23 2 . 1 4 1 1 . 8 9 1 4 . 1 7 0. 32 0 . 3 2 活 2 4 . 4 3 2 5 . C 1 . 8 3 1 . 8 8 0. 95 0 . 9 4 0 . 1 0 0 . 0 8 0 . 3 0 0 . 2 8 0 . 5 1 0 . 5 1 6 . 6 2 6 . 7 1 1 . 0 5 1 . 2 4 0 . 0 6 0 . 0 5 6 . 4 7 6. 56 0 . 1 3 1 . 3 7 0 . 6 9 < 0 . 0 1 4 弓 4 0 . 3 9 0 . 1 0 1 . 5 9 1 4 . 3 2 0 . 3 5 2 6 . 1 5 3 . 1 5 0 . 6 7 0 . 0 9 0 . 2 2 0 . 3 5 4 . 5 5 0 . 8 5 1 . 1 0 0 . 0 3 2 0. 06 5 . 0 1 6 . 5 2 LS I 田皿 R u a b a Ohu 皿a L e 自均 ・ 4 0 . 0 9 0 . 2 4 2 . 8 9 1 4 . 6 8 0 . 3 5 2 4 . 8 9 1 . 7 9 0. 97 0 . 1 3 0 . 2 0 0. 75 L4 B a : 百出 3 今 so c , . 白C 出 Na : の KzO P205 Cri03 Fe N i L4 3868657947289653 6046316512325030 9022 051000091050 A e a o L4 123332651669085 616633591248202 柑0 2日 0 お 1 0 0 0 0 4 1 0 6 Fe() MnO MgO L3 ﹃ Al203 L3 098040 3 2 47140 A u n U A 431dり 且 ’ 且 ’ 且2 6 nU4MAUAYAUAV ζ’ 2 40 12 25 0 6 2 1 0 0 0 3 0 0 5 S i白 Ti02 L3 Y . 7 4 1 9 1 C揮 官W問 調 B i s h 岨戸u R u p o t a 町町b o l e 5 L6 L6 L L Y 7 4 3 6 2 M叫 z a v e r 噌c a v 目篭e 3 8 . 6 3 0 . 1 4 2 . 3 8 1 5 . 6 2 0 . 3 2 25.38 1 . 7 3 0 . 8 8 0 . 2 0 0 . 2 5 0 . 4 3 6.65 l . 0 8 0.04 6 . 0 3 39.29 0 . 1 2 2 . 4 9 1 4 . 9 6 0 . 3 3 2 7 . 7 8 1 . 6 2 0 . 9 3 0. 1 0 . 3 0 . 5 5 6 . 6 8 1 . 3 0 . 0 8 6 . 4 6 0 . 1 8 3 9 . 3 2 39. 88 0 . 1 0 0.15 2 . 3 9 2 . 3 1 1 5 . 1 3 1 3 . 1 2 0. 33 0 . 2 7 2 5 . 5 2 24.98 1 . 8 5 1 . 9 0 0 . 9 0 0 . 8 8 0 . 0 9 0 . 1 4 0 . 2 4 0 . 2 6 0 . 5 2 0 . 4 4 6.10 7.70 l . 1 0 1 . 1 2 0.036 0 . 0 6 6. 04 6 . 1 7 0 . 1 0 6 7 0 . 2 7 0.34 6 2 ・ 引用. 1: N a t i o n a lI n s t i t u t eo fP o l a rR e s e a r c h( 1 9 7 9 );2 Dodde ta l .( 1 9 6 7 );3 J a r o s e w i c h& Mason ( 1 9 6 9 ) ; 4 Easton& E l l i o t t( 1 9 7 7 );5 増田ほか ( 1 9 9 1 );6 国立極地研究所( 1 9 8 7 );7:小沼 ( 1 9 7 8 ) poorpyroxeneが 少 な い。 kamaciteは少なく, Coの 含 有 量 74∼79mol%)と hyp巴r st h巴n巴で, 7∼12wt%の 金 属 相 が 共 巴 l i t eの全岩化学 が多い( 3.29wt%)。表 6に代表的な amphot 存する 。化学組成の上では, amphot 巴l i t巴と o l i v i n − 巴bronzite chondrit 巴の中間的なものである 。表 7に 代 表 的 な o l i v i n e - 組 成 を 示 し た。 olivine-hypersthenechondrite ( し ) hypersthenechondriteの全岩化学組成を示した。 o l i v i n e h y p 巴rsthenechondrit 巴の珪酸塩鉱物は o l i v i n 巴( Fo 表8 .H Chondritesの主要化学組成. Type H3 H3 H3 H4 H4 N世 田 B r e m e r v 四d e α o v i s ( N o 3 )T i 田 ぬi l Z Oc恒 国k W副 佃 3 . 5 0 0 . 9 5 <0.01 2 HS l . 0 8 1 . 5 8 0 . 3 9 2 3 3 7 . 0 7 0 . 1 5 2 . 0 9 9. 89 0 . 2 8 23. 6 2 1 . 7 5 0. 99 0 . 0 7 0 . 3 4 0 . 5 4 1 6. 21 1 . 6 5 0 . 1 0 0 . 5 2 1 3 6 . 6 2 39.00 0 . 1 3 0 . 1 0 2. 62 2 . 4 0 1 1 . 0 4 9 . 4 6 0 . 3 2 0 . 3 1 2 4 . 0 4 2 5 . 0 0 1 . 7 5 1 . 8 4 0 . 9 1 l . 1 0 0 . 0 7 0 . 1 3 0 . 3 1 0 . 2 0 0 . 5 1 0 . 4 1 l 5 . 6 8 1 6 . 1 9 1 . 6 9 l . 3 8 0 . 1 3 0 . 0 6 4 . 6 3 2 . 8 7 HS 36.62 0 . 1 7 2 . 1 9 1 1 . 1 3 0 . 3 3 24. 38 l . 6 6 0.86 0.09 0 . 2 6 0 . 5 5 1 5 . 4 5 1 . 7 5 0.04 4 . 8 7 0 . 5 7 2 H6 Y 7 ・必 4 7 Guar宮 田 4 3121 R e f . 0 . 3 3 HS 41 2a 40 42 23 44 06 099 7 07 25 50 34 79 08 42 0 6 a z 仏 a 3 l a o o o ι l a i n札 H20 内 c 今 KzO P205 Cri03 Fe Ni Co FeS 37.45 0 . 0 8 2 . 2 8 9 . 3 4 0.30 24.18 1 . 7 9 0. 96 0 . 0 8 0 . 1 3 0 . 5 5 1 6 . 7 0 1 . 4 9 0 . 0 7 4 . 8 2 100607458469863 812733600175103 730 2’ 3i0 4L1 1 G o o −A− 0 3 ’ e a o N a z < コ 36. 84 0 . 0 8 2 . 4 0 1 7 . 5 4 0. 34 23.79 1 . 6 1 0 . 9 5 0. 04 0 . 2 1 0 . 7 3 8.10 l . 7 1 0.10 5 . 3 4 HS F o r e s tC i t yGcidamRichards岨 933424854227411 512138791358513 6 30 12 21 10 2 1 0 0 0 0 4 1 0 5 恥 匂O mM山 河 引 沼 制 併 仰 日 判 ω 話回目珂 Fe() 恥1 nO 判 Al2 臼 37.64 0 . 1 0 2 . 2 3 1 2 . 8 6 0 . 3 1 23. 80 1 . 4 2 1 . 9 7 0 . 0 9 0 . 2 7 0 . 5 0 1 2 . 6 5 1 . 5 2 0. 10 5 . 9 5 5 02702 100005106 1JtA 今& S i 白 Ti02 H4 G a r n e t t H H 町 田g e a v " " ° ' " " 35.64 36.52 0 . 1 0 0 . 1 3 2 . 0 0 2 . 4 3 1 1 . 7 1 8.87 0. 28 0.25 23. 73 23.58 1 . 7 6 1 . 8 2 0 . 7 3 0. 85 0 . 0 8 0.14 0 . 2 3 0 . 2 3 0 . 4 6 0 . 3 6 1 5 . 8 0 1 7. 23 1 . 7 0 1 . 5 8 0.058 0.09 5. 45 5.35 0 . 1 5 0 . 2 9 5 4 0 . 3 3 引用. 1 Dodde ta . l( 1 9 6 7 );2 :E a s t o n&E l l i o t t( 1 9 7 7 );3:小沼( 1 9 7 8 ) ;4 国立極地研究所( 1 9 8 7 );5 .増田ほか( 1 9 9 1 ) R巴 vi 巴 w :Met 巴o r i t 巴 sf ort h 巴Ear t h ' sRawM a t e r i a l 21 表9 .E Chondrite sの 主要化学 組 成. Type Name S i 0 2 T i 0 2 A l 2 白 F e 2 0 3 EH3 Y 0 9 1 lndw 由 EH4 EH4 EL6 K o t aKo t a P a l i l s t e r 37 . 9 8 0. 08 1 . 5 6 0 . 4 8 3 5 . 2 6 0. 06 1 . 4 5 3 8 . 7 0 0. 05 1 . 2 4 0. 25 1 9 . 2 8 0 . 4 5 0. 86 0 . 0 8 0 . 4 6 0 . 4 2 2 2 . 1 8 1 . 8 6 0 . 0 9 1 1 . 9 1 0 . 2 5 1 7 . 4 8 0. 9 5 1 . 0 1 0 . 1 1 0. 52 0 . 4 7 2 4 . 1 3 1 . 8 3 0 . 0 8 1 4 . 2 0 0 . 4 3 1 . 1 7 FeO 恥伽O MgO Cポ ヨ Na : 泊 K20 P205 Cn03 F e N i Co FeS c H20 R e f . 2 1 . 3 3 0 . 3 9 2 1 . 10 1 . 0 1 0 . 9 0 0 . 0 3 0 . 2 4 0 . 3 5 22. 60 1 . 5 4 0 . 0 8 9 . 4 6 3 EL6 D a n i e l’ sk山l 39. 8 3 2. 1 7 0. 02 20. 94 0. 62 0. 80 0. 09 0. 2 1 2 2 . 0 5 1 . 6 8 0. 08 9. 02 0. 1 8 0. 1 2 4 E a v c r ヨ許 3 2 . 8 0 0. 1 4 1 . 5 4 3 5 . 2 3 0. 1 0 2. 72 0 . 1 4 0. 1 4 2 0 .伺 1 . 5 0 0 . 4 4 0 . 0 6 0 . 1 0 0. 29 33. 09 2 . 9 0 0 . 1 3 6. 28 2 . 4 3 0. 24 . J S 5 ね 1 . 2 0 0 . 7 9 0 . 0 8 0 . 4 6 0 . 4 4 1 7. 20 1 . 6 1 0師 4 1 4 . 5 4 0. 08 3 . 9 6 3 引用. 1 ・国立極地研究所( 1 9 8 7 ) ;2:小沼 ( 1 9 7 8 ) ;3 :E a st o n&E l l io t t( 1 9 7 7 ) ; 4 増田ほか ( 1 9 9 1 ). 特徴的な組織を持たない ( c hondrul eがない)ために,地球 o l i v i n e b r o n z i t echondrite (H) ol i v i n ebronz i t ec hon d r i t eは , ol i v i n巴 (Fo80∼85mo! %) と bronzi t 巴を含み, Ni含有量 7∼1wt % の金属相を 16∼ 21 wt % 伴う 。or di na r yc hondr i t 巴のなかでは ol i vi n 巴が一番少 ない,逆に, Capoorpyr ox e neが多い。ka ma c i t 巴は多く ,Co の含有量が少ない ( 0. 52wt %)。表 8に代表的な ol ivi nebr onzi t ec hondr i t巴の全岩化学組成を示した。 enstatite chondrite ( E ) e n st at i t ec hon d r i t 巴 は , c l i n oe n s t at i t e (FeOをほとんど含 まない)が主要な珪酸塩鉱物で, Ni含有量の少ない金属相 i v i n eや Car i c hpyr o xe n巴をほ を 13∼25wt%伴う(表 9)。ol 上の岩石と区別 しにくい。a c ho n d r it eは,多様な岩石種が認 c ho n d r i t eは , 一般には chon d r i t eより粗粒な岩 められる 。a 石である 。ac hond r i t eの不透明鉱物は, t r oi l i t 巴や chromit 巴 (クロム鉄鉱) , i l m e n it e (チタン鉄鉱)で , F巴− Ni合金は含 まない。 achondri teは Caoの含有量 に基づいて, Capoor ( く3 wt%)と Car i c h( >5 wt%)タイプに大別される。 Caの 含有量は鉱物組合せの違いとして認めら れる 。 Caの含有量 が多い場合, p ]a g i o c la s eや c l i n o p yr o xe neが多くなる 。一方, Caが少ない場合は, o r t h o p y r o x eneや o l i v i n 巴が多ぐなる 。 とんど含まない。また,珪酸塩鉱物中の Feは少なぐ, Feが Ca-ri chタイプは.地球上の玄武岩に似ているため, 金属棺や硫化物中に含まれる 。 そのため,不透明鉱物の多 いのも enst at i t ec hon dri t 巴の特徴である 。 これらの特徴は, e ns t a t i t ec hondr i t 巴が著しく還元的な条件で形成されたこと を示している。このような環境は,地球や月ではな いもの b a s a l t icachond r i t 巴と呼ばれる 。howar d i t e ,e u c r i t e ,nakh li t e 、 で,この慣石固有の鉱物が多数発見されている(武田, 1 982) 。ens t a t i t ec hondr i t eの揮発成分をのぞくと, Feの含 有量が多い( 35wt %)グループと H グループに近いものと 2つに分かれる 。あるいは鉱物種や組成によっても, 2つの グループに区分できる。親鉄元素を多く含む EHタイプと, 親鉄元素の少ない ELタイプに区分できる( S巴ar se ta l . 1982b) 。E Hタイプは変成度が低く ( EH3∼5 ) , ELタイプ 司 angr it e ,s hergot t it eおよび月起源の 関石 ( anort ho s i t 1 c r e g ol i t hb r e c ci a)がある 。Capoo rタイプは, a ubr i t e ,u r e i li t e , di ogeni t e,c ha s s i gn it eがある 。 Caの含有量に基づいた区分は,必ずしも,成因関係を考 慮したものではない 。そのため,成因関係を重視したグ ループに まとめられている 。 howar d i t e ,e u c r it e,ure品1 t eは , 3種の頭文字をとって HEDと呼ばれる 。 また, s h e r g o t t i t 巴 とnakhl i t , 巴c ha s s i g ni t eも成因関係があると考えられ,SNC とまとめて呼ばれる 。表 10に , a c hondr i t巴の特徴的な鉱物 と化学組成を示した。 は変成度が高い ( E H5∼6) 。 e n s t a t i t eachondrite ( a u b r i t e ) 1 1 Achondr i t e s t a t i t ea c h o n d r it 巴 ( au b r i t 巴とも呼ばれる) 組成のものを,巴n Capoora c hondr i t eのうち,輝石が純粋な巴n st a t it eに近い Ac hondr i t eは , s t onym巴 t 巴o ri teのうち c hondr i t eのように u b r i t 巴は,金属鉄を全く含まない。 a ubri t eは,非 という 。a Y.KOIDE 22 表 1 0 .Achondritesの特徴. 阿i neral Assemblages Type HED A u b r i t e D i o g e n i t e Mg-richen F e r i c hhy Howardite o p x ,p l Fe# I no lC -QH <0.1 >0. 3 日1 2 0 3 {wt3) 0 . 2∼2 ∼3 l cao {wt3) 0.6∼2 l ∼3 >0.3 4∼ 12 I I∼ 1 3 。∼ 1 2∼6 l ∼2 4∼1 0 1 0 0. 1 ∼2 2∼ 1 1 E u c r i也 SNC p g ,p l o l,Ca− 戸J O rc p x ,Fe-Ni,C U問 i l i t e p x ,p l ,( o l ) S h e r g o n i t e c o l ,C a r i c hcpx N a k h l i t e l C h a s s i g n i t e o >0.3 >0.3 >0.3 >0.3 >0.3 0.4 15 2 # o livin e と pyroxe n e の Fe2•; (Fe2•+ M g2•)比.賂号 .巴n e n s t a ti te; hy h y p e r s t h e n e;o l・o l i vi n e;p l p l a g i o c l a s e;pg p i g e o n i t e;c p x c l i n o p y r o x e n e, opx:o r t h o p y r o x e n e . 常に還元的な条件で形成され, E chondrite と似て いる 。 aubrit eは , eucrite 巴 は , pJagioclase (Anso . 9 1 )と pyroxeneを主要な鉱 eu c r i t Echondriteと成因関係があるとされている 。 E c hondriteが部分溶融して固結し,金属鉄をまったく 含ま な 1に い岩石になった と考えられている(武田, 1982)。表 1 代表的な aubri t 巴の全岩化学組成を示した。 物組み合わせ とする 。pyroxeneは,主として pigeoniteから なる 。eucriteは,火成岩的組織を持ち, l avaから cumulat 巴 , monomictbreccia まで様々な岩相を示す。多ぐの巴ucriteは となっている。表 12に代表的な eucriteの全岩化学組成を示 olivine-pigeoniteachondrite ( u r e i l i t e ) urei l i teは , olivin巴と pig巴oni t 巴で特徴づけられ,小量の FeNi合金を含む。結品粒聞に含まれる炭素は,おもに 一部 diamond( ダ イヤモ ンド)として存在する 。olivineや pyroxeneの Feが した。 hyperstheneachondrite (diogenite) hyperstheneachondrit e (diogenite)は,orthopyroxeneを graphit e (グラファイト,石墨)であるが, 還元されて金属 F巴を生じることもある 。表 1 1に,代表的 ,t r o i l i t巴を含 主要な鉱物組み合わせとし,少量の chromite む 。 pJagioclas巴はきわめて 少 な い 。 diog巴niteの orthopyroxen巴は,現在の pyroxen巴の分類法では, な urei l i teの全岩化学組成を示した。 表 1 1 .Achondri tesの主要化学組成. u b r i t e A u b r i t eU r e i l i t eU r e i l i t eU r e i l i t eU r e i l i t eU r e i l i t eU r e i l i t eS h e r g o t t i t eS h e r g o t t i t eN a k h l i t eC h a s s i g n i t e A n g r i t e Type A Mo 剖1 N a m e B i s h o p v i l l eA L H 7 8 1 1 3H a v e r o Y 7 4 6 5 9Y 7 4 1 2 3Y 7 9 0 9 8 1Y 7 4 1 3 0ALH77257ALH 7 7 0 0 5 Z a g a m i N a k h la C h a s si g n yAng 四 d 四 R 剖s Y 7 9 1 1 9 7 Si O l T i O l AhOJ F目 ()J 5 7 . 0 3 1 . 7 1 5 7 . 1 6 0. 0 2 0. 1 8 Fa) 1 . 2 7 0 . 19 3 3 . 5 1 1 . 5 0 1 . 0 3 0 . 0 9 0. 9 7 0 . 1 7 3 9. 25 0 . 6 2 0 . 1 5 0 . 0 2 Mt 心 Mg() 仁訴3 NmO 。 P20s 。 CnOJ 0. 06 KlO NiO F e N i Fe Ni 。 c FeS c s H . 2 0 R e f . 0. 2 2 。 0. 0 5 5 0 . 0 0 3 0. 7 7 40. 2 5 4 2. 91 0. 0 6 7 0. 1 4 1 . 0 7 0. 26 1 . 4 7 1 4. 1 8 8. 8 3 037 0 . 4 2 78 38.% 38. 1 . 7 1 0 . 1 0 0. 0 3 9 0 . 0 7 0 . 0 1 2 <0. 02 0 . 1 4 0 . 0 7 7 0 . 6 4 3 3. 2 1 0 . 0 8 0. 90 333 1734 037 3 7 . 2 9 0 . 5 5 0. 0 3 <0. 02 0 . 6 1 0 . 7 3 0. 1 8 3 6 . 6 0 0. 1 1 0 . 5 2 3. 1 2 1 5. 1 3 035 3 4 . 4 7 0 . 9 9 0 . 0 7 < 0 . 0 2 0 . 0 9 0 . 5 9 42. 1 2 0. 1 2 0. 8 3 4 1 . 1 2 0. 04 < 0 .1 5. 0 9 1 3 .57 038 3 234 3 9 . 6 6 1 . 0 7 1 . 9 8 0. 20 0. 0 3 < 0 . 0 2 < 0 . 01 0 . 0 8 0. 06 0. 07 0 . 7 5 1 2. 52 035 4 3. 0 2 036 2 . 5 4 038 1 8. 97 0 . 4 5 2 9 . 6 9 2. 84 037 0. 0 3 039 l α】 5 0 . 9 0 0. 7 3 5 . 7 0 48. 2 7 0. 29 1 . 4 5 3 7 . 0 0 O . D 7 036 4 3. 94 239 8 . 7 3 1730 0. 5 0 1 1 . 4 0 1 0 . 5 0 1 . 2 0 0 . 1 0 0 . 4 8 038 2 0 . 6 4 0. 54 1 2. 47 1 5. 08 0. 42 0 . 1 0 0. 1 2 0. 42 2 7. 45 0 . 5 3 3 2 . 8 3 1 . 9 9 0. 1 5 0 . 1 3 0. 04 0. 8 3 8. 56 0. 08 1 0. 05 2 4 . 5 1 0 . 0 4 0. 0 1 0 . 1 3 0 . 2 9 4 3. 1 4 035 2 6. 0 1 0. 04 7 . 0 2 0. 08 6. 2 2 1533 033 0 . 0 2 031 0 . 1 3 3. 7 3 。 0 . 6 9 0. 1 4 0 0 3 0. 49 0. 82 3 . 0 2 2 0 . 5 1 8 3 . 8 2 4 . 1 1 2 2 0 . 5 2 2 0 . 2 1 0 . 2 1 0. 1 2 0. 08 0. 0 2 4 1 . 9 5 0 . 4 1 <0. 0 1 334 0. 25 0 . 2 9 0 . 014 <D 加 1 < 0 . 1 5 . 7 1 3 . 4 4 0 . 1 8 0 . 2 8 0 . 2 0 2 2 2 2 3 引用. 1 小沼 (1978);2:増田ほか ( 19 9 1 ), 3 Easton& E l l i o t t( 1 9 7 7 );4 : 国立天文台 ( 1 9 9 0 ) 。 0. 0 1 8 0 0 3 1 . 2 6 0 . 4 1 0. 58 4 2 23 Re vi e w:M巴 t 巴o r i t 巴sf ort heEa r t h 'sRa wMa t er i a l 表 12.HED の 主 要化 学 組 成. T y p e N世 田 H o w a r d i t eH o w a r d i t e E u c r i t e u v i n a s B四 国U Y 7 3 0 8 J S iOz T iOz A l : z 0 . 3 Fe203 4 8 . 6 7 0 . 1 1 8 . 8 7 FeO M心 1 6 . 0 4 0 . 5 3 1 4. 20 6 . 7 7 0 . 3 4 0 . 0 4 恥 匂O C心 N K20 P205 Cロ03 NiO F e N i N i Co FeS H20 。 位 0. 56 5 1 . 0 7 0. 22 4. 3 1 0. 32 1 6. 3 3 0 . 4 9 2 1 . 7 5 3. 65 0. 1 2 0. 02 0 . 0 3 0. 89 4 9 . 0 2 0 . 5 8 1 3. 39 1 7 . 5 6 0 . 2 1 6. 80 1 0. 72 0 . 4 0 0. 1 7 0 . 1 7 0 . 3 1 E u c r i t e 虫 】1 1 Y7 4 8 . 2 5 1 . 0 3 1 0 . 8 7 I .1 8 1 7 . 7 7 0 . 5 4 7. 55 1 0. 2 1 0. 55 0. 05 0 . 1 5 0 . 4 0 R e f . 49. 8 3 2 . 3 3 1 3. 64 0 . 4 0 26. 62 2. 6 1 0 . 3 3 0 . 1 0 0. 03 1 . 0 0 5 1 . 3 5 0 . 1 3 0. 89 5 1 . 9 2 0 . 4 0 2. 28 1 6 . 3 5 1 8 . 3 5 0 . 4 8 0 . 5 5 26. 04 20. 99 l . 1 0 3 . 3 1 0 . 0 4 0 . 1 2 0 . 0 2 0. 04 0 . 0 9 0 . 0 3 2 . 4 9 0. 72 0. α泌 4 0 . 0 0 3 5 1 . . 5 0 0 . 3 0 1 . 5 9 1 . . 5 0 1 8 . 3 2 0. 64 2 1 . 4 0 3. 26 0. 07 0. 03 0. 08 0 . 7 0 5 1 . 4 1 0. 1 8 1 . 4 5 1 6 . 5 1 8. 05 0. 64 2 1 . 9 3 2 . 9 7 0 . 1 0 0. 04 0. 08 0. 80 1 . 6 2 5 1 . 3 0 5 26 0 . 3 0 0. 2 . 8 4 2. 99 0 . 2 6 1 8. 48 1 8 . 3 1 56 0 . 5 8 0. 1 . 0 5 2 1 . 8 1 2 3 . 2 5 3 . 5 1 0. 1 3 0 . 2 1 03 0. 04 0. . 0 3 0. 1 5 0 0. 65 0 . 6 3 。 0. 87 l . 0 7 0 . 9 6 D i o g e 同t eD i o g e 同t e AD i o g e n i t e BD i o g e n i t e BD i o g e 刊t e BD i o g e n i t e BD i o g e n i t e B 7 4 0 13 Y J o h 田t o wn Y 7 9 1 1 9 9 Y 7 9は ぬ Y 7 9 1 4 2 2 7 5 0 3 2 Y 7 9似)() Y 0. 022 oα)3 0 . 5 9 0. 39 2 0 . 2 7 1 3 8 oα〕 0 . 0 0 3 l . 0 6 0. 1 8 o . c ゆ3 l . 5 5 2 0 . 0 0 2 8 0 . 0 0 5 2 ) ( )7 2 0. 021 0 .【 0. 82 0 . 4 0 0 . 0 0 3 0 . 3 0 0 . 3 2 l . 2 3 0 . 6 7 0. 66 0. 52 0 . 4 1 0 . 5 6 0. 33 2 2 2 2 2 2 19 7 8 ) ;2: 国立極地研究所 ( 19 8 7 。 ) 引用 l 小沼 ( hy per s t h eneではなく b r o n z i t eと呼ばれる組成である ことか た。地球の u l t r a m a f i cから ma f i cr o c kに似た組織を持つ。明 ら,hyper s t henea c h o n d r i t eという 名称は適切ではな く , 一 般には diogen i t eと呼ばれる。mono-mic t ebr e cc i a( モ ノミ chassignite らかに, 重力下 のもとに形成 された組織を持つ 。 rや g r a n o b la st ic組織を もつ ク ト角磯岩)であるが, granula 巴は,R に富む ol i vi n eを主要鉱物 とし,少量の cha s si g n i t もの もある 。表 12に代表的な dioge削除の全岩化学組成を 示し た。南極で発見された d iogen i t eには特異なものが多 い。タイ プ A と呼ばれるものは,南極蹟石のみに発見され 1に 地球 の duniteに類似 した淡緑色の岩石である 。表 1 c h a s s i g n i t eの全岩化学組成を示し た。 orthopyr o xeneと chromit eを含む。火成岩的な組織を持ち , た種類で , orthopyroxeneは完全 に再結晶して おり ,2∼ 5mmの大型の c hromit 巴を含むこ とがある 。タイプ Bは , angrite d i o ge n i t eの中でも ,最 も Feに富む ものである 。 p ) a g ioc l as eとc l i n o p y r o xeneを主要鉱物 とし,少量の ol i vi ne howardite と spinelからなる 。粗粒の火成岩的組織を持つ。表 1 1に l a g i o c l as e (Ans o 9 1 ) とpyr o xeneを主要な howardi t eは,p 鉱物組み合わせとする 。 pyroxeneは , p i geon i t eとbro 回 i t e である 。 howard i teは , d iogen i teと eucr i teの混合物で, a n g r i teの全岩化学組成を示した。 angr i teは , 1個 しか発見さ れていない 。 angriteは , anorthositicr e g o l i t hbreccia 組 or 出i t i cr egol i t hbr e c ci aは,南極関石で初めて発見され pol ym i c tbr e c ci a( ポ リミクト角磯岩)であ る。そのため ポ た。今まで, 5個が知 られている 。 1991年 , 南極以外か ら リミク ト状のものを howar d i teと呼ぶ ( 武田, 1982)。表 12 i l leta l .,1 9 9 1) 。anor t h o s it ic 初めて, 月聞石が発見された( H に代表的な howar d i t eの全岩化学組成を示 した。 r e go l i t hbr e c c i aには , anort ho s i ti cc la stを多 く含む。f us i on shergottite , あめ色から 緑色で,一般の黒色とは違ってい る cr us tが s her got t it eは,py r o xeneとp) a gi oc la s 巴( A mo )および小量 M nO 比が , basal t ic ( 国 立極地研 究所 , 1987)。 F巴0/ のカ ンラン石から なる 。 pyr o x en巴は,pi geoni t 巴と a ug i teで n o r t ho si t ic a c h o n d r i teでは 30程度である のに, 南極隈石の a ある 。p) a g i o c l as eは,衝撃のために溶け, gl a s sが形成され, r egol i t hb r e c c i aは,月の高地の岩石と 同じ 80程度で ある 。 mas kel y n i t e化 してい る。s h er got t i teは,現在まで,4個 しか その他, 組織や REE ,希ガス, 酸素 同位体,同位体年代な どのデータから, 月の高地の岩石に酷似する 。 以上のよ う 発見されている 。南極関石の 2個が発見されるまで,2個 全岩化学組成を示した。 t ho si t icr egol i t hbre c ci aは,月起源の 隈石 なこと か ら , anor と考えられている 。表 1 1に anor t ho si t i cr egol i t hbr ec c ia n a k h l i t e ( Moonと表記)の全岩化学組成を示した。 (She r g o t t y,Zagami)しかなかった。表 11に s h 巴r go t t it eの , c lr n opyroxe n巴 na k h l i teは,発見されて いる数は少ないが を主要鉱物 とす る。表 1 1に na kh l i teの全岩化学組成を示し 24 Y. KOIDE 表1 3 .Stony-ironmeteori tesの主要化学組成. Type ト J a m e P a r t S i白 T i 0 2 A l 2 0 3 Fe203 F的 h伽O MgO CaO N 位 。 e s o s i d e r i t e Mesosi d e r i t eL o d r a n i t e L o d r a n i t e P a l l a s i t e M 7 9 1 4 9 3 Y 7 4 3 5 7 YF 迫 れ . . . . 也副 M勾a lah t i CarbOr w h o l e w h o l e w h o l e 日. t e s 1 1 i s 世 田l e 40. 24 0 . 0 0 0 . 0 1 0 . 6 8 1 0. 92 0 . 2 8 4 8 . 0 8 0 . 0 0 4 9 . 5 9 0 . 52 9. 8 1 2 5 . 7 6 0. 1 6 5. 86 1 5 . 3 5 0 . 5 7 1 3 . 8 4 6 . 6 1 0. 00 0 . 4 7 0. 97 6. 86 0 . 3 1 6. 88 3 . 6 3 0. 1 9 <0. 0 1 0. 1 4 0. 26 33. 70 4. 20 0 . 1 3 1 1 . 8 9 0 . 1 0 。 K1 0 1 ' 2 0 5 Cn03 Fe N i Co FeS c 37. 66 0. 09 0 . 2 0 7 . 5 5 4. 00 0. 37 2 6 . 9 8 3 .65 0 . 1 0 0. 02 0. 26 0 . 9 6 1 5 . 1 5 0. 98 0. 083 1 . 8 5 34.90 0. 05 0. 90 6 . 0 2 6 . 1 2 0 . 4 2 2 9 . 5 3 1 . 5 4 0. 2 1 0 . 0 2 0 . 4 9 0 . 8 1 1 4. 28 1 . 1 3 0. 067 2 . 1 0 0. 66 1 . 1 4 3 3 H10 2 R e f . il i c a t巴は珪酸塩鉱物のみで, who! 巴は岩石全体 Pa r tは分析部分で, s の分析値.引用 l 小沼 ( 1 9 7 8 );2 J a r os e w i c h& Maso口 (1 9 6 9 ); 3 国立極地研究所 ( 1 9 8 7 ) 。南極蹟石では 7個発見されている。表 1 3に,代 al .,1985) 2 Stony-ironMeteorite Stonyir onm巴t e or i t eは,基本的には金属( FeNi 合金)の onyi r onMet 巴or i teの全岩化学組成を示した。 表的な St mesosiderite 基 質 部 に 珪 酸 塩 鉱 物 を 含 む ポ リ ミ ク ト角れき岩である 。 巴は,珪酸塩鉱物が or t h opyro xe neとp i g 巴omt e , mesos i der i t St onyi r onmet eo r i t巴は,珪酸塩鉱物の組み合わせによって ogu巴of 区分される 。 非常に稀なタイプの蹟石 で, Catal d i teのものと p ]agi oc la s巴からなる。珪酸塩鉱物は howar 巴or i t e sでは, 73個しか記載されていない( Graham et Met ronm巴t e o r i t 巴と howardi t 巴の混合物である 類似しており, i 表1 4 .Iron と St onyironM et eori t e sの分類. T y p e F r e q u e n c y K a m a c l t eBand N i ( 3 1 Imm) ( w t 3 J IA(伽油油t e ) I B( A t a 氾l e,O c t a h e d r i t e ) I I A( H e x a h e d r i t e ) 1 1 8( O c t a h e d 目 白 ) e d 附} I I C (仕組h I I D(仁凶h e d r i ) 包 d r i t e ) I I E(白凶e M e s o s i d e r i t e 1 7 . 1 1 . 7 8 . 3 2 . 6 1 . 5 2 . 6 2 . 3 P a r a s i t e I I I A( O c t a h e d r i t e ) 24. 9 I I I B( O c t a h e d r i t e ) 7 . 0 m e<白凶吋r i t e ) 1 . 5 I I I D( A t a 氾t e, C比t a h e d r i ) 包 1 . 1 1 . 7 e d r i ) 也 I I I E(白凶J I I I F(白凶J e d r i t e ) 1 . 1 IVA(白凶副r i t e ) 8 . 3 氾t e ) IVB( A t a 2 . 3 データ はWa s s on ( 197 4)による. 1 . 0 3 .l 0 . 0 1・1 . 0 >50 5 1 5 0 . 0 6 0. 07 0. 4 0 . 9 0. 1 2 6 . 4 8 . 7 8. 7 2 5 5 . 3 5 . 7 5. 7 6 . 4 9 . 3 1 1 . 5 9 .81 1 . 3 7 . 5 9. 7 6. 1 1 0. 1 Ga Ge I r ( p p m ) ( p p m ) ( p p m ) 5 5 1 0 0 1 1 5 5 5 7 6 2 4 6 5 9 3 7 3 9 回 7 0 2 1 2 8 8. 9 1 6 . 6 5. 5 1 兜− 5 20 0 2 5 I S 均 0. 32. 0 1 7 0 1 8 5 2 6 0 1 0 7 1回 0. 0 1 0 . 5 88-114 4 1 1 8 2 9 8 3. 5 18 飲 ) ー7 5 1 8 37 ・5 6 2 . 2 6. 2 7 . 9 -1 2 . 9 1 4 2 7 ∼0. 9 2 9 7 1 7. 1 9 . 3 1 7 2 3 0. 9 1 . 3 32-47 8 . 4 1 0 . 5 1 6 2 1 0 . 6 1 . 3 2 7 4 6 0. 2・0 . 4 1 0 1 3 1 1 2 7 8 7 0 1 . 5 5 . 2 0 . 0 1 0. 05 1 6 2 3 1 . 4 4 . 0 8. 2 9. 0 1 . 3-1 . 6 1 7 1 9 3 4 3 7 0 . 5 1 . 5 6 . 8 7. 8 6. 3 7. 2 0. 7 1 . 1 . 4 9 . 4 0 . 2 50 . 4 5 7 1 . 6 2 . 4 0. 09-0. 1 4 0 . α : > 6 0 . 0 3 1 6 2 6 0 . 1 7 0. 27 0 . 0 3 0 . 0 7 0. 0 12 0. 1 7 1 9 0 . 0 1 0. 1 7 0. 0 7 0. 55 0. 0 2 0. 07 0. 0 5 6 13 7 . 9 0 . 4 4 1 3 3 8 Revi ew.Met eor i t e sf o rt h eEar t h’ sRa wMa t e r i a l と考えられている 。全体的には, polymi c tbr e c c i aの岩相を 示す。 p a l l a s i t e 25 Fe-Ni 相の組織よって,以下の 3つに細分される 。組織に pa la s it eは,大型(直径 1 岨をこえる)の ol i vi neの斑状 組織を示す。ol i vi neは,自形であったり他形であったり,岩 よる区分は,正六面体構造を持つ ka ma c i t e (カマサイト, F e -Niの高温の α相)からなる he x ahed r it e (ヘキサヘドラ イト)と, α棺の kamaci t eと t e ani t e (テーナイト, F e -Ni の高温のァ相)の混じった oct a h巴dr i te (オクタヘドライ 片状であったり様々な形態を示すが,その組成が一定であ る。 このような岩石は地球や月では見られない。 l o d r a n it e , o l i vi n eとo rt h o p y r o x e n e , NiFe合金を含む。 l oc lr a n it eは e s si t e (プレッサイト) ト),細かな α相と了相の集合体の p] か , α相の mar t e ns i t e (マルテンサイ ト)からなる at a x it e (アタキサイト )の 3つに区分される。 o c t ahe d r i t eは , kamaci tel a m e l l a eの幅によってさらに 6 l o c l r a ni teは , o l i vi n 久o r t h o p y r o x e n e ,F e -Ni 合金が 1. 1: 1の つに細分される 。l amela 巴の幅が, 3.3mm以上を coar s e s t .3mmを c o a r s eoc t a he d r it , 巴 0 . 5∼1.3mm o c t a h ed r it e ,1 .3∼3 比で含まれている 。 また,組粒完品質の火成岩石的組織を 。l oc lr a ni t e 示す特異なものである(国立極地研究所, 1987) を mediumoct ah巴c l r i te ,0 . 2∼0. 5mmを f i n eoct a h巴c lr it e , は非常に稀な s t o n ymet eor i t eで,今まで 5個しか見つかっ ていない。 l oc l r a ni t eは,南極頗石の 4個が発見されるまで, 0. 2mm以下を f i n e s t oct ahed r i t e , 0.2m m 以下で s pi nd l e状(紡 1種( Loc lr a n)しかなかったものである 。 si derophyre 巴r o phyr eは,py r o x 巴neと s i li c a( S i 0 2 ),Ni ・ F合金から s i d , pr o t o p y r o x e n , 巴 o rt ho p y r o x 巴 n巴 で , s i l i c a なる。pyroxeneは は , t r i d ym i t 巴である o s i derophyreは,非常に稀な慣石で, いままで l個( St ei n ba c h) しか見つかっていない。 3 I r onMeteorite I ronmeteorit eは, Fe-Ni合金でで きており,少量の 銭形粒子)のものを pl e s s it ico c t a hec lr i t 巴という。 o c ta he d ri t 巴 のF e -Ni金属は,ゆっくり冷めると Niの少ない kama c i t eが dmans t at ten組織と呼ばれる特徴的な模 板状に分離し, Wi 様ができる 。at a xi t 巴は特別な構造を持たない。 含有量に密接な相関が このような組織に基づく分類と N1 ある。he x ah巴 c lr i t eの Ni 含有量は 4∼6wt%, o ct a hedr it eは 6 ∼13wt %, a t a x i t eは 1 3∼2加 t %以上である(4∼6wt % の Ni poora t a x i t eと呼ばれるものもある) 。Niの含有量が 20wt% を越えることは少ない。 化学組成による区分は, N, i Ga, G巴および I rの含有量 t r o i l it e (FeS)を伴う 。江onm巴t e o r i teは,主要構成鉱物で によって 1 3の化学グループに区分される( IAB,I C ,IIAB, 相の化学組成による区分と組織との 2つの分類 ある Fe-Ni 。表 IIC ,I ID,I IE ,I I F ,I I IAB, I I ICD,I I I E ,I I IF ,I VA,I VB) 方法がある 。 14に代表的 I r on Meteorit eの特徴と,図 6には I r on 3 102 1 02 10 Ga(ppm) I r(ppm) I IAB 101 1 0I 101 1 00 1 00 10・ l I 1 0 = I VA 1 02’ E 唱a l n U OI V B 0 1 0 20 30 40 N i(wt3) 図6 囚 1 0 3 50 回 N i(wt3) 回 l l lF 1 0 3 0 1 0 20 30 40 5 0 IIAB 。 5 1 0 1 5 20 2 5 N i(wt3) i r o nmet e o ri t eの化学的特徴 A:N i G a図. N iはwt%, Gaはppmで示した ,B:N iGe図 N iはwt%, Geはppmで示した, C.Ni I r図 N iはwt%, I rはppmで示した.Wasson ( 1 9 8 5)を改変した 26 Y .KOIDE 巴の分類図を示した。化学組成による分類と,組織 meteont 相関から, F巴の含有量が多いタイプと少ないタイプの 2種 による分類は一致していない。 両分類が,現在でも利用さ れている。 類があることを明らかにした。F巴の含有量が多いタイプ (28wt%)を HighI r o nGroup (後の H c h o n d r i t e),少ない タイプ( 22wt%)を LowI r o nGroup (後の Lc h o n d r i t 巴)と r a i gは , P r i o rがいったような Fe 呼んで区分した。 Urey& C I V 議論 1 陽石の成因論史 成因論の歴史については,小沼( 1987)を参考にした。 c h o n d r i t eには, c h o n d r u l巴があることから,太陽系星雲 から直接析出した物質が集まったものだと考えられている 。 したがって, c h o n d r i t eは,太陽系初期の情報をもっている という観点から,蹟石の研究では, c h o n d r i t eを材料にした 研究が多い。以下では, c h o n d r i t eの形成に関する研究史を 中心にまとめる。 Cc h o n d r i t eから, LL, L , H, Eの順に, F巴O の量が減 り,逆に Feの含有量が増えていく。 FeSの量は, Echondrite が多いだけで,他の c h o n d r i t e聞では余り変化しない。傾石 では, FeOは珪酸塩鉱物として, Feは金属相として存在す ることを意味している。したがって, c h o n d r i t eのF巴や F巴 O の量は,珪酸塩鉱物と金属相の量比を反映している。 一方 , FeSは t r o i l i t eは , c h o n d r i t 巴では,普遍的にあり, Echondrite だけは,他の c h o n d r i t eより 2倍程度 t r o i l i t eが多いと考えら れる 。 副次鉱物の Ni-F 巴鉱物や t r o i l i t eの存在は, c h o n d r i t 巴が非 常に還元的な環境で形成されてたことを示している。鉄は 還元条件におかれると珪酸塩よりも金属鉄や硫化鉄として 存在しやすくなる。従って還元度が増すと,金属鉄や硫化 鉄の量が増え,珪酸塩鉱物の Fe-Mg固溶体は鉄の乏しいも のになる。ニッケルは鉄と似た挙動をし,還元的になると h o n d r i t e 金属相のニッケル含有量は増加する。つまり, Cc から, LL, L , H, Eの順に還元的な環境で形成されてこ とを示している。酸化還元の程度と隈石の起源をめぐって 議論が起こった。 関石のタイプと鉄の量の規則性に最初に気づいたのは, P r i o r( 1 9 1 6)であった。F巴の量が少なぐなるにつれて,金 属相の N i ; F ;巴比が増加し,苦鉄質珪酸塩の F巴0/(FeO+MgO ) 比 も増加する。 F巴0/(F巴O+MgO)比が 0∼0 . 1を巴 n s t a t i t e c h o n d r i t 巴(後に Ec h o n d r i t ) 巴 '0 . 1∼0 . 2を b r o n z i t ec h o n d r i t e (後に Hc h o n d r i t e ) ,0 . 2∼0 . 3 5を h y p e r s t h e n 巴c h o n d r i t 巴(後 巴)と区分した。P r i o rは,このような規則性は, にLchondrit c h o n d r i t 巴が共通のマグマから形成され,初期の極度の還元 状態の時には, e n s t a t i t ec h o n d r i t eができ,分化するに従っ て酸化状態に変化していき H か らh y p e r st h 巴 nec h o n d r i t eま で形成されたと考えた。P r i o rの考えの特徴として,すべて h o n d r i t 巴は巴n s t a t 出 c hondr 由貿の還元状態の起源物質 のc から,酸化還元の状態の差によ って各種の c h o n d r i t eが連続 r i o rは , c h o n d r i t e 的に形成されたという点があげられる 。 P は同ーの起源物質からできたと考えたため, F巴含有量もタ イプ毎に違いはないと考えた。 また,起源物質は高温から 低温へと変化していくことを前提としている。 一方 , Urey&Craig( 1 9 5 3)は,金属と FeS中の FeとFeO の含有量が一定の起源物質では,このような 2つのタイプ の陳石の起源が説明できないことを示した。H と Lの 2グ ループの存在は,少なくとも 2の起源物質が必要であるこ とを意味する 。もし,同ーの起源物質からできたとすると, 一度どこかで金属相と珪酸塩鉱物相の分化が起こらなけれ r a i gは H グループと Lグループは ばならない。 Urey& C 別々の母天体を起源とし, Lグループが始源的で,珪酸塩の 蒸発によって H グループが形成されたと考えた。 Wiik (1956)は, carbonac巴ouschondriteも含めて c h o n d r i t eの起源を考えた。Wiikは , c a r b o n a c e o u sc h o n d r i t 巴 のうち,揮発成分がもっとも多いタイプ I ( C lのこと)が 始源的なもので,揮発成分が取り除かれるととによって, タイプ I I(C2),タイプ I I I( α)が形成されると考えた。さ らに還元作用によって Ec h o n d r i t eができたと考えた。 P r i o rの高温起源説に対し, Urey& C r a i gや Wiikの説は 低温起源説である。このような起源物質が高温が低温かは, その当時の惑星起源に関する流行を反映している。 Ringwood ( 1 9 5 9 ,1 9 6 0)は,低温説の立場から蹟石の起 h o n d r i t eに似た起源物質が集積し 源を論じた。 CIタイプの c て冷たい母天体が最初に形成された考えた。その後,短寿 命の放射性元素のエネルギーを熱源として母天体は溶け, 激しい火山活動をおこし,そのときに飛び散った溶岩が c h o n d r u l 巴を形成したと考えた。母天体の大きさは金属の鉱 物相から月程度の大きさがあったとしている。 この説には さまざまな批判がおこった。Ec h o n d r i t eのなかの鉱物には 水があると形成されないものがあること( And巴r s ,1 9 6 4 ) , 珪酸塩が溶けるような温度には達しないこと( Muller 1 9 6 4)などがあげられた。つまり, c h o n d r i t eは全体として a r b o n a c e o u sc h o n d r i t eをのぞく 融けることもなかったし, c と,かなり乾いた環境で形成されたことが明らかになった Ringwoodのモデルは否定されたが,この母天体という考え O 方は,後のモデルにも継承された。 Mason( 1 9 6 2) は , CIを最も始原的なものとし,加熱,脱 水反応は固相における再結晶作用でおこったとした。 しか し , carbonaceousc h o n d r i t e以外の c h o n d r i t eの金属鉄はま わりの珪酸塩鉱物とは非平衡にあること, C I Iの構成物が非 常に異なった環境で別々に生成されたことなどから否定さ れた 。 F i s he ta l .( 1 9 6 0)は,小天体 1個ですべての関石を形成 するモデルを提唱した。その熱源としてお' Alなどの半減期 の短い放射性核種であった。 各種の慣石は,相分離によっ h o n d r u l eは,火山活動が起こり,飛 て形成されたとした。c び散った溶岩からできたと考えた。このモデルでも, Ringwoodと同じ構成物の非平衡性が説明できない。 また, Ec h o n d r i t eも作ることはできない。 Review・M巴t e o r i t e sf o rt h eE a r t h ' sRawMater i a l Urey ( 1 9 6 4)のモデルでは,低温で,不簿発性物質と 固 体水素を材料に月程度のいく つか の初生母体ができる 。 続 くガスの収縮で,初生母体が加熱され,各種の化合物が形 成され層ができる 。 そこに別の天体が衝突し,初生母天体 が壊れて小さな液滴ができ chondr u leとなる 。非常に複雑 なモデルであるが, carbonaceouschondriteや非平衡 chondr i t eをうまく説明できない。 Wood ( 1 9 6 3)のモデルでは,関石に見られる特異な物質 chondr u leは,原始太陽系星雲の中ですでに形成されたいた と考えた。 このモデルでは,原始太陽系星雲は,還元的な 高温星雲から酸化的な低温星雲へと変化していく 。 星雲の 冷却速度が速ければ, c h o n d r i t eに見られる各種の非平衡現 象が説明できる 。Woodのモデルで仮定した, 原始太陽系星 雲の 2000K,lOOOatmという非常な高温高圧の条件は,天文 学的 には考えに くく ,特に高圧条件は難しいとされた。そ のため,高圧下ではなく,局所的な放電効果による高温だ 27 ていく 。 fragment f r agmentは,岩片と鉱物片の 2種がある 。 岩片は,深成岩似た組織を持ち, また,出現頻度もすく hondrul eと比べて, p[ a g i o c l a s eとd i o p s i d e成分が少 ない。c l i v i n eとp y r o x e n eの組成は均質で, p y r o x e neは , Mg ない。o に富む o r t h o e n s t a ti t 巴である 。Fe/Mgと A l l(AJ.+Na+K )の 比 , s p i n e !の組成は, c h on d r u l eの I Pタイ プに似ている(国 立極地研究所, 1 9 8 7) 。 eの破片である( Kunura, 鉱物片は,細粒で chondrul 。鉱物種やそのの量比は c h o n d r u leのものに似ている 。 1 9 8 3) 鉱物片のサイズは chondrul eのものより細粒で, c hondrul 巴 の破砕時に細粒化したと考えられている(国立極地研究所, 1 987) 。 Pタイプの c hondr i t e前駆物質が 1 2 0 0∼ 岩片の起源は, I 1500℃に加熱され, p l a g i o c l a s eと d i o p s i d eの成分が抜け, けで溶けて急冷するというモデルに変化していく 。 ゆっくり冷えてできたと考えられる( Kimura,1984) 。この 乙こまでにみた研究史は,現在の慣石成因論の前提とな る時代のものである 。現在では,天文学や宇宙化学など各 時 , ol i v i n 巴と p y r o x e n 巴の組成が均質化される。 1 0 0 0℃まで はゆっくり冷え,それから急冷される 。 m a t r i x 種の研究者が慣石から太陽系初期の条件を読みとっている 。 しかし,この Woodの研究が平衡凝縮論へと導いた。 標準モデル まだ解明されていない部分も多いが, 隈石の起源の標準 的なモデルとしては.以下のようになる 。 材料は,一つ前の太陽の超新星爆発でほとんどができる 。 , μサイズの珪酸塩鉱物と不透明鉱物,手I =品質 m a t r i xは a t r i xとその不透明 mat r i xが再結晶 物質の集まった不透明 m a t r i xがある( Husse ta l . ,1 9 8 1) 。不透明 mat r 以 した再結品 m は , Feに富む o l i v i n eと Naに富む p[ a g i o c l a s e成分からなる ( I k巴dae ta l . ,1 9 8 1)。o r di na r ychondri t eと c arbona c 巴o us しかし, 一部,} J l j の星からきた成分あるいは元素が含まれ a t r i xには,低温で凝縮した c hon d r i t eでは,組成が違う 。m ていた可能性がある 。超新星爆発から原始太陽系星雲の聞 の星間塵に蒸発過程が起こる 。 しかし,この過程はよくわ かっていない。 このようなガスからできた原始太陽系星雲 Feと Naに富む成分だけでなく,高温で凝縮した p y r o x e n e は,温度が下がっていく 。 この時,ゆっくり冷える場合の 含む。このような p h y l l o s i l i c a t eは , o l i v m eや p y r o x e n eの変 塵の凝縮過程は平衡凝縮モデルで,熱いガスが急冷する非 平衡凝縮モデルの 2つがある 。 このどちらが正しいかはま e c k,1 9 8 2) 。 質作用で形成されたものである(Tomeoka&Bus m a t r i xは,高温で凝縮したものと,低温でのガスからの だ決着が付いていない 。 凝縮物,そしてその凝縮物とガスが反応してできたものが 原始太陽系成分ガスでは,元素の特性によって分別がお e f r a c t o 1 y (難揮発性)元素, l i t hop h i le (親石)元素, こる 。r eのよ 混じったものである 。このような混合物は, chondrul も含む,非常に非平衡なものである( Nagahara,1984) 。 c a r b o n a c e o u sc h o n d r i t eの m a t r i xは数種の phy lo s i li c at 巴を うな高温にさらされることはなかった。隈石の組織から, s i d e r o p h i le (親鉄)元素, v o l a t i l e( 揮発性)元素に区分さ m a t r i xはc h o n d r u l eを取り囲んでいるために,母天体に集積 れる 。各元素はこの順により高温で凝縮する。 このような する直前に, chondrul eの回りに付着したはずである 。 i n c l u s i o n c a r b o n a c e o u sc ho n d r i t eを特徴づけるものとして, Caや Alに富む白色で不定形の i n c l u si o n (包有物)や amoeboi de ol i v i n ei n c l us i o n (AOIと略す)が含まれる。前者は, CAI 元素種毎にさまざまな程度に分別が認められている。 原始太陽系星雲ガスから凝縮した固体物質は , 高温凝縮 物は CAIにな り,珪酸塩成分は c h o n d r u l eの前駆物質にな り,再加熱され c h o n d r u l 巴となる 。かなり低温で凝縮したも a t r i xになる 。 このような物質が集まって,各種陳石 のは m , (Ca-Ali n c l u s i o n , CAIと略す)と呼ばれる 。 CAIは の母天体となっていく 。 一応の様準モデルはあ るが,必ずしも確定したものでは なく,この後も大きく変更される可能性がある 。 p e r o v s k i t e ,m e l i l i t e ,s p i n e! やh i b on i t eなどからなる 。細粒か 粗粒( 5∼lOcm)か,また構成鉱物の量比によって細分され i n c l us ionは , ordinarychondrit eにも見られるが, る. c ar bonaceousc h o n d r i t 巴のものに似ている 。 2chondrite構成物の起源 c h o n d r it 巴 は , c hon d r u leと , fragment , m a t r i x, i n c l u s i o nか CAIは粗粒と細粒のもに区分される( Grossman,1 9 7 5;池 田 , 1 9 8 3) 。組粒の i n c l us i onは , f a s s i t 巴の量によって, A と らなる 。各構成物は,同時にできたものではなく,それぞ Bの2つにタイプ分けされる 。タイプ Aは,主として m巴 l 品1 t e れ固有の起源を持っている 。 以下に,おのおのを詳しく見 からなり少量の p y r o xe n巴を含む。タイプ Bは , py r o x e n eが 28 Y.KOIDE 多い( MacPherson巴ta l . ,1 9 8 8) 。 富む o l i v i n eと Naに富む p J a g i o c l a s巴を含み。 このような化 粗粒の CAIは,一般には,原始太陽系星雲ガスからの高 混凝縮物と考えられるが, CAI中の鉱物に酸素同位体異常 が認められ,単純な高温凝縮物とはいえなくなってきた。 また CAI中には,平衡凝縮物というより,蒸発残溢と考え 学組成の差は, I PとSPタイフ。 の前駆物質が異なっていた可 た方がよいものもある 。 いずれにしても, CAIは基本的に は,高温の生成物である 。 細粒の CAIは , f a s s i t eとs p i n e!の高温凝縮物からできて いたものが,後に低温で周囲のガスと反応して, F巴やアル k e d a ,1 9 8 2) 。AOIも CAIと カリ金属を含むようになる(I 成因関係を持つが,やはりガスと反応している 。 超新星爆発に由来する高温凝縮物が原始太陽系星雲に入 能性を示している 。 c h o n d r u l eは,その形態や組織が特異であるために,成因 に関して多くの議論がなされている。 一般的には,温度低 下に伴って原始太陽系星雲ガスから固体が直接平衡に凝固 し,その後なんらかの作用で加熱溶融し, c h o n d r u l eになっ たと考えられている 。乙の根拠は, c h o n d r u l巴中に融け残り 結品が発見されたことである( N a g a h a r a ,1 9 8 1; Rambaldie t a l .,1 9 8 3) 。 この一般的モデルでは,大きく 2つのプロセスを経るこ 1 ) :原始太陽系星雲ガスからの c h o n d r u l eの前 とになる 。 ( り,ガスとの反応で各種の粗粒 CAIができ,凝縮によって 駆物質の凝縮過程,( 2 ) :chond印 l eの前駆物質の加熱・冷却 できた f a s s i t 巴や o l i v i n eなどの凝縮物がガスと反応して,細 の過程である 。 粒の CAIやAOIを形成したと考えられている(池田, 1 9 8 3) 。 ( 1)の冷却過程は,平衡凝縮モデル( L arimer& Anders, chondrule c h o n d r u l eは,直径数 m m程度の粒状の物質で,珪酸塩鉱 1 9 6 7)と呼ばれ,温度低下に伴って原始太陽系星雲ガスか ら固体が直接平衡に凝固したと考えられている 。 このよう 物からなる 。c h o n d r u l eは,地球の岩石には見られない,関 h o n d r u l eは , g l a s s (groundmassと 石特有の組織である。 c な凝縮図体が陳石や惑星などを形成したと考えられている 。 して存在)と, o l i v i n巴p y r o x e n 巴の組合せからなる 。 このモデルに基づいて, さまざまな固相の凝縮温度が計算 されている( L o r d ,1 9 6 5 ;L a r i m e r ,1 9 6 7 ,Grossman,1 9 7 2) 。 c h o n d r u l eは , S i 0 2の含有量によってほぼ組織が決定され h o n d r u l eは , g l a s s質のもので, p y r o x e n e る 。 Si02が多い c を含む d e n d r i t i cなもの, o l i v i n eからなる p o r p h y r i t i cなもの o n i n gを示す。慣石の へと変化する 。個々の鉱物も激しい z h o n d r u l eの組成の組織のあい 種類によって( H, L,LL), c 説明できるため,多くの研究者に採用しているが,しかし, 実際にはよくわかっていない。( 2 )の加熱過程は,実験的に 研究されている。加熱の最高到達温度は, Naの蒸発温度か 0 0 0から 1 5 0 0 ℃であると考えられている( Tsuchiyama ら , 1 9 8 2) 。傾石間の化学組成 だには系統的変化はない(武田, 1 e ta l . ,1 9 8 1) 。乙の加熱の原因は,赤道面へ落下中の d u s tの P このような平衡凝縮モデルは,関石内のさまざまな特徴が の違いは, c h o n d r u l 巴 が , Fe-Ni金属や t r o i l i t eとどの程度の 放電,星雲との衝突,周辺のガス等による加熱( Cameron, 比率で混じっているかによっている 。 c h o n d r u l eは組織と鉱物組合せ,化学組成によって分類さ 1966;Wood,1984などに母天体上での衝突による加熱 れている 。組織によって porphyritic (斑状)と non- ( K i 巴 妊e r ,1 9 7 5;池田, 1 9 7 9ほか),太陽系星雲への星間塵の p o r p h y r i t i c (非斑状)に大別される。両者は,構成鉱物に よって p o r p h y r i t i cはさらに p o r p h y r i t i co l i v i n e,p o r p h y r i t i c 衝突による加熱(Wood,1 9 8 3)などが考えられている。し かし,どれが原因かは特定されていない。その後の冷却過 h o n d r u l eのさまざまな組織を作るためには, 1 0 4 ∼1 程は, c pyroxene,p o r p h y r i t i co l i v i n e p y r o x e n e ,b a r re do l i v i n eに , n o n p o r p h y r i t i cは r a d i a lp y r o x e n e ,g r a n u l a ro l i v i n e p y r o x 巴n e , c r y p t o c r y s t a l l i n eに細分される( Gooding& K e i l,1 9 8 1) 。ま h o n d r u l 巴を作った前駆物質の化学組成から分類する方 た ,c h o n d r u l巴全体の化学組成に依るもので 法がある 。これは, c k e d a ,1 9 8 3) 。CPタイフは, A l /(Al+Na+K )の原子 ある(I 比が 0 . 9 5以上, K l(K+Na)の原子比が 0 . 5以下, I Pタイプ は0 . 6 5∼0 . 9 5 ,0 . 5以下, SPタイプは 0 . 4∼0 . 6 5,0 . 5以下, KF ( K u r a t ,1967ほか),小物体同士の高速衝突 による加熱 ℃ /hrという冷却速度のもとでおこなわれたとされ る (Tsuchiyamae ta l .,1 9 8 0;TsuchiyamaandN a g a h a r a ,1 9 8 1, L o f g r e n& R u s s e l l ,1 9 8 6) 。 c h o n d r u l eから,太陽系の初期の過程が読みとられている が,まだ研究途上で今後の成果が期待される。 p r e s o l a rg r a i n p r 巴s o l a rg r a i nとは,超新星爆発の元素合成ではなく,別 タイプは 0 . 4 ∼0 . 6 5 ,0 . 5以上という比を持つ 。 CPタイ プは の星からやって きた粒子であ る 。 p r 巴s ol a rg r a i nは,数 ppm carbonaceousc h o n d r i t eのみに含まれ, KFタイプは LL 程度の量しか含まれていないが c ar b o n a c e o u sc h o n d r i t eの chondriteのみに含まれ 細粒で低温でできた m a t r i xから見つかる。 現在, diamond, SiCとg r a p h i t eの 3種が見つか っている 。同位体比の異常か IPと SPタイ プはすべての c h o n d r i t eに含まれる 。 chondrul巴の plagioclase成分は一定であるの対し, p y r o x e n eとo l i v i n 巴の成分比が大きく変化する 。このことは, 前駆物質に p y r o x e n eとo l i v i n eの成分比の不均質があったこ ら,これらの粒子が別の星から来たことがわかる 。 同位体 異常は, C ,Si,N,希ガスなどで認められる。 diamondは , 1 0A程度の非常に小さいサイズだが,量は とを示している 。I PとSPタイプを比べると, I Pの方が Mg に冨む o l i v i n巴も主とし, Caに富む p l a g i o c l a s eを含み, 4 0 0∼1800ppm程度で多い。Xeや Neの希ガスで異常が見つ Anders& Z i n n e r ,1 9 9 3) 。 このような異常は, かっている ( p y r o x e n eと s p i n巴 lは Alに富む。一方, SPタイ プは, F巴に 超新星爆発でできたものであると考えられている 。 Revi 巴w M e t e o r i t 巴s f o rt heEar t h' sRawM a t e r i a l 29 2呪巴は無 石の中 にIは取り込まれることなぐ,放射起源の 1 SiCは , 7ppmの量で' 0 . 0 3∼ 101 1Ill程度の大きさである 。 5×261 1Illの大きいものも見つかっている(V江a get 稀に 1 。SiCの 30%に,希ガスの同位体異常が見つかっ a l . ,1 9 92) た。2 1Neの含有量から.太陽以前の宇宙線を 1 . 3∼ 20億年間 l .,1994) 。1 ℃ ' ./ 1 3 Cでも, 浴びたと考えられている(Lewiseta いはずである 。ところが,余分の 1 2 な巴が蹟石から発見され た。 このことから元素合成から固体の形成まで非常に短い 期間に形成 されたことになる 。形成期間は 1億年のオー ダーである 。 地球( 89)より高い値をもつものや,低い値を持つものな ど異常な粒子が見つかっている 。 このような粒子のうち, 1 4 N J 1l N が低いもの(地球は 272)を g r a i nX,高いものを 元素合成モデルの精度あ るいは値の見積 もりによって形 成年代は,小さいながらも変化する 。 その元素合成のモデ ルの誤差をなくすために, ある瞭石の 同位体組成を基準に g r a i nY と呼んでいる(Anders& Ziimer ,1 9 9 3) 。g r a i nYは 用いることによってその誤差が消せる 。 基準の損石として, B j u r b o l e (L4)が使われる 。 この慣石の形成年代の 1 0 0 0万 S i同位体でも異常を示す。 とのような異常は.いくつかの 星からやってきた粒子が混在している可能性がある。多く の SiCは asymptoticg i a n tbranchs t a r (漸近巨星分校星: AGB星と略す)で形成された。1 2 c ; n cが低い SiCは , hot 年前から 2000万年後の約 3000万年間に蹟石は固化したこ とがわかる 。 これは蹟石のタイプをとわず, どの損石もこ 。 の範囲内にはいる(Swmdle& Podosek,1988) bottomb u r n u 1 gという過程か Jt y p e炭素星から来たものと さらに,半減期の短い消滅核種である 2 6 Alが発見された 考えられており, g ramXは超新星起源の可能性を示してい 。gramYの起源は今のところ不明である。 る(甘利,1993) g r a p h i t eは , 0 . 8∼71 1Ill程度の大きさで, 2 ppm以下の量 (Gray& Compston,1974) 。2 6 Alは β崩壊して 2 6 Mgになる 。 しか含まない 。nc;ncは地球の値よりはるかに広い範囲の 4 N / 1 i Nや 1 6 Q / 1 8 0でも広い範囲の値 値( 3∼7000)を持つ。1 l le nde蹟石中の CA Iに消 その半減期は, 72万年である 。A 滅核種の 2 6 A Iからできた 26Mgが発見された。 との発見に を持つ。また明瞭な過剰の 26Mgをもっ。このような同位体 r a p h i t 巴が, AGB星や Wolf-Rayets t a r , nova巴 の特徴は, g よって,元素合成から閤体の凝縮まで,数 100万年程度と いう非常に短い形成期間となった 。 このような,元素合成から固体の形成までの非常に短い 期間は,太陽系形成モデルに大きな束縛条件を与える 。 ta l . , (新星)の起源の粒子であることを示している( Amarie 形成年代 。 1993) 隈石の形成年代は,放射性同位体, 主として Rb-Sr,SmA r A r , K-Arなどの系が利用されてい る。 表 Nd, U-Th-Pb, 1 5に隙石の形成年代の測定データをまとめた。最近では, 3 限石の年代 隈石の年代を考える場合,測定された年代をなにを意味 するのかを注意する必要がある 。 年代測定は,放射性同位 体を用いておこなわれる 。このとき,どのような隈石の,ど の部分を,どのような放射性同位体をもちいて測定したか によって,測定データの解釈が異なってくる 。なぜなら, 陳石には,地球の火成岩とは違って, さまざまな事件の情 分析技術の向上によって,そのほかの同位体系が開発され. 利用されつつある 。 事件を,意識した分析がなされるようになったのは, 最 近である 。表に示した多くの年代データは,漠然と形成年 代を求めたものである。その事件は, Tl∼T6までを示し , 報がそのまま保存されているからである 。 その事件とは, TO:太陽系外成分の形成, Tl:核合成の このような事件が測定の誤差範囲以内で起こっていれば, 見分けられないので,形成年代と考えて問題ない。 求めら れた年代は,第一近似として,太陽系の始まりとろを示し 終わり, T2:高温凝縮固体( CAI)の形成, T3:chondrule ているといえる 。 の形成, T4:m a t r i xの形成, T5・母天体の形成, T6:母天 c h o n d r i t eの形成年代は,データは 4 5億年前ころに集中す 体の火成作用,変成作用および化学的分離, T7:母天体同 るが,ぱらつきは大きい。 その原因は,測定誤差,あるい は陳石の形成年代にばらつきがある, もともと形成年代と 士の衝突, T8:母天体からの離脱, T9:地球への落下が考 を測定するを選択しなければならない。 そして,目的とす いう 1つのものが定められない,同位体組成が固結後変化 したなどが考えら れる 。 Rb-Sr系と U-Th-Pb系は,地球上での汚染や変質による るデータの精度に見合う測定技術がともなえば, 変化を受けやすい。Rb-Sr系はば らつきが大きく, U− 百i P b えられる 。 このような事件を見分けるためには,使う瞭石 のどの部分を分離して測定するか, またどのような同位体 このよう ま た K-Arや Ar-Ar法は,熱の影響を受けやすく,形成年代を な事件が見えてくるはずである 。 系では,ほかの年代誤~定と比べて古くなる傾向がある 。 院石の形成期間 Tlから T2の間つまり,元素合成から蹟石の形成までの 期間は, I-Xeの同位体で推定できる 。 1 2 9 1が S崩壊して 1 2 な巴が形成される。その半減期は 1570 よりも母天体形成以降の事件を残している可能性がある 。 U-Th-Pb系では, 2種類の U Pbと, Th-Pb,Pb-Pbの組合 万年である。 Iはハロゲン元素で, Xeは希ガスである 。Iは 司 せで 4種の年代が求めることができる 。 このような年代が すべて一致したものが一致年代と呼ばれる 。AngradosR巴i s 応性に乏しく,気体のまま存在するため隈石には入りにく の一致年代から, 4 5 . 5±0 . 3億年前という年代が得られた (Tatsumotoe ta l . ,1 9 7 3) 。また,同じ険石の Sm-Nd系でも, い元素である 。元素合成の時から長い時間経過すれば, 蹟 4 5 . 5土 0 . 4 (Lugmair& Marti 1 9 7 7 ) ,4 5 . 6土 0 . 3億年前 固体相に取り込まれやすい元素である 。 一方,希ガスは反 Y. KOIDE 30 表1 5 .Meteoritesの形成年代. type Name 叩 Pb/描Pb 酬 P b / . , . U 即 Pb/"0U A r A r K A r I ,6 6 3A 今 i 内4 − 4. 574 4 . 5 2 9 4 . 5 5 8 4 . 6 5 7 4 . 5 6 4. 552 仏 守 , 、 d 7 8 4 . 5 6 9 4. 530 4. 634 4. 542 4. 5 8 1 6 4. 700 4 . 6 3 4 . 5 3 0 1 0 1 1 8 ,1 2 4. 557 4. 552 0 . 1 6 5 1 . 2 7 1 . 2 7 4. 58 4 . 6 5 I ,2 ,1 3,1 4 ,1 5 ,1 6 1 . 3 1 . 3 1 . 4 4 . 5 9 2 1 1 7,1 8 ,2 1 2I 1 9 ,2 0 A 内&内 u 内4 。 p ハ。 ‘ 内U コ 3 Mmu −司&’ 2’ 8’ ’ AζU 3 1 32 4 d 内 5 5‘ 15 2233 4. 32 ・ 4. 396 4 . 3 9 5 WJ 3 今 4. 35 ハU 、 4.77 U44ζJZA3A 今’ d 4. 524 a J f 勾 ny ‘ 内‘ 内 A崎 包 J 4 A U マ 晶 Y 3. 75 1 ・7 1 23 82 22 2 5 ・5 1 ・・ M A崎 刈 崎 A吟 A ζU00 4.4 4 . 4 7 4 . 6 0 4 . 5 2 4 . 5 5 ,ゥ“・・ウ&内,ゐ ’.’ う “ 、 今 A , − 。 598 制324 62669l ぷU o A− マ バ 崎 d 4445 r aζJ ’a’ 、 , A崎 司 3 ζJ 4 . 5 6 4. 529 4. 526 4. 5 7 3 4. 556 4. 415 4. 329 4. 5 4 1 347M845 6586016 4444444 4. 1 9 4 . 5 4 2 References 4 . 5 1I 4. 496 4. 559 4 . 5 6 4. 46 4 . 5 3 A怜 A抽 マ 今3 A U守 Chondrite C2 M u r r a y C3 A l l e n d e C3 A l l e n d eCAI E4 I n d u r c h E5 S t .S a u v e u r 1 1 3 T i e s c h i t z HS B e a r d s l e y HS P l a i n v i e w HS R i c h a r d s o n HS P u l t u s k H6 0困 問 問 LS a v e r a g e L6 P e a c eR i v e r L 6 Modoc L6 B r u d e r h e 1 m LL5 K r a h e n b er g LL5 O l i v e n z a は 」5 S t .S e v e r i n 日ng同t e A n g r ad o sR e i s SNC S h e r g o t t i t e N a k h l a n i t e Chas剖g Rubrites N o r t o nC o u n t r y E u c r t t e s N田 v oLa 陀 do S i o u xC o u n t y P a s s a m o n t e l b i t i r a B e r e b a S t a n n e r n J u v i na s Moana P e t e r s b u r g M o r r i s t o w n u l c o A回 p ALH-765 Y 7 5 0 1 1 Howardites 回同 Kap Dlogenites J o n s t o w n T a t a h o u i e Mesosidellte E s t h e r v i l l I r o n l l E C o l o m e r a Rb-Sr Sm-Nd 1 2 ,2 1 ,36 38 38 4 . 5 3 3 4 . 5 5 5 4 . 5 6 0 4. 6 1 39 37 ta l .( 1 9 7 3 );2 :T i l t o n( 1 9 8 8 ) ;3 Gopalan&Weth 巴r i l l( 1 9 7 1 ); 複数データーがある場合は,平均値で示した 引用 1 Tatsumotoe 4 Mins t e ret a . l( 1 9 7 9 );5 Mi n s t 巴r e t a l .( 1 9 7 6 ) ;6 T i l t o n( 1 9 7 3 );7 Was s e r bu rgeta . l( 1 9 6 9 ) ;8 T a y l o r( 1 9 9 2 );9 Graye ta . l ( 1 9 7 3 ) ;1 0 Ke mp&Mull巴r( 1 9 6 9 );1 1 S a n z&Wasse r b u r g( 1 9 6 9 );1 2 Manhe se ta . l( 1 9 7 5 );1 3 Chen&Wasserburg ( 1 9 8 1); 1 4 Wa s s e r b u r g巴t a l .( 1 9 7 7 ) ;1 5 : Lugmair&M a r t i n( 1 9 7 7 );1 6 J a c o b s e n&Wasserburg ( 1 9 8 4 );1 7 P a p a n a s t a s s i o u巴ta l .( 1 9 7 4 ); 1 8 Galee ta l .( 1 9 7 5 ) ;1 9 Bogarde ta . l( 1 9 6 7 );2 0 :M i n s t 巴r &A l l e g r e( 1 9 7 6 );2 1 B a s a l t i cVolcanismS t u d yP r o je c t( 1 9 8 1 );22 巴r b u r g( 1 9 8 5 ) ;2 5 P r i n z h o f e re ta l .( 1 9 9 2 );2 6 B i r c k&A l l e g r e Unruhe ta . l( 1 9 7 7 ) ;2 3 Nakamurae ta l .( 1 9 7 6 ) ;2 4 Chen&Wass ( 1 9 7 8 );27 Lugmair&S c h e i n i n( 1 9 7 5 );2 8 Ma nh巴se ta l .( 1 9 8 4 );2 9 A l l巴g r e e ta . l( 1 9 7 5 );30 Lugm a i r( 1 9 7 4 );3 1 T o r i go y e ( 1 9 8 3 );32・: Podosek&Huneke ( 1 9 7 3 ) ;3 3 :Kaneoka ( 1 9 8 1 ) ;34 Nakamura巴t a ! .( 1 9 8 3 ) ;3 5 Ny qu i s te t a . l( 1 9 8 6 ) ;3 6 .Pa pan a s t a s s i ou 巴I &Tatsumoto ( 1 9 9 1 ) e ta l .( 1 9 7 4 ) ;37 Sanze ta l .( 19 7 0 ) ;3 8 高橋(1 9 9 4 );3 9 Broux Re vi e w:Meteo口t e sf o rt heE a r t h’ sRawMat 巴r i a l ( J a c o bs e n& W a s s e r b u r g ,1984)の一致した年代を得た。各 種の方法や各地の研究室で得られた一致した年代は, 隈石 の形成年代を示していると考えられる 。 精度よいデータで考えると c h o n d r i t eでは 4 5 . 5 5億年前 ( T a y l o r ,1 9 9 2 ),a c h o n d r i t eも 4 5∼44億年前(国立極地研究 31 宇宙線の照射がとまり,平衡が崩れ,放射崩壊のみが進む。 落下年代の決定には, l℃ , 3 6 C l , BIK rがよく使われるが,他 D B e ,2 6 Al,53Mnからも推定できる 。 このような同位体 にも l を利用して落下年代を求めることができる 。 若い形成年代 所 , 1987)の年代を示す。 どの隈石も,最古の形成年齢は 事件 T6,つ まり母天体内での火成作用での一番最近のも 4 5 . 5土 0 . 1億年( Unruh,1982)を示す。 とれは,どの蹟石 のは,地球に見られる 。地球以外での活動は,前述の クレー の Tl∼T6の事件も,短期間に形成されたことを意味する 。 ター密度か ら推定できる 。 しかし,隈石か らも非常に若 T2にあたる CAIの年代は 4 5 . 5 9±0 . 0 5億年( Ch 巴 n& い年代が発見されている 。 Wasserburg,1 9 8 1)が得られている 。 CAI中の per o v s k i t e粒 a c h o n d r i t 巴の SNCは,一連の成因関係があると考えられ 子の年代は, A l lend 巴では 4 5 . 6 5土 0 . 3 4億年前, Marchison h e r g o t t it e( N y q u i s te ta l . , ている。その一番の特徴は, s では 4 5 . 6 9±0 . 2 6億年前( I r 巴 l a n de ta l . ,1 9 9 0)を示す。CAI 1 9 7 9 ),n a k h l a( P a p a n a s t a s s i o u& W a s s e r b u r g ,1 9 7 4 ; Gale と全岩の形成年代の違いは誤差の範囲内であるが, 高温で 凝縮する CAIの年代がやや早い可能性がある 。 K-ArとAr-Ar法では, 4 5 . 5億年より若い年齢が多くの隈 e ta . l,1 9 7 5 ) ,c h a s s i g n i t 巴 ( Lanc et& Lancet ,1 9 7 1)と もに, he r g o t t i t eは , 6億 5000万∼ 1億 年齢が若いこ とである 。s 6 5 0 0万年前の年代を示すが, nakh l aも c ha s si g n i t eも 1 3億年 石で報告されている。これは,元素の性質を反映している 。 前の形成年代を示す。SNCのこのような若い年代は, 1億 気体の核種を含む同位体組成は,熱の変化を受けて変化し 年前ぐらい まで,その母天体で火成作用があったことを示 やすく,変成 ・火成作用 や母天体同士の衝突,つまり事件 T6から T7によって容易にリセ ッ トされる 。逆に,このよ している 。小惑星の小さな天体では,熱の供給源や保存を 考慮すると, 45億年前以来火成作用を続けることは不可能 うは気体の同位体組成から,母天体での T6と T7事件を読 である。 SNCを作った天体は,あ る程度大きいものである。 みとることが可能である。 小惑星帯ではそのようなものはない。月 では,約 30億年前 K-ArとAr-A 工法の年代測定のデータには,どの頗石タイ プについても, 4 5∼4 3億年と 4 0億年前, 3 0億年前にピーク が見られる 。また,阻石種毎に固有の年代のピークをもっ。 Lc h o n d r i t eは 7∼8億年前にピークをもち, LLc h o n d r i t eは 1 3億年前にピークをもっ(国立極地研究所, 1 9 8 7) 。共通し た年代のピークは太陽系の共通の事件を, 関石種毎の年代 ピークはその頗石種の母天体だけの事件を反映しているは に活動を停止しているため, SNCの母天体とはならない。 クレータ一年代学によれば,火星は,数億年前ぐらいまで 活動していたと考えられる( Basalt i cVolcanismStudy P r o je ct ,1 9 8 1) 。年代の比較研究からは, SNCは火星の起源 と考え るの一番矛盾がない。 若い年代だけでなぐ, SNCが火星から きた根拠として, 以下のものがあげられる。マグマから重力のもと(大きい 天体)で形成された火成岩的な組織を持つこと, Car i c h ずである。 45∼43億年前の年代のピークは,母天体ができてすぐ加 l i v i n eなどの高圧下(大きい天体)でのマグマ p y r o x e n eや o 熱の時期があったことを示している。この加熱によって, 形成を示唆する鉱物組成をもつこと, 酸化度の高い鉱物と 母天体を作る慣石の岩石タイフが 3から 6へと,あるいは非 平衡から平衡へと進む変化が起こったと考えられる。また, 含水鉱物をもつこと, c h o n d r i teにはみられない微量元素組 成を持つことなどがある(武田, 1 9 9 1)。また,惑星探査機 大きな母天体では,火成作用をおこし大規模な化学分化が V i k i n g1,2や phobos2,Mars5などの火星の表面の化学組 おこり, a c h o n d r i t 巴が形成された。つまり, T6の事件であ 成分析から, SNC似た組成を検出している 。 乙のようなこ る。 とから, SNCは現在,火星起源と考えられている 。 T7の母天体同士の衝突の事件は,衝突の時にできた me l t SNCの情報か ら,火星の履歴を推定されている ( J a g o u包, の年代測定で求めることができる 。 Rb -Sr の年代誤~定で, 1 9 9 1) 。この推定によれば, 4 3億年前に火成作用によって分 LLc h o n d r i t eの 1 1 . 97±0 . 5 4億年前( Nakamura& Okano, 化した。このときにできた r e s e r v o江から, 1 . 3から 0 . 1 6億年 前に活動した SNCは形成された。a s t h e n o s p h 巴r i cmantleは , La c h o n d r i t eで 4 . 6 1±0 . 1 1億年前 ( Nakamurae t 1 9 8 5)が 低 U/Pb,Rb / S r,やや高 い Sm/Nd比,高い F巴,揮発成分含 a l. ,1 9 9 0)が得られている 。 T8の母天体からの離脱は, nの母天体同士の衝突によっ 也o s p h 巴 mは高い U / P b , Sm.Nd,中程度の RbβI 有量を持ち, H て起こる 。そのため T7の最後が T8の事件となる 。事件 T8 比を持ち, c r u s tは高 い Rb/ S r,低い Sm 川d,中程度の U/P b は , 前 述 の 宇 宙 線 照 射 年 か ら 求 め ら れ て い る 。 iron 比を持つ。 eor i t 巴から見る と , 1 4億年前, 9億年前,6億年前,4億 m巴t とのような火星像は,まだ検証されていないが, SNCの 年前, 2億年前 , 1億年前以内のピークがあり, 大規模な衝 火星起源から科学的根拠をもった火星の起源と進化を推定 突がこのころ起こったと考えられる 。 T9の落下以降の年齢も宇宙線照射の停止した年代として できるようになった。 求めることができる。宇宙空間にあったと時は放射性核種 4 化学的特徴 の形成と崩壊が平衡に達して いたのが,地球に落下すると 同位体組成は, 年代を決定するだけでなく.蹟石の特徴 32 Y.KOIDE を表すのにも重要な情報になる 。s1sr;s6srの初生値は, 0.69876∼0.69995の比較的広い変動]幅をもっ(表 16), i•3N d/ '. .Ndは均質な 0.512638という値をも っ。このよう な値は chondriti cunifom1r e s巴 r v o i r (CHUR)と呼ばれ,関 石の基準値とされている 。領石は, Sr同位体組成は, Nd同 位体組成に比べて不均質であるといえる 。 これは,母天体 での変化の程度を示しているのか.原始太陽系の不均質さ を示しているかは不明である 。 しかし,結晶作用や変成作 用ョ特に変質作用で, Rb-Srの方が Sm-Ndの方より変動し やすい要因はある 。このよ うな要因のため Sr初生値の変動 データ CAIから発見されて以来,各種の元素で同イ立体異常 が発見された。同位体異常のが発見されたは, Mg, S i , Ca, T i ,C r , Baなどである 。このような異常の多くは CAIのよ うな高温凝縮物からであ った。 同位体異常の原因は,消滅 核種と太陽系外からの混入が考えられる 。 0 6∼1 0 8 年程度の半減期の短い放射性核種の 消滅核種は, 1 ことでも,現在の太陽系からは完全になくなっていしまっ 6 Al→ 2 6 Mg (半減期: 1. 07×1 0 6 y r ),53Mn→ た核種である 。2 s 3 cr (半減期: 5 . 3× 1 0 6 y r ),' 0 7 Pd→ i o1Ag (半減期: 9 . 4 7× 1 0 6 y r ) ,1 2 9 1→ 1 29 ) ( 巴(半減期: 2 . 3 1×lOyr), 2 叩 u→ Xe ( 半 表 16には,最近開発されている Hfや Osの初生値を示し . 1 8×10今r ) '' 句 m→ 1 4 2 S m (半減期 1 . 4 9×108 y r ) , 減期・ 1 l 句 m→ 1 4 引 d (半減期: 1 . 0 3× 1 0 8 y r)が発見されてい る。こ たが,均質なのかあるいは不均質があるのかは不明である 。 のような消滅核種から,超新星爆発で合成される元素の様 a ll e a dと 一方 , Pbの同位体は古ぐから分析され, primordi 子をかいま見ることができる 。 また,前述のように消滅核 種から,超新星爆発から固体の凝縮 までの期間を推定され 6 A lは,母天火 ている 。また,太陽系の主要元素 のである 2 i 揺が大きいのであると考えられる 。 1 して i r on m 巴t e o r i t eや t r o i l i teから求められている。 このような傾石の同位体組成から,原始太陽系星雲ガス の平均的な情報得られる 。 この情報からは,星雲ガスの均 質性が硲かめることができる 。 データには均質性を示すも のと,不均質を示すものの両方がある 。 同位体異常が最初に発見されたのは, 酸素の同位体であ る。地球や月で予測される酸素同位体とは明らかに違った 成作用や変成作用の熱源、となったと考えられる元素でもあ る。 一方,酸素同位体は,異常は,明らかに地球上で考えら れる値と違った もので.別の成分(太陽系以外の成分)と の mixingを考えなければ説明できない(図 7)。このような 表1 6. Meteor i tesの初生同位体比. ・ ' Precise i n i t i a l S r i“ Srratios A l l e n d eCAI 0 . 6 9 8 8 1 ± 0 . α泊 0 2 H6( m i n e r a li s o c h r o n ) 0 . 6 9 9 9 5 ± 0. α) (1 5 H( w h o l er o c ki s o c h r o n ) 0 . 6 9 8 7 6 ± 0. α ) ( ) 4 0 IA( α10 日命叫ei s o c h r o n ) 0 . 6 9 9 5 9 ± 0 .α) (2 4 LL(wholer 配 ki s o c h r o n ) 0 . 6 9 8 8 2 ± 0 .α) (0 8 w h o l er o c ki s o c h r o n ) 0 . 6 9 8 8 0 ± 0 . αぬ3 7 E( 5 A n g r i t e( A n g r ad o sR e i s ) 0 . 6 9 8 9 7 ± 0 . 0 α泊 1 H f l 1 ‘ ヲ l ” Os!'“ Os 'S r " S r/‘ " ' N d ! “ 'Nd " S r / ‘ 'S r 2 ° 1 ' b l 2 ° " F b Primordial Lead a v e r a g eCanyonD ia b l e&Henbuy 9 . 5 0 a v e r a g eCanyonD i a b l ot r o i l i t e 9 . 6 1 74 a v e r a g eCany 印 刷a b l o ,B u r g a v l i&Aπost r o i l i t e 9. a v e r 百g ep r i m o r d i a ll e a d 9 . 5 6 ep r i m o r d i a ll e a d 9 . 3 4 6 a v釘宮g CanyonD i a b l et r o i l i t e 9 . 3 0 7 CanyonD i a b l ot r o i l i t e 9 . 3 0 6 6 234456 nordial isotopic ratios P r i『 C h o n d r i t i cR e s e r v o i r P r i m o r d i a lOs B a s a l t i cA c h o n d r i t eB e s tI n i t i a l(BAB!) C h o n d r i t i cU n i f o r mR回 e r v o i r(CHUR) MeanS o l a rS y s t e mI n i t i a l Ref. 0 . 2 8 2 8 6 0 . 8 0 7 ± 0 . 0 0 6 0 . 6 9 8 9 9 ± 0 .α幻04 0 . 5 1 2 6 3 8 ( )1 5 0 . 6 9 8 9 7 ± 0 . 0 α) 加 P b / 2 ° " F b2 岨P b / 2 ° " F b 1 0 . 3 6 2 9 . 4 9 1 0 . 3 9 2 9. 87 1 0 . 7 0 30. 28 1 0 . 4 2 2 9 . 7 1 1 0 . 2 1 8 2 8 . 9 6 1 0 . 2 9 4 2 9 . 4 7 6 1 0 . 2 9 3 2 9 . 4 7 5 Ref. 7 8 9 1 0 6 Ref. 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 引用( R e f . ).I Pod o s eke ta . l( 19 9 1 ) ;2 W a s s e r b u r ge ta l .( 1 9 6 9 ) ;3 Mins t er&A l l e g re ( 1 9 7 9 );4 :M i n s t e r&A l l巴 g r 巴 (1 9 8 1 ) ;5 : Mins t e re ta l .( 1 9 7 9 ) ;6 .T a y l o r( 1 9 9 2 ) ; 7P a t c h e t te ta l .( 1 9 8 1 ) ;8 Luck&A l l e g r e( 1 9 8 3 );9 P a p a n a s t a s s i o u&Wa s s er b u r g ( 1 9 6 9 ); 1 0 :Wa s s 巴 r b u r ge ta . l( 1 9 8 1 );1 1 P a t t 巴 r s o n( 1 9 5 5 );1 2 Chow&P a t t 巴 r s o n( 1 9 6 1 ), 1 3 :S t a r i k e t a l .( 1 9 6 1 );1 4 Murth y & P a t t e r s o n( 1 9 6 2 ) ;1 5O v e r s b y( 1 9 7 0 );1 6 Tatsum ot o et a l .( 1 9 7 3 );1 7 : Ch en&Wasserbur g( 1 9 8 3 ) . Re vi e w:Me t e or i te sf o rt h eEar t hs 'Ra wMa t e r i a l 33 10 。 ︶ O 句 O芝ω泌 hF ︵﹀﹀ _ ,0 20 C l ・ 3 0 ・ 40 ・5 0 50 ・ ・ 40 30 ・ -20 -10 5 ・ 5 。 5 10 15 20 b180(LS 島 市OW) 図7 酸素同位体比の図. Wa s s o n( 1 9 8 5)を改変した. 同位体組成の異常は, p r e s ol a rg r a i nに認められるものと共 成因関係があったり,組成が漸移するようなタイプは. 通しており, 1つの超新星爆発以外の別の元素合成場を仮定 しなければならない。 別々の母天体を考える必要はなく, 1つの母天体から一連 の隈石が来たと考えるととができる 。 そうなれば,いたず 蹟石には,原始太陽系星雲の歴史だけでなく,その材料 になったもう一つ前のいろいろな星の情報も含まれている 。 らに母天体の数を増やすことなく,いくつかの母天体で, すべての損石の起源が説明できるかもしれない。 このよう 5 母天体 な考えで,母天体というものが想定されている 。 carbonaceousc h o n d r i t e母天体 損石の起源を考えるとき,母天体(pa r e n tbody)という a r b o na c e ou sc hondr i t e類似の 主ベル トの小惑星の多くはc 考え方がされる 。母天体とは慣石がもとあった天体,地質 表面を持っている。 C2の表面物質をもっ小惑星はベルトの 学の言葉で言えば「隈石の後背地」のことである 。また,母 外ほど多くなる傾向がある 。対応できる小惑星がたくさん 天体には,太陽系初期に形成されたとされる微惑星や原始 あるため, c a r b ona c e ouschond r i t e種と小惑星の対比から, 惑星(小出, 1 994)と同等の意味あいも加味されている 。陳 具体的に母天体の推定が可能である。現在,最も大きな C タ イ プ の 小 惑 星 は , 直 径 450km である 。 しかし, c ar bona c e ousc hondri t eには熱変成を受けたものがあること 石の母天体を知ることは,太陽系の初期に形成された微惑 星や原始惑星の実態を知ることにつながる 。 慣石は,形成 以来,地球に落ちてきたときの大きさのまま宇宙空間に あったわけではなく,ある時にどこかの小天体から飛び出 したものである 。 から,もっと大きな C紅白や Pa la sのような直径 lOOOkmほ どの小惑星が必要である 。 また,このような小惑星では初 期に脱ガスが起こり,水による変質も起こったと考えられ 母天体=小惑星 ( 小天体)とはいいきれない。なぜなら, 小惑星は現存する天体だが,母天体は蹟石が示す形成年代 頃の微惑星や原始惑星を強く意識されたものである 。 母天 体のおもな分化あるいは火成作用,変成作用は, 45億年前 る 。 o r d i n a r ychondri t e母天体 頃にすでに終了している。 45. 5億年前から現在まで,小天 体同士の衝突が激しくおとり,母天体も初期の微惑星や原 変成度の低いタ イプ 3が表面にあるというものである 。L c h ond r i teの頻度分布から推定した体積比から, 母天体の層 始惑星とは変化 している。現在の小惑星はその成れの果て といえる 。 構造が求められている 。変成の熱源は,半減期の短い放射 性元素( 26A]など)の崩壊によるものだ とされている 。 母天体は, 関石の種類数だけあればよいのだが, 分類上 or d i na r yc hon d r i t eの母天体には, And巴r so nのモテ ソレがあ る。このモデルは,高変成を受けたタイプ 6が中心にあり, 34 Y.KOIDE l 量一一一一一元康合成 創斬星輝発 、 ‘ I 『−、,, 守 Tl∼T2:1 8慮期間 1 - X• → <t ・年間 AトM a→〈 散 100万年聞 l l l 縮 Tl. ? l 組担 C AI I l − . I I I一二. AOI l . . 一 一 一 ー 』 TO∼T2 1.3∼20・ 年 前 I 前置銅貨 ガスとの反応 冷 : ‘ 5∼3S ・ .2・ 年 前 4 ・ a 10•∼2℃n 、 z ’ 回 。。 ℃ S g 12 0・ 15 ... 1000 1 200 ℃ 急輸 :<1 0 0 0 ' ℃ Ict剛咽rul• I ' ¥ T3・? 一 げ寸ドベミシリ 8∼T9:, 憧.6•• 日 田 ∼1 500-C 億年前 制ベゑ E三ヨ←眠伽ら制 I I ’眠. T6 でI ー I−竺ー竺』 ch樹、drul• ・ I E l T6‘ :5∼43健 年前 加 分化 T7: ? T6:4Sa年 前 ' r : 以”は←眠齢制 分化 1 図8 隙石の履歴. howardite母天体 HED a c hondr i t eの母天体である 。HEDは,試料も多く, 母天体のモデルはたくさん提唱されている 。この母天体は, 層構造をしている。各層に対応する隈石がある。母天体の 地殻は,上部から,表層巴u c r i t e,普通巴uc r i t e ,c umula t i v e e uc r i t e ,d i o g e n i t e,普通 d iogeni t eのいう岩石で構成されて いたと考えられている(武田, 1982)。表層の岩石は, pol ymi c tbr e c c i aになっている 。このような p o l y m i c tb r 巴c c i a が howar di t eである 。巴u c t it eについては,揮発成分の少な い起源物質から,溶融の程度の違いによっていぐっかの p r i m a r ymagmaができ,結品分化によって各種の深成岩や 火成岩でき,それが巴 uc ri t 巴になるという考えがある ( St o l p巴r ,1 97 7)。HE D と多ぐの s t onyi r onmet 巴 or i t eは成因 関係があると考えられている 。mesos i de ri t e中の珪酸塩鉱物 は , HEDのものと非常に類似する 。 u r e i l i t e母天体 u re 凸i t 巴は,炭素の存在,酸素の同位体,全岩組成から, c a r bona c e o u schond r i t 巴の成因関係があるとされている 。ま た , u r ei l i teは地球の超塩基性岩に類似するため,地球のマ である 。 このような過程は普通のマグマの結晶分化作用で は形成できな。 いぐっかのモデルが出されているが,複雑 な過程を作らなくてはならず, まだ確定的なモデルはでき ていない(国立極地研究所, 1 9 87)。 a u b r i t e母天体 極端に還元された a c ho n d r it 巴 は , Echondri t 巴の成因関係 ub r it eは , Ec hond ri t e がある分化した岩石である 。つまり a から形成されたと考えられる 。 この母天体の中心部には, FeN iの核を持つとされている 。微量元素から,中心核の i r o nm巴t e o r i t eは IA Bであるとされている 。 au br it eの酸素 同位体は,地球 ・月の分化線に乗り, HEDとは違うと考え られている 。このような母天体は,小惑星 Nysaに類似する haのような金属鉄核があると とされている 。中心には Hert されている 。 i r o nmeteo r i t eの母天体 江o nmeteor i t 巴は,表 1 4のように, 1 5のグループPはいく IABと略される) ,I IAと つかにまとめらている。 IAとIB( I I B( IIABと略さ れる),I I I AとI I IB ( I I IABと略される), meとI I ID ( I I I C DBと略される)は成因関係があるとされ る。いずれにしても, i r o nmet e o r i t eは多くのグループに細 ン トルの起源、を考える上でも重要である 。 珪酸塩鉱物の回 hon d r i teよ りを炭素が埋めるという組織を持つながら, c り , F e ,C a ,Alを抜いていくというプロセスを考えなければ r o n 分されることは,その起源が複雑であることを示す。i met e o ri teは,単純に母天体の核部分だと考えられていた ならない。 1 200 ℃を越える高温を保ちながら , 炭素と珪酸 が,実際には,微惑星から原始惑星へと成長するときのさ 塩鉱物中の Feが平衡を保つような酸素分圧にならなけれな まざまな段階を残している 。I VBは , 1270Kの宇宙存在度 ばらない。 このような条件を満たすのは非常に難しいもの を持つガスから凝縮,集積し, 2次的な分化作用を受けずに 35 Review:Met e o r i t esf o rt h eEart h' sRawMat巴r i a l 残ったものである 。 IABは部分的に溶け始めた状態を保持 . ,1964.O r i g i n ,a g e ,andc o m p o s i t i o no fm e t e o r i t巴sSpace A n d e r s ,E したまま凍結された。母天体内で,鉄が濃集して溶融金属 核になる初期の段階のものである 。 IVAは,母天体内の金 属鉄の部分溶融のさまざまな段階を凍結している 。 これは 核内での出来事ではなく,金属鉄が部分的に溶け濃集成長 したが核まで沈降できない状態を示している 。 推定される 冷却速度がさまざまであることから,母天体内のさまざま 3 5 8 3 7 1 4 Sc . iR巴V ' n n e r ,1 9 9 3 .I n t e r s t e l l a rg r a i n si np r i m i ti v e Anders,E . & E.Zi な深さにできた金属鉄のプールを見ていると考えられる 。 m e t e o r i t e s diamond, s i l i c o nc a r b i d e, andg r a p h i t e .M e t e o r i t i c s, 2 8 4 9 0 5 1 4 B a s a l t i cVolcanismS t u d yP r o j e c t ,1 9 8 1 .B a s a l t i cVolcanismont h e t e r r e s t r i a lp l a n巴t s .1 2 7 6p p .PergamonP r e ss ,NewY o r k . B a t e s,R .L .& J .A .J a c k s o n ,1 9 8 7 .Gl o s s a r yo fg eol o g y.3 r ded i t i o n 7 8 8p p .Amer.G e o l .I n s t i t u t , 巴V i r g i n i a . IABの一部, IIAB,I IC,IID,IIIABは上述のすべての過程を B i r c k ,J .L .& C.J .A l l e g r e,1 9 7 8 .Chronologyandc h e m i c a lh i s t o r yo f 経て形成されたもので,各種の小天体の核を形成していた と考えられる 。このような江onmeteoriteの特徴は.金属鉄 のみが先に集積して後に stonymet巴oriteが集まるという不 t h ep a r e n tbodyo fb a s a l t i cachondr i tes t u d i e dbyt he肝 Rb-8 7 S r 均質集積のモデルでは説明できない。 均質集積した積石物 m e t h o d .E a r t hP l a n e t .Sc . iL巴t t . ,3 9.3 7 5 1 B o g a r d ,D.D ., D.S .B u r n e t t ,P .Eb巴r h a r d t& G. J .Wass巴r b u r g ,1 9 6 7 8 7Rb-8 7 Srisochronand•°K-'0Ar agesoft h eNor ton County a c h o n d r i t e .E a r t hP la n e t .S c i .L e tt . ,3 1 7 9 1 8 9 質が,金属鉄と珪酸塩鉱物との分離が起こったと考えられ る。 B r o u x e l M.& M.Tatsumo t o1 99 1 .TheE s t h e r v i l lm e s o s i d e r i t e U v Brown,P . ,Z .C e p l e c h a ,R .L .Hawkes,G.Weth巴r i l l ,M.Be e c h,& K P b ,RbS r ,andSmNdi s o t o p i cs t u d yo fap o l y m i c tb r e c c i a .Geochi m. Cosmoc h i m .A c t a .5 5 1 1 2 11 1 3 3 司 まとめ いままで述べてきたことから, 隙石形成のあらすじを考 えると次のようになる(図 8) 。 隠石の起源となったほとんどの元素は,超新星爆発に よって作られた。原始太陽系星雲には, AGB星や新星ある Mossman,1 9 9 4 .Th巴o r b i tandatmosph巴 r i ct r a j巴 c t o r yo ft h巴 P e e k s k i l lm e t e o r i t ef romv i d e or e c o r d s .Nature3 6 7 6 2 4 6 2 6 Cam 巴r o n ,A.G.W . ,1 9 6 6 .Thea c c u m u l a t i o no fc h o n d r i t i cm a t e r i a l t . ,1 9 3 9 6 Eart hP l a n e t .S c i. L巴t Chapman,C .R . ,1 9 8 1 .Then a t u r巴o fa s t e r o i d s (小惑星は隠石の母 いは他の超新星爆発などで作られた presolargrainを含んで 体か)。別冊サイエンス馨星と殴石 , p p .9 〔 l 1 0 1 .日本経済新聞社 いた。超新星爆発から固体の凝縮までは, 1億年∼数 1 0 0万 年程度の期間でおこる 。今から 45.6億年前頃に CAIなどの 高温物質が凝縮する( Chen& Wasserburg,1981)。その後 Ch巴n ,J .H.& G .J .Wasserburg,1 9 8 1 .Th巴 i s o t o p i cc o m p J s i t iono f 1000万年程度で.関石の前駆物質がすべて固化し閉鎖系に はいる 。つまり,関石は集合し,各種の小天体つまり母天 東京 uraniumandl e a di nA l l巴ndei n c l u s i o n sandm e t e o r i t i cp h o s p h a t e s E a r t hP l a n巴tS c i. L e t t ., 52 1 1 5 . C h e n ,J .H.& G .J .W a s s e r b u r g ,1 9 8 3 .Thel e a s tr a d i o g en icPb1 1 1 1 r o n m e t e o r i t e s .( A b s t r a c t )1 4 t hLunarandPl a n e t .S c i. C o n f . ,1 0 3 1 0 4 . 体 を 形 成 す る 。 45∼ 44億年ころ,大きい天体では, achondrit 巴のような岩石を形成する火成作用が,小さい天 Chen,J .H.& G .J羽f 丘s s e r b u r g ,1 9 8 5 . ( A b s t r a c t ) ,Luna rP l a n e t 体では熱変成作用が起こる 。 その後,衝突による変成や溶 Chow,T ,J .& C .C .P a t t e r s o n ,1 9 6 1 .Leadi s o t o p e s1 1 1manganese 融を受け,最後の衝突で母天体から離脱して,宇宙空間を さまよい,やがて地球に落下する。 このような,隈石の形成史が考えられる 。 最近までの研 究史を眺めてみると.蹟石の研究の目的の多くは,太陽系 の初期の段階である。地球の材料物質として位置づけで眺 められることがほとんどない。今後,地球初期への関心が 高まるにつれて瞭石の重要性はますます高くなるであろう 。 S c i . ,XVI 1 1 9 1 2 0 n o d u l e s. Geochim.Cosmochim.A c t a ,1 7 2 1 3 1 Dodd,R .T .& E .J a r osewi c h ,1 9 7 9 .I nc i pi e n tm e l t i n gi nandshoc k c l a s s i f i c a t i o no fL-groupc h o n d r i t e s .EarthP l a n e t .S c i .L e t t . ,44 2 2 5 3 4 0 . 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K i e f f e r ,S .W . ,1 9 7 5 .D r o p l e tc h o n d r u l e s .S c i e n c e ,1 8 9 3 3 3 3 4 0 Cosmochim.A c t a ,4 3 1 7 6 11 7 7 0 M i n s t e r,J .F .& C .J .A l l e g r巴,1 9 7 6 .8 7 R b -8 7 S rh i s t o r yoft h eNorton K i m u r a ,M.,1 9 8 3 .C h e m i c a landp e t r o l o g i c r e l a t i o n soft h ec o n s t i t u e n t Countye n s t a t i t ea c h o n d r i t 巴 E a r t hP l a n巴tS c i .L e tt . ,32 1 91 -1 98 u n i t si nALH-7 7 2 4 9met 巴o r i t e s( L 3 ) M巴m N a t l .I n s t .P o l a rR巴s ., M i n s t e r, J .F .& C .J .A l l e g r e,1 9 7 9 .8 7Rb町 S rd a t i n go fL c h o n d r i t e s S p e c .I s s u e ,3 0.1 4 61 6 7 Kimura,M . ,1 9 8 4 .C o a r s巴 g r a i n e dl i t h i cf r a g m e n t si nuneq u i l i b r a t巴d or d i n a r yc h o n d r i t e s .8 t hSymp. 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A l l e g r e ,1 9 7 9 .8 7 R b -8 7 S rc h r o n o l o g y o fe n s t a t i t ec h o n d r i t e s .E a r t hP l a n e t .S c i .L巴t t ., 44 4 2 0 4 4 0 M u r t h y ,V.R .& C .C .P a t t 巴r s o n ,1 9 6 2 .P r i m a r yi s o c h r o no fz e r oa g 巴 f o rmet巴o r i t e sandt h 巴巴 a r t h .J o u r .Geophys,R e s ., 67 1 1 6 11 1 6 7 Review・Meteoritesf o rtheE a r t h ' sRawMaterial Nagahara,H . ,1 9 8 1 .Evid巴ncεfors e c o n d a r yo r i g i no fc h o n d r u l e s N a t u r 巴 ,2 92 1 3 5 1 3 6 巴 N a g a h a r a ,H. ,1 9 8 4 .M a t r i c e so ft y p e3o r d i n a r yc h o n d r i t e s-p r i m i t 1 v n e b u l a rr 巴c o r d s .Geochim.Cosmochim.A c t a ,48 2 5 8 12 5 9 5 .O g a t a ,N .Takaoka& K .S a i t o ,1 9 8 3 .Rareg a s e ss t u d i e s Nagao,K . ,K t o r ym e t e o r i t e sfromA n t a r c t i c a .M巴m N a t l .I n s t .P o l a r o fs i x t巴巴ns R e s . ,S p e c .I s s u e , .3 0 3 4 9 3 6 1 . Nakamura,N . ,T .F u j i w a r a& S .Nohda,1 9 9 0 .Younga s t e r o i dm e l t i n g e v e n ti n d i c a t巴dbyRb-Srd a t i n go ft h eP o i n to fRocksm e t e o r i t e s N a t u r e ,3 4 5 5 15 2 . Nakamura,N .& 0 .Okano,1 9 8 5 .1 , 2 0 0 M y ri m p a c t m e l t i n ga g eand t r a c e e l e m 巴n tc h e m i c a lf e a t u r巴so ft h巴 Yamato-790964c h o n d r i t e N a t u r 巴 ,3 1 5 5 6 3 5 6 6 Namakura,N . ,M . ,Tatsumoto,P .D .Mun巴s ,D.M.Unruh,A P Schwab& T .T .Wildeman,1 9 7 6 .4 . 4b . y .o l dc l a s ti nBoulder7 , A p o l l o1 7;A comprehensiv 巴c h r o n o l o g i c a ls t u d yo fU-Pb,Rb-Sr andSm-Ndm e t h o d s .P r o c .LunarS c i .C o n f . ,7 t h ,2 3 0 9 2 3 3 3 NamakuraN . ,M.Tatsumoto& D.C o f f r a n t ,1 9 8 3 .Sm-Ndi s o t o p i c s y s t e m a t i c sandREEabundances t u d i e so ft h巴 ALH-765e u c r i t e . 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RbS r丘g e sandl u n a ra n a l o g si nab a s a l t i ca c h o n d r i t e; I m p l i c a t i o n sf o re a r l ys o l a rs y s t巴mc h r o n o l o g i e s .LunarS c i . ,V 5 8 3 585 37 Podosek,F .A & J .C .Huneke,1 9 7 3 .4 0 Ar3 9 Arc h r o n o l o g yo ff o u r c a l c i u mr i c ha c h o n d r i t e s .Geochim.Cosmochim.A c t a ,3 7 3 3 73 8 4 P r i n z h o f e r ,A ,D.A P a p a n a s t a s s i o u& G.J .Wass巴r b u r g ,1992 Samarium-n巴odymiumevolution ofm巴t 巴o r i t e s .Geochim. Cosmochim.A c t a ,5 6 7 9 7 8 1 5 Rambal d i,E .R . ,R .S . 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Cosmochim.A c t a ,5 5 1 0 8 3 1 1 1 0 Tomeoka,K .& P .R .B u s e c k ,1 9 8 2 .Anu s u a lF e -and0 r i c hl a y e r e d m a t e r i a li nc h o n d r u l e sanda g g r e g a t e so fc a r b o n a c e o u sc h o n d r i t e s 38 Y.KOIDE L u n a rP lane. tS c i, .X I I I 8 0 31 8 6 . T o r i邑o y e,N .1 9 88 .Mete o r i t i cc h r o n o l o g y .P r o g re s so fTh巴o r巴i tc al P h y s i c sS u p p lem 巴n t .9 6 1 6 3 6 a h a r a ,1 9 8 1 .E f f ec t sofp r e c o ol i ngt herm al Tsuc h i y ama ,A & H.Nag .J a c o b s e n ,D .J .De Pa ol o ,M.T McCulo c h& Wa s s e r b u r g ,G .J . ,S .B T W巴n ,1 98 1 .P r e c i sedeterm i n a t i o nofSm/Ndr a t i o s ,SmandNd c h i m .Cosmochim i sot o p i ca bu n d a n c e si ns t a n d ar ds o l u t i o n s .G巴o Ac t a, 4 5:2 3 1 1 2 3 2 3 h i s t o r yandc o ol i n gr a t eont h巴 t e x t u r eo fc hon d r u le s・Ap r e l i m i n a r y a t l .U n s t .Pol a rRe s , .S e p c .I ss ue ,20・1 7 51 9 2 r e p o r t .M巴m N Tsuchiyama ,A,H .Nagahara& I .K u s h i r o ,1 980.Experimen tal .San z,1 9 6 9 .I n i t ial Wass er b u r g ,G .J , .D .A Pap a n a s t a s s i o u& H.G s t r o n t i u mf orac h o n dr i t eandt h巴 d e t巴r m i na t i o no fametamorp h ism o rf o r m a t i o ni n t e r v a l .E a r t hP l a n e t .S c i .L e t t . ,7 3 3 4 3 . 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