一般社団法人

日本鉱物科学会
2020年オンライン年会
講演要旨集
The Abstracts
2020 Online Annual Meeting ofJapan Association of Mineralogical
Sciences
期日： 2020 年 9 月 16 日(水)～9 月 17 日(木)16-17 September 2020 Online
Japan Association of Mineralogical Sciences
c/o Graduate School of Sciences, Tohoku University, Aoba, Sendai 980-8578, Japan© Japan Association of Mineralogical Sciences 2020
(無断転載，複写を禁ず）

S1-01
クック諸島アイツタキ島に産出するマントル捕獲岩を用いた温度-圧力履歴の復元
大嶋ちひろ, 秋澤紀克 (東京大・大海研), 佐藤侑人 (東京大・地惑),石井輝秋 (静岡大・防総), 石川晃 (東工大・地惑), 小木曽哲 (京大・人環)

Reconstruction of pressure-temperature history using mantle xenoliths
from Aitutaki Island, Cook Islands
Chihiro Ohshima*, Norikatsu Akizawa (AORI, Univ. Tokyo), Yuto Sato (Univ. Tokyo), Teruaki Ishii(Shizuoka Univ.), Akira Ishikawa (Tokyo Tech.), Tetsu Kogiso (Kyoto Univ.)
はじめに海洋島に産出するかんらん岩捕獲岩は，海洋リソスフェアの熱構造やアセノスフェアとの相互作用に関する理解を深めるための重要な物質的情報源である．本研究では，クック諸島アイツタキ島に産する多様なかんらん岩捕獲岩について温度-圧力履歴の復元を行い，アイツタキ島形成に関わった2度のマグマ活動を誘発したマントルにおけるダ
イナミクスを解読する．
地質概説と岩石記載
アイツタキ島は南太平洋クック諸島に属し，かんらん石ネフェリナイトを主体とする火山岩と環礁から成る面積約18 km2の海洋島である．過去に二度の噴火活動が知られており(1.9-1.4Maと9.5Ma; Rose and Koppers,
2019)，かんらん岩捕獲岩は若い年代の溶岩中に産する．
本研究で用いたかんらん岩捕獲岩は20試料でいずれも数cmから15 cm程度の大きさを呈し，レルゾライトからハルツバージャイトに分類される．レルゾライトは，数µmほ
どの細粒な自然鉄＋かんらん石＋斜長石＋スピネルから構成される特異な細粒鉱物集合体(Fine-grained mineral aggregate: FMA)を含んでいる．FMAは，中心部に丸みを帯び
結晶方位が比較的揃ったクロムスピネルを含む特徴がある．一方，ハルツバージャイト
はFMAを含まず，Al相としてスピネルを含む．
結果
FMAの主要バルク組成をEPMAを用いて分析した．また，微量元素組成をLA-ICP-MS を用いて分析した．FMAのバルク組成は、ザクロ石かんらん岩中に含まれるパイロープ
成分に富むザクロ石の組成とほぼ一致した．
Keywords: xenolith, mantle, nephelinite, olivine, pyrope*Corresponding author: ohshima@aori.u-tokyo.ac.jp

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また，微量元素組成もザクロ石かんらん岩中に含まれるザクロ石の組成に似た軽希土類に富んだ組成を示した．よって，FMAはザクロ石の分解生成物であると考えられる.
XRFを用いて全岩化学組成を分析した結果，レルゾライトとハルツバージャイトの間に明確な化学組成の違いが認められた．レル
ゾライトはAl に富むが(3.2~5.3 wt.% Al2O3)，
一方でハルツバージャイトはAlに乏しい(0.3~1.3 wt. % Al2O3)．
ハルツバージャイト及びレルゾライト中の単斜輝石と直方輝石には多様な組成累帯構造が認められた．そのパターンの解析から異なる温度-圧力履歴が解読された．ハルツ
バージャイトでは，単斜輝石と直方輝石のコアからリムに向かってAlとCrが単調減少した．また，単斜輝石ではCaが単調増加する一方，直方輝石ではCaが単調減少した．レルゾ
ライトの単斜輝石では，CaとCrがコアからリムに向かって一度増加したのちリム部で減少するM字型のパターンを示し，Alはコアからリムに向かって単調増加した．同試料の直方輝石はコアからリムに向かってCaとCrが単調増加した．
議論
アイツタキ島には異なる温度-圧力履歴を持つ，少なくとも2種類のかんらん岩捕獲岩が産出する．輝石の累帯構造解析の結果から，ハルツバージャイト中では単純冷却が示唆された．一方で，FMAを含む，もともとザ
クロ石を含んでいたと考えられるレルゾラ
イトでは，温度上昇あるいは圧力減少が示唆されており，明確なギャップを示す全岩化学
組成と関係する可能性がある．
本発表では，それぞれの捕獲岩の由来温度-圧力を地質温度圧力計から推定し，より定
量的な議論を行う．

S1-02
古伊豆-小笠原-マリアナ弧のメルト包有物(約 40 Ma)の組成:
Hamada et al.(2020)の更新
浜田 盛久（海洋研究開発機構）*，Philipp A. Brandl（ヘルムホルツ海洋研究センター），Ivan P. Savov3（リーズ大学）
Melt inclusion compositions of proto-Izu-Bonin-Mariana arc (around 40 Ma):
Updating Hamada et al. (2020)
Morihisa Hamada (Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology), Philipp A. Brandl(GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel), Ivan P. Savov (University of Leeds)
研究目的2014 年に行われた国際深海掘削科学計画（IODP）第 351 次航海では，奄美三角海盆
内のサイト U1438（27˚23’N, 134˚19’E, 水深
4700 m）において，古伊豆-小笠原-マリアナ
弧（古 IBM 弧）の火砕性堆積物層の連続コ
ア試料が採取された．我々は，火砕性堆積物
層 Unit III（30－40 Ma; Arculus et al., 2015,
Nature Geosci.）のメルト包有物の化学組成
データに基づき，古 IBM 弧の火成活動の変遷を議論した（Brandl et al., 2017, EPSL;
Hamada et al., 2020, J. Petrol.）．
Hamada et al. (2020)は，Unit III のコア
試料中のメルト包有物の化学組成データを統計解析し， (1) エンリッチしており，中カリウム系列で，ソレアイト系列の分化トレン
ドを示すマグマ（30－38 Ma）；(2) エンリッ
チしており，中カリウム系列で，カルクアル
カリ系列の分化トレンドを示すマグマ（30－39 Ma）；(3) デプリートしており，低カリウ
ム系列で，カルクアルカリ系列の分化トレン
ドを示すマグマ（35－40 Ma）という３つのマグマタイプを見出した（図 1）．ただし，38
Ma よりも古い年代のメルト包有物のデータ
数が極めて限られていたため，それぞれのマ
グマタイプの出現開始時期（38 Ma，39 Ma，40 Ma）に違いがあるかどうかは不明だった．
本発表では，約 40Ma の年代のメルト包有
物 10 個の主成分元素組成の追加分析を行った結果を報告する．

を用いて分析した. 分析法は Hamada et al.,2020）の通りである．
結果
39 Ma と 41 Ma のメルト包有物は(1)のマグ
マと，また 40 Ma のメルト包有物は(3)のマ
グマと化学的特徴がそれぞれ一致した．(1)のマグマは 41 Ma 以前から噴出していたと考えられる．(3)のマグマも，40 Ma 以前から噴出していたと考えるのが自然である．(2)のマグマについては，追加分析した試料中には認められなかったが，古 IBM 弧の火山フロント側でソレアイト系列とカルクアルカ
リ系列の島弧マグマは同時期に共存して活動している事例（例えば Kanayama et al.,2014, J. Asian Earth Sci.）を考慮すると，(1)と(2)のマグマも同時期に活動を開始して共存したと考えるのが妥当であろう．

試料と分析手法
サイト U1438 のコア試料のうち，39－41
Ma の年代（深度は 1200－1311 mbsf）のメ
図 1 古 IBM 弧における３つのマグマタイプ
ルト包有物 10 点の主成分元素組成を EPMAの出現時期(Hamada et al.(2020)を改変)
Keywords: Izu-Bonin-Mariana arc, International Ocean Discovery Program (IODP), melt inclusion*Corresponding author: mhamada@jamstec.go.jp

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S1-03

水月湖コア試料に含まれるテフラ層の対比から推定される三瓶火山噴出物の化学的変動
丸山誠史（同大）・山下透（KFT）・平田岳史（東大）・檀原徹（KFT）

Geochemical variations in eruptive products of Sambe volcano based oncorrelations of tephra layers in drill cores from Lake Suigetsu
S. Maruyama* (Doshisha University), T. Yamashita (KFT),
T. Hirata (The University of Tokyo), T. Danhara (KFT)
三瓶火山から噴出した三瓶小屋原テフラに対比された水月湖コア中のテフラ試料(B20-07; Maruyama et al., 2019)に関して、給源火山近傍で採取された三瓶小屋原テフラおよび大山鴨ヶ丘テフラ試料の岩石学的特性と、三瓶小屋原テフラ中の火山ガラスの化学組成に基づき対比を行った。B-20-07 の岩石学的特性は、三瓶火山を給源とするテフラには含まれない輝石が少量含まれるなど、大山鴨ヶ丘テフラに対比されることを示唆するものであった。また B-20-07 に含まれる火山ガ
ラスの化学組成はアダカイト的な特徴を示すのに対して、給源近傍の三瓶小屋原テフラのものは、三瓶雲南および三瓶木次テフラのものに似通った、非アダカイト的な特徴を示した（下図）。岩石学的・化学的特性から、
Albert et al. (2019)が示唆したように、B-20-07が大山鴨ヶ丘テフラに対比される可能性が見出された。しかしながら、大山鴨ヶ丘テフ
ラは噴出量がごく僅かなため、約 210km 東方の水月湖まで到達できたかどうかは疑問である。コア試料中の B-20-07 の層厚は 0.3 mm(Albert et al., 2019)で、この薄さ（＝水月湖への降灰量の少なさ）が大山鴨ヶ丘テフラであることを示唆しているとも考えられるが、「B-20-07 は大山鴨ヶ丘テフラと対比される」と確定的に言うことはやはり難しい。しかし、大山火山が B-20-07 の給源である可能性は、
三瓶火山よりも高いと思われる。
給源火山近傍で採取された三瓶木次、小屋原、浮布テフラ試料と、三瓶火山を給源とするテフラに対比された水月湖コア試料（三瓶池田および雲南テフラ）の元素濃度パター
ンから、三瓶火山のマグマの化学組成が、活動ステージⅡ（福岡, 2014; 三瓶小屋原テフラ）とステージⅣ（三瓶浮布テフラ）の間に、ステージⅢの遷移的アダカイト質（三瓶池田テフラ）を経て非アダカイト質からアダカイト質へと変化したことが示唆された（下図）。
Albert et al. (2019) Quat. Geochronol., 52, 103-131.
福岡(2014)三瓶火山/松井・福岡資試料データベース.
Maruyama et al. (2019) 地学雑誌, 128, 879-903.

Keywords: Tephra, Daisen volcano, Sambe volcano, chemical composition, Lake Suigetsu*Corresponding author: ojigibito@icloud.com

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S1-04透過型電子顕微鏡を用いた火山ガラスからの鉱物の晶出過程その場観察実験
三宅

亮*・奥村

翔太・伊神

洋平（京大・院理）In-situ high temperature TEM observation of crystallizationfrom volcanic glass
Akira Miyake*, Shota Okumura, and Yohei Igami (Kyoto Univ.)
透過型電子顕微鏡（TEM） を用いた鉱物の高温その場観察としては、例えばShimobayashi & Kitamura (1991) ,などが輝石の相転移について、研究を行っている。近年 、半 導体回 路の集 積技術 の一 つであ る
MEMS（Micro Electro Mechanical System）
技術がめざましく発展している。この技術を用いた、2 軸傾斜を伴った環境セルを組み込
んだ TEM ホルダーが作られるようになり、
ナノスケールでのその場観察が可能となった。この MEMS チップを用いた加熱ホルダ
ーを用いてのその場観察、および温度キャリ
ブレーションやその課題について、三宅ほか（2018）で報告した。
本研究では、火山ガラスからの鉱物の晶出過程をとらえるために、透過型電子顕微鏡（JEOL, JEM-2100F）を用いた高温その場
観察実験を行ったので、その結果について報告を行う。本研究では、DENS solutions 社の高温加熱ホルダー（Wildfire D6）を用い、試料として桜島火山ガラスを用いた。電子顕微鏡高温加熱用試料は、集束イオンビーム（Thermo Fisher Scientific, Helios G3CX）をもちいて作製し、あらかじめ微小結晶が無い
ことを確認したものを用いた。高温その場観察実験は、室温から設定温度 1160 - 1250 ℃
まで昇温、保持し、その後室温まで冷却した。
試料によって、高温での保持時間、および冷却速度を変えて行った。三宅ほか（2018）
では、設定温度と実際の温度とは約 200℃異なるため、実際には約 950 ~ 1050 ℃だと思われる。その結果、高温保持中および冷却中に火山ガラス中に多数の鉱物が晶出するのが観察できた（右上図）。これらの結晶は、数 10 nm の Magnetite と思われる Fe 酸化物と、幅数 nm、長さ ~100 nm の針状結晶が観察できた（右下図）。この針状結晶は、EDS
上図：加熱前および加熱中の透過電子顕微鏡
マッピングからは、Mg, Al を含むように、ま像(TEM-image)
た回折図形には約 18 Å の反射を含むように
下図：円環状検出暗視野走査透過電子顕微鏡像みえたが、相の決定にまでは至らなかった。
(ADF-STEM)と EDS を用いた各元素（Mg, Al, Fe）
三宅ほか（2018）日本鉱物科学会 2018 年年会
Shimobayashi & Kitamura (1991) Phys. Chem.
Minerals, 18, 153.

のカウントマップ

Keyword: in-situ heating TEM observation, MEMS chip, crystallization from volcanic glass*Corresponding author: miya@kueps.kyoto.ac.jp

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S1-05
桜島大正軽石における石基輝石の晶相および平行連晶組織
奥村翔太(京都大), 土｀山明(立命館大、中国科学院广州地球化学研究所),
三宅亮(京都大)Habit and parallel intergrowth texture of the groundmass pyroxene in the
pumice from the 1914 Plinian eruption at the Sakurajima volcano
Shota OKUMURA*(Kyoto Univ.), Akira TSUCHIYAMA (Ritsumeikan Univ. & Guangzhou Inst.
Geochem., CAS), and Akira MIYAKE (Kyoto Univ.){110}面が卓越し、低 Ca 輝石に Aug がマグマの火道上昇過程は、レオロジー変化
overgrowth した組織は、komatiite[3]や Apollo
を通して噴火プロセスに影響するため、近年
12 basalts[4]中の輝石斑晶からも確認されてい注目されつつある。火道での複雑なマグマのる。単斜輝石の面成⾧速度と過冷却度の関係
挙動を理解する上で、噴火噴出物に含まれる[5]に基づくと、新燃岳噴出物で見られた六角石基結晶が示す情報は、有力な手掛かりにな
柱や八角柱の晶相[6]と比較して、この晶相はると期待される。本研究では、火道での新た[1]
高い過冷却度を示唆すると考えられる。
なマグマダイナミクスが提唱された 桜島火山の大正噴火に着目し、その噴出物である軽[引用文献]
1
石に存在する石基輝石結晶（幅約 1 µm）を分
Araya et al. 2019, Sci. Rep., 9, 1979.
2
析し、その組織の記載を行った。
Mujin et al. 2017, Am. Miner., 102, 2367–2380.
3
晶相を明らかにするために、電子後方散乱
Arndt & Fleet 1979, Am. Miner., 64, 856–864.
4
回折法 (EBSD) による結晶方位の解析に加Hollister et al. 1971, Proc. 2nd Lunar Sci. Conf., 1, 529–557.
5
えて、放射光施設 SPring-8 の BL47XU にて高Kouchi et al. 1983, Contrib. Mineral. Petrol., 83, 177–184.
6
分解能 X 線 CT による結晶外形の解析を行っ
奥村ほか 2018, 日本鉱物科学会 2018 年年会.
た。さらに透過型電子顕微鏡（TEM, JEOL,
JEM-2100F）を用いて電子回折図形による鉱図 1.
物相の同定と微細組織観察を行った。また、
石基輝石の走査型透過電子顕微鏡法（STEM）によるエ3D 形状
ネルギー分散型 X 線分析（EDS）（JEOL, JET2300T）による元素マッピングを行った。CT
試料、TEM 試料の作成には、集束イオンビー
ム装置（FIB, Thermo Fisher Scientific, Quanta
200 3DS および Helios G3CX）を使用した。
EBSD と X 線 CT の結果から、石基輝石結晶は{110}面の卓越した四角柱の形状であり、燕尾状の末端を持つことを確認した（図 1）。
また、TEM 観察から、内部組織は直方輝石（Opx）・ピジョン輝石（Pig）
・普通輝石（Aug）の層で構成されており、c 軸と a*方向を共有
して（100）面で接合した構造をもつことが分かった。粒子中央から外側にかけて、Opx→
図 2.（左上）環状暗視野(ADF)-STEM 像
Pig→Aug の順に接合しており、新燃岳噴出物（左下）STEM-EDS による Ca 濃度マップ
中の石基輝石 [2]と類似した特徴を示した。さ（右）暗視野像（g = 2-30）
らに、Pig に反位相境界が認められた（図 2）。
Keywords: pyroxene, microlite, crystal habit, intergrowth, TEM*Corresponding author: okumura@kueps.kyoto-u.ac.jp

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S2-01
流体の Flashing と岩石破壊
土屋範芳・宇野正起・平野伸夫・竹森達也・水野克哉(東北大・院・環境)

Fluid Flashing and Rock Failure
N. Tsuchiya, M. Uno, N. Hirano, T. Takemori, K. Mizuno (GSES, Tohoku Univ.)

Mechanisms of hydrothermal brecciation is investigated on the basis of field observation andhydrothermal experiments. Fluid flashing, including fluid boiling, causes weakness of rocks, and thenrock failure occurs. Those phase changes (liquid to vapor) of fluids are strong effect for rock failure.

熱水角レキ岩は，斑岩銅鉱床や熱水鉱脈鉱床地域によく観察されるが，このほかにも中・下部地殻の変成岩類にも観察される．これらの熱水角レキ岩類は，従来は，異常間隙圧により，岩石がせん断破壊すると考えられていたが，関与する流体がflashing（boiling)することにより，岩石が沸騰潜熱により急激に冷却され，熱応力によ

図 1 秋田県湯沢市皆瀬川源流部（虎毛山層の熱水角礫岩）

小滝沢

り引張割れをトリガーとする爆発的な破壊が生じてることが予測される．図１は鮮新世の熔結凝灰岩の熱水角レキ化であり，図2 は高度変成岩中に貫入した花崗岩に誘発され数 10 m 以上の巨レキが形成された様子を示している．これら，両者の角レキ化は，生じた地殻深度も温度条件も，またレキの大きさも大きく異なるが，これらの角レキ化作用には流体が重要な役割を果たしていると推定される．

図 2 東南極セール・ロンダーネ山地バルヘェン
花崗岩の貫入にともなう基盤岩(堆積岩起源の大弾性波速度
理石とグラニュライト)の巨大角レキ化
空気Intact

Thermal590 ℃

水340 m/s

4.76 km/s

1.08 km/s

1.45 km/s

一方，熱水の flashing による弾性波の異常降下を示し，590℃からの flashing の場合には，弾性波伝播速度が 1.08 km/s となり，水中伝搬(1.45 km/s)よりも著しく低下する．
これら露頭観察と実験から，熱水角レキ化の普遍的なメカニズムについて検討する．

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図 3 流体の Flashing により，花崗岩類は脆弱化
し，弾性波伝播速度の急減する．

S2-02
第 61 次日本南極地域観測隊
セール・ロンダーネ山地地学調査隊報告
河上哲生*（京都大・理）・足立達朗（九大・比文）・宇野正起（東北大・環境）・東野
文子（岡山理大・理）・土屋範芳（東北大・環境）・赤田幸久（有明登山案内人組合）

Geologic survey in the Sør Rondane Mountains by JARE61
Tetsuo Kawakami* (Kyoto Univ.), Tatsuro Adachi (Kyushu Univ.), Masaoki Uno (Tohoku Univ.),
Fumiko Higashino (Okayama Univ. Sci.), Yukihisa Akada (Ariake Alpine Guide Union)
地殻流体の発生と移動は、地殻の進化プロセスに重要な役割を果たしており、地震やマグマの発生と火山噴火などのエピソディックな地球
科学現象の大きな支配要因のひとつである。従って、地殻の構成要素としての地殻流体の実態解明を進め、地殻の進化プロセスに果たす役割
をより詳細に理解することは重要である。このためには、地殻流体の発生・移動・吸水プロセ
スや様式を、岩石の温度-圧力-時間経路および地質構造との関わりから明らかにするとともに、地殻流体が造岩鉱物の安定関係に及ぼす影響を検討し、地殻下部からの流体の移動・集積・散逸のメカニズムを解明することが重要となる。
このような研究の場として、四国一島分の広さの下部地殻岩石が連続性良く露出し、地殻流
体活動の痕跡が観察できるセール・ロンダーネ
山地（SRM）は、世界有数のフィールドである。
SRM には大陸衝突帯の衝突境界（MTB）付近の下部地殻が露出していると考えられ[1]、同山地における地質現象の解析により、大陸衝突帯
下部地殻における火成・変成・流体活動履歴を理解することができる。
SRM における地殻流体の研究は、JARE51 以降大きく進んだ[2-9]。[2]は、[1]や[10]の MTB
よりも 10-20 km 南に、東西 200 km 以上にわた
る MTB とほぼ平行な塩素に富む鉱物の線状分布を報告し、塩素に富む流体またはメルトの活動の痕跡であるとした。この塩素に富む鉱物の分布は、[11]による砕屑性ジルコン粒子年代の空間分布から制約される MTB の位置[12]と整合的であることから、塩素に富む鉱物の分布集
中域周辺が MTB に相当している可能性もある[12]。上記の塩素に富む鉱物の産状は主に 3 つある。(i)ザクロ石などの包有物として産するも一般社団法人日本鉱物科学会2020年オンライン年会講演要旨の[2,5,6]、(ii)面構造を切るクラックを埋めて産するもの[4,7]、(iii)マトリクス鉱物として産するもの[2]である。(i)については、塩素に富む鉱物の形成に関与した流体は低い δ18O を持つと推定された[5]。(ii)は塩水流体がクラックを通過したことで生じ[4]、その産状から流体活動の継続
時間と浸透率を見積る試みがなされた[7]。MTBとは離れた場で花崗岩質岩脈に起因する塩水流
体活動もみられた[9]。このように、SRM における地殻流体の研究は、塩素を地殻流体のトレーサーとして用いることで、大規模剪断帯が関与した流体活動や後の花崗岩マグマ起源の流体活動をとらえつつあるが、SRM における時空間的な流体活動の変化やテクトニクスとの関係を体系的に議論するまでには至っていない。
JARE61 では、上述の研究をさらに推進するため、一般研究観測「東南極の大陸地殻の発達
過程と地殻流体に関する総合的研究」（代表・土屋範芳）として、2019 年 11 月 8 日～2020 年 1
月 17 日の約 2 ヶ月間、SRM 西部・中央部の地質調査を行った。本講演では現地調査から得られた予察的知見について報告する。
[1] Osanai et al. 2013, Precam. Res. [2] Higashino et al.,2013, Precam. Res. [3] Higashino et al., 2015, JMPS [4]Higashino et al.,2019a, Jour. Pet. [5] Higashino et al., 2019b,
JMG [6] Kawakami et al., 2017, Lithos [7] Mindaleva et al.,2020, Lithos [8] Otsuji et al., 2013, Precam Res. [9] Uno etal., 2017, Lithos [10] Meith et al., 2014, Precam Res. [11]Kitano et al. 2016, JMPS [12] Kawakami, 2018, Abst. of
9th Symp. on Polar Sci.

Keywords: fluid, crust, granulite, shear zone
*Corresponding author,
t-kawakami@kueps.kyoto-u.ac.jp

S2-03
オマーンオフィオライト下部地殻―マントル境界の蛇紋岩化プロセスに伴うき裂形成：
数値シミュレーションと画像解析による考察
吉田一貴（東北大）
・大柳良介（海洋研究開発機構）
清水浩之（鹿島建設）・岡本敦（東北大）・土屋範芳（東北大）
Fracture formation during serpentinization in the lower crust – upper
mantle section of the Oman Ophiolite:
Insights from the Numerical simulation and Image analysis
Kazuki Yoshida* (Tohoku Univ.), Ryosuke Oyanagi (Japan Agency for Marine-Earth Science andTechnology), Hiroyuki Shimizu (Kajima Corp.), Atsushi Okamoto (Tohoku Univ.),
Noriyoshi Tsuchiya (Tohoku Univ.)
Serpentinization within the oceanic lithosphere is an important process that controls global water budget
and dynamic processes at subduction zone. The progress of serpentinization is controlled by the fluid
supply. In this study, we revealed the relationship among the extent of serpentinization, crack density,and spacial distribution of minerals by analyzing the variously serpentinized olivine gabbros, troctolite,
and hartzburgite within the lower crust and upper mantle section of the Oman ophiolite, taken from
Oman Drilling Project drill hole CM1A (Wadi Zeeb, Northern Sharqiyah). We found that serpentinizedolivine grains show mesh texture accompanying with radial cracks surrounding plagioclase andclinopyroxene. The density of radial cracks within plagioclase and clinopyroxene increases withincreasing the extent of serpentinization of olivine grains. Based on the image analyses of the different
rock types, we also found that highly extent of serpentinization (~ 50 %) in olivine grains in the areas ofhigher modal abundance of olivine (> 50 %).
We also conducted the two-dimensional discrete element method (DEM) numericalsimulations for understanding coupled hydrological-mechanical-chemical processes related toserpentinization. The results of the numerical simulations revealed that the mesh-like texture of olivine
grains is formed both processes of thermal cracking during cooling and reaction-induced stress duringserpentinization (up to 50 % volume expansion). In contrast, the radial cracks surround non-reactive
matrix are developed only in the latter case. The petrography and simulation results indicate a significant
contribution of reaction-induced fracturing which function as fluid pathways. This process may be
important for fluid infiltration within the lower crust and the upper mantle serpentinization. In thepresentation, we will show the novel approaches on information extraction from fracture patterns tocompare the natural and simulated textures related to serpentinization.
Keywords: Serpentinization, Oman Ophiolite, Fracture, Discrete Element Method*Corresponding author: kazuki.yoshida.t4@dc.tohoku.ac.jp

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S2-04

機械学習による原岩推定を用いた変成岩の物質移動量解析松野 哲士 宇野 正起 岡本 敦 土屋 範芳（東北大）

Compositional estimation of protolith and metamorphic mass transfer inmetabasaltic rocks: A Machine-Learning Based Approach
Satoshi Matsuno*, Masaoki Uno, Atsushi Okamoto, Noriyoshi Tsuchiya (Tohoku University)

Metamorphic mass transfer is usually evaluated by comparing the rock sample compositions withassumed protolith compositions; however, at the regional scale, heterogeneities of the protolithcompositions often obscure the effect of mass transfer: quantitative evaluations of mass transfer inregional metamorphism has been hindered.
In this study, the protolith concentration of metabasalt was estimated using machine learning (ML).
For this purpose, we constructed ML models that estimate the concentration of trace elements (812 elements) from a small number of elements (2–9 elements) using basalt (MORB, OIB, IAB)
chemical data (i.e., potential protolith of metabasalt). The basalt datasets were derived from PetDB
chemical database with a number of around 2500-6000, and a gradient decision tree was used as an
ML algorithm. The input elements were either of (Zr, Th, Ti, Nb, La, Ce, Nd, Yb, Lu) and the output(predicted) elements were (Rb, Ba, U, K, La, Ce, Pb, Sr, Nd, Y, Yb, Lu). The combination of input
elements were varied (2–9 elements) to evaluate accuracy of the output element concentrations.
Each model was trained by 4/5 of the dataset and remaining 1/5 were used to evaluate thegeneralization performance of the model.
A total of 511 patterns of input elements were examined for the generalization performance of thetest basalt data. As a result, combinations of 4 or more input elements sufficiently estimated theoutput element concentrations with an error of about 0.05-0.1 in the LOG space (i.e., ±10–25%).
The ML models were applied to the data of seafloor altered basalt with known protolith (Kelley etal., 2003). From experimental and field investigations, elements such as Zr, Th, Ti, and Nb are
immobile between protolith and metamorphic rocks for a wide range of P–T conditions (e.g., Ague2017); ML models were applied to obtain the composition of the protolith (Rb, Ba, U, K, La, Ce,
Pb, Sr, Nd, Y, Yb, Lu) by inputting the immobile element concentrations (Zr, Th, Ti, Nb). It was
found that the protolith composition estimated by ML models was exactly within the range of actual
protolith composition deduced from unaltered volcanic glasses. It is suggested that we can apply
this model to metamorphic rocks, estimate their protolith and evaluate quantitative mass transfer inregional metamorphism.
Keywords : Machine Learning, Metabasalt, Mass transfer*Corresponding auther: m.s-rakugo@geo.kankyo.tohoku.ac.jp

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S2-05General characteristics of magma geothermal activities in El
Salvador
José Aníbal Erazo Cornejo*1, Arturo Quezada Muñoz*2, Pedro Antonio Santos*2, Hiroyuki
Yamagishi*1, Masaoki Uno*1, Shinichi Yamasaki*1, Ryoichi Yamada*1, Alvaro Josue Amaya
Arevalo*3, Noriyoshi Tsuchiya*1*1 Graduate School of Environmental Studies, Tohoku University *2 LaGeo *3 Faculty ofArchitecture and Engineering, University of El Salvador
A comparative study of magma-hydrothermal activities of main geothermal fields (Ahuachapán,Berlín, San Vicente, and Chinameca) was carried out in El Salvador/ Central America, where significant
relationships were identified between volcanism and geothermal activities.
All geothermal fields are located north and/or northwest flank of the volcanic complex inside ESFZ(El Salvador Fault Zone).
Geothermal reservoirs are controlled by fault system, which direction is mainly N-S, NE-SW, NWSE, and E-W. The reservoirs are developed in the intersected area of those faults. Most of the reservoir
are developed in the San Salvador, Cuscatlán, and Bálsamo formation of Pliocene-Holocene in age. The
mineral alteration facies in the four fields have a very similar distribution, and Propylitic, PhylliticPropylitic, Phyllitic zones correspond to the geothermal reservoir.
Top depths of geothermal reservoirs are ranging from 600 to 2000 m. Ahuachapán is relatively
shallow (below 600 to 1500 m, thickness
around 800 to 1200 m), and Berlín (below
1500 m, thickness around 600 to 1000 m ).
Geothermal reservoir the San Vicente andChinameca were estimated around 1100 to
1400 m in depth. The temperatures of thereservoirs in the different geothermal fields
ranges from 200 to 300°C.
The chemical composition of traceelements of volcanic rocks in El Salvador
shows a subduction setting through Miocene
to the present. The Miocene-Pliocene
volcanoes located northward of ESFZ weresimilar to the back-arc setting. A wide rangeof mineral assemblages of volcanic rocks wasobserved (Mainly from the series calc-alkalinefrom basalts to rhyolites), however, it is rare
to contain quartz.
In the case of Quaternary volcanoes
distributed inside ESFZ (and parallel to theMiddle America Trench), the magma chamber
was presumed to be slightly shallower, andvariation of geochemical behaviors may showthat El Salvador is located as a transition zoneof subduction system of the Cocos Plate
between Guatemala and Nicaragua.
Keywords: hydrothermal, geothermal, magma,
Corresponding author: jose.anibal.erazo.cornejo.t6@dc.tohoku.ac.jp

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S2-06
正長石熱発光グローカーブの解析佐藤貴啓・平野伸夫・土屋範芳（東北大学・院・環境科学）

Analysis of Thermoluminescence Grow Curve of Orthoclase
Takahiro SATO*, Nobuo HIRANO, Noriyoshi Tsuchiya(Graduate School of Environmental Studies, Tohoku University)
1．背景
本研究は長石の熱発光による地熱探査法の開発に向けて，正長石の等温加熱実験とそのピーク解析から，長石の熱発光挙動が地熱探査に適用可能かについての検討を行った．

(1)によって求めた計算値は，どの温度・時間
条件でもよく一致した(図 2)．

2．熱発光の原理
熱発光は固体結晶中に放射線が入射して電子が励起してトラップされることで蓄積したエネルギーが，熱刺激によって光として放出される現象である．石英や長石の熱発光は 複 数 の ト ラ ッ プ に よ る 発 光 曲 線 (GlowCurve, 以下 GC)が重複している．
単純な TL モデルは Randall-Wilkins モデル(Randall and Wilkins, 1945)であるが，これを実験で得られるパラメータを用いて変換すると以下の式(1)のようになる．(Kitis etal., 1998)
𝐼(𝑇) = 𝐼𝑚 exp⁡[1 +

図 1：正長石 TL のピーク分離

𝐸 𝑇 − 𝑇𝑚 𝑇 2
− 2
𝑘𝑇 𝑇𝑚
𝑇𝑚

𝐸 𝑇 − 𝑇𝑚
2𝑘𝑇
2𝑘𝑇𝑚
× exp () (1 −)−]⁡⁡⁡⁡(1)𝑘𝑇 𝑇𝑚
𝐸
𝐸

Im：最大発光強度，E [eV]：活性化エネル
ギー，k [eV/K]：ボルツマン定数，T [K]：発光温度，Tm[K]：最大強度の温度
3．TL の等温減衰実験と GC 分離
試料は福島県石川産ペグマタイト中の正長石である．この長石を 90，125，150℃の温度で 24，168，672 時間加熱し，計 9 種類の減衰した熱発光を測定し，GC を測定した．
減衰前の GC を，式(1)を用いて 4 つに分解した(図 1)．これを基に，加熱によって減衰させた熱発光の GC も分離した．
Peak 1 から順に減衰し，本研究の温度では Peak 4 は
減衰しなかった．等温加熱実験の結果と,式

図 2：等温加熱実験結果(●)と式(1)による計算値(▲)
4．考察
TL 強度の減衰速度式を４つ導出することができ，これと地熱地帯での熱移動モデルと連関させることにより最適に熱源モデルを推定することができる．
石英の熱発光は地熱探査法としてすでに用いられているが(例えば，齋藤ら，2019)，
長石の熱発光挙動も地熱探査法として適用できる可能性が示された．

Keywords: Orthoclase, Thermoluminescence, Grow Curve, Geothermal Exploration
E-mail address: taka.sato@geo.kankyo.tohoku.ac.jp

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S2-07
超臨界条件での曹長石-カリ長石の溶解平衡:
熱力学データの拡張と水熱実験からの制約
石井 肇(東北大)・岡本 敦(東北大)・
大柳 良介(海洋研究開発機構)・土屋 範芳(東北大)Albite-K-feldspar-quartz equilibria in low-density supercritical fluids:
insights from hydrothermal experiments and thermodynamic calculations
Hajime Ishii* (Tohoku University), Atsushi Okamoto (Tohoku University)
Ryosuke Oyanagi (Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology),
Noriyoshi Tsuchiya (Tohoku University)
Knowledge of fluid–rock interactions is important for the sustainable utilization of supercritical
geothermal resources. As rock-forming minerals, feldspars and quartz are especially important andstudying the interaction between such minerals and geofluids is essential. However, mineral-fluid
equilibria in low-density supercritical conditions is poorly understood, due to non-applicability ofelectrostatic model of aqueous species to these conditions. In this study, we experimentally investigatedthe dissolution equilibria of albite-K-feldspar-quartz in low-density (ρw<0.35 g/cm3) hydrothermal
solutions at temperatures of 400, 420 °C, and pressures of 20-35 MPa. Two types of mineral sands wereused as starting materials: (1) albite sand (2) a mixture of alkali feldspar with a perthitic texture andquartz sand. After each experiment, concentrations of Si, Al, Fe, Ca, Na, and K were analyzed with an
inductively coupled plasma optical emission spectrometer. We compared the experimental results withthe extended logarithm of equilibrium constant data using SUPCRT92 with slop07.dat thermodynamic
dataset to the vapor-like supercritical region using the water-density based model. Our results suggestthat the extrapolated data are useful as a first approximation for evaluating feldspars–fluid equilibria
under supercritical conditions. Now, we conduct the flow-through hydrothermal experiments on mineral
precipitation in low-water density region using an input solution basalt- and granite-dissolved solutions.
In contrast to quartz and metastable silica phases precipitated from the granite-dissolve solutions, fromthe basalt-dissolved solutions platy minerals and prism minerals precipitated, which are probably albite
and clay minerals. We compare the experimental results with the reaction path modeling by expanded
log K data and reveals the differences in granite- and basalt-hosted hydrothermal systems.

Keywords: Feldspars dissolution, supercritical fluids, thermodynamic data, density model, hydrothermal
experiments
Correspondindg author: ishii@geo.kankyo.tohoku.ac.jp

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S2-08Multi-stage Alteration of Ultramafic rocks in the Manlay Ophiolite,
Southern Mongolia
Nomuulin AMARBAYAR*, Atsushi OKAMOTO, Otgonbayar DANDAR, Masaoki UNO, Noriyoshi
TSUCHIYA
Graduate School of Environmental Studies, Tohoku University
Hydration and carbonation processes of ultramafic rocks from the ophiolite are key tounderstand the global element cycle and change of the physical properties of the protolith. South
Mongolia contains numerous ophiolites. However, metamorphism of ultramafic rocks in the ophiolite
has been poorly studied. In this study, we present serpentinization and carbonation processes recorded
from the ultramafic bodies in the Cambrian Manlay ophiolite, Southern Mongolia, and discuss themechanism of multi-stage alteration and mass transfer during carbonation.
Based on mineral assemblages, ultramafic rocks are divided into 3 types; (1) serpentinites
consisted of lizardite, and chrysotile with small amount ofcalcite veins, magnetite, and spinel, (2) lizardite,chrysotile and calcite with small amount of diopside,magnetite, and spinel (3) calcite and quartz with lessamount of dolomite, magnetite and lizardite. Lizardite
shows mesh texture whereas chrysotile exhibits patches
in mesh matrix and bastite. Chrysotile in bastites is higher
Cr content than that of lizardite in mesh and chrysotile
patches in the matrix. Lizardite and chrysotile are

Fig.1. Back-scattered electron image
showingthemeshtextureafter
carbonation. Cal, Calcite; Qz, Quartz; Mgt,
Magnetite.

replaced by calcite and quartz (Fig.1).
Based on the relation of microtextures, three stages can be identified. Stage1 - harzburgitic
protolith consisted of olivine and orthopyroxene with a small amount of clinopyroxene and spinel. Cr#of spinel (0.54-0.6) in ultramafic rocks suggests that the Manlay ophiolite could be formed in thefore-arc setting. Stage2 – serpentinization of harzburgite (lizardite - mesh and chrysotile – patch andbastite). Stage3 – carbonation of serpentinites (calcite and quartz with a small amount of dolomite).
Reactions (olivine to serpentine and serpentine to calcite ± quartz) suggest that (1) mantle wedge
peridotite is reacted with Si-rich fluid to form serpentines without brucite, (2) Ca-rich CO2 fluid isreacted with serpentinites, and (3) Mg and water are released during formation of calcite ± quartz. The
nature of carbonation of ultramafic rocks in the Manlay ophiolite implies that the serpentinites andserpentinized ultramafic rocks are highly effective reactants to capture and store CO2.
Keywords: Hydration, Carbonation, Ultramafic rock
Corresponding author:*amarbayar.nomuulin.q7@dc.tohoku.ac.jp

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S2-09Micro- to nano-pores in feldspar alteration by multistage fluid
propagation; an observation from pegmatite-related metamorphic
rocks and hydrothermal experimental approach
Astin Nurdiana1, Atsushi Okamoto1, Masaoki Uno1, Kenta Yoshida2, Takayoshi Nagaya3, Noriyoshi
Tsuchiya1
1.
2.

Tohoku University, Sendai, Japan

Japan Agency for Marine-earth Science and Technology (JAMSTEC), Yokosuka, Japan
3.

Graduate School of Science, The University of Tokyo, Japan

Deep-seated fluids above the granitic plutonic intrusions at the crust are inferred by geophysicalobservation, but the mechanism of that fluid migration at high temperature crust are still poorly
understood. In this study, we observed the plagioclase (Pl) alteration in mafic schists at the contact withquartz diorite intrusion in Kinkasan Island, NE Japan. The quartz diorite shows the P-T conditions of
670–760 ˚C and 0.3–0.45 GPa. Two stages of fluid-driven alteration were occurred; Stage 1 ischaracterized by the reaction zone around pegmatite veins which cut Cpx schists. This zone was marked
by the replacement of Pl (anorthite (An80-90)) and Cpx with Na-rich Pl (An40-60) and Hbl, respectively.
Assuming the same pressure as the quartz diorite intrusion, the temperatures of alteration are estimatedto be 690-730 ˚C. Stage 2 is determined as K-feldspar (Kfs) veins and replacement of Pl by Kfs(An0Ab1Or99) and albite (An4Ab94Or2) at 400-570 ˚C. Mass balance analyses of feldspar replacementshow the difference fluid between the stages which compositionally changes from Na-rich (Stage 1) toK-rich (Stage 2). Micro- to nano- scale pores were generated during K-rich fluids alteration, which
increases bulk rock porosity by 1.34±0.14%. These pores occur along the replacement front, that definedby the trans-grain fracture, suggesting that pores migrate in progress of replacement. In order tounderstand the pores in feldspar
replacement,

weconducthydrothermal

synthesis

a

using

anorthite & albite parent minerals inreact with 2M KCl and/or NaClaqueous under 600°C & 150 MPa for

Figure 1 BSE images of feldspar replacement of (a) mafic schist in

4 days. We find the micron-size pores

Kinksan Island. (b) hydrothermal experiment.

relatetothereaction

front

unnecessarily relate to the grain boundaries. We will evaluate the effects of the composition of plagioclase
and the reacted fluid on the progress of pore generations as alternative fluid pathways in crust.
Keywords feldspar replacement, micropores, reactive fluids, hydrothermal experiment*Corresponding author (email: astin@geo.kankyo.tohoku.ac.jp)

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S2-10カルサイト―アパタイト置換反応による
岩石―水反応帯の形成プロセスと実効拡散係数の評価
宇野正起*・杉沢直樹・岡本敦・土屋範芳（東北大・環境）

Processes of reaction zone formation and effective diffusion coefficients
investigated through calcite–apatite replacement reactions
Uno, M.*, Sugisawa, N., Okamoto, A., Tsuchiya, N. (Tohoku Univ.)
Reactive-transport processes of reaction zones and associated effective diffusion coefficients were
investigated for calcite replacement by apatite. Marble samples were reacted with 1–2M (NH4)3PO4
solutions for hours to weeks at 150–250°C under vapor-saturated pressure. Calcite grains were replaced
by apatite from the surface of the samples, with sharp reaction fronts. The evolution of reaction fronts
with time is well-explained by 3D diffusion-limited unreacted core model. The estimated effective
diffusion coefficients during the reactions are 5–15 times higher than those of the starting materials andrun products. It is suggested that dynamic porosity generated at the reaction fronts can enhance thematerial transport for an order of magnitude, and has significant effects on the reaction zone formations.
地殻条件下での岩石―水反応は，粒界での物質輸送に支配される．その輸送特性，特に有効拡散係数は，岩石―水反応の理解と予測に重要である．本研究では，多結晶体岩石の模擬物質として大理石を用い，カルサイト―
アパタイト置換反応により，地殻条件下における反応帯形成プロセスと実効拡散係数を評価した．
大理石(一辺 2–4 mm の立方体)と 1–2M リン酸アンモニウム水溶液を 150–250℃，飽和蒸気圧下で数日〜数週間反応させた．その結果，試料の境界よりカルサイトがアパタイトに置換され，シャープな反応フロントが観察された(図 a, b)．反応フロントの距離は，反応時間とともに増加し，3 次元拡散律速型の未反応核モデルで説明される(図 c)．その有効拡散係数は出発物質や生成物より 5–15 倍大きい(図 d)．一方，試料内部には反応フロント近傍で幅数 µm 程度の空隙が粒内や粒界沿いに観察され，その量は約 10 vol.%にも及ぶ．以上より，反応時の動的な空隙生成が，
実効拡散係数を桁で増加させ，反応帯形成に大きな影響を与えることが示唆される．
Keywords: Reaction zones; Replacement; Effective diffusion coefficients; Calcite; Apatite.
*Corresponding author: uno@geo.kankyo.tohoku.ac.jp

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S2-11

マントルウェッジの炭酸塩化に伴う脱水反応、体積変化と元素移動岡本敦* (東北大)，大柳 良介 (JAMSTEC), 吉田 一貴(東北大)宇野 正起（東北大）、サティシュ クマール（新潟大）

Dehydration, volume change and element transport
during carbonation of mantle wedge
Atsushi Okamoto* (Tohoku univ.), Ryosuke Oyanagi (JAMSTEC), Kazuki Yoshida (Tohoku
Univ.), Masaoki Uno (Tohoku Univ.), M. Satish-Kumar (Niigata Univ.)
Carbonation of mantle wedge is important for global carbon cycle, but the extent andmechanism are poorly constrained. In this study, we investigated the carbonated serpentinite bodyfrom the Sanbagawa belt, Kanto Mountains, Japan. The serpentinite in the Higuchi area iscomposed of massive antigorite, and cut by various veins of talc + carbonates (magnesite,
dolomite and minor calcite). We reported the results of textures, petrology, and isotope
compositions of carbonates, and discuss the source of carbonic fluids, and mechanism ofreaction-induced fracturing with elemental transport during carbonation.
マントルかんらん岩は CO2 を最もよく吸岩化作用を受けたのちにブロック化して収する岩石である。しかし，マントルウェ

炭酸塩化を受けたと考えられる．炭酸塩のッジがどの程度、炭酸塩化をしているのか

同位体組成 (d13C= -10.2 − -9.3; d13O =は良くわかっていない．本講演では，三波+17.0 − +22.2)から、流体は炭質物起源の川変成帯関東山地の樋口に産する炭酸塩

CO2 流体と，蛇紋岩の脱水による H2O 流化した蛇紋岩体について報告する．この小体が混合したものであることを示唆して規模な岩体 (15 x 8 m2)は、ランダムな結晶いる．講演では，組織解析や地化学モデリ

方位を示すアンチゴライトからなるブロ

ングなどから，酸化的な流体の流入によっックが，滑石，マグネサイト，ドロマイト，て炭酸塩化が引き起こされること、反応に方解石からなる脈によって切られている．

伴って固体体積の収縮が起こり、岩体内部

Cr スピネルの組成（Cr# = 0.52−0.57; Mg# =に亀裂を形成することを示す．また，マン0.55−0.64）や，周辺の反応帯との関係から、

トルウェッジの交代作用における Mg の移この岩体はマントルウェッジ起源で，蛇紋動度の重要性について論じる．

Keywords: Carbonation, Serpentinite, Sanbagawa belt, Geochemical modeling, Reaction-induced fracturing*Atsushi Okamoto: atsushi.okamoto.d4@tohoku.ac.jp

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S2-12フィリップサイトの生成温度と年代に関する検討
中田英二*（電力中央研究所）・山田晃裕（セレス）Investigation for the formation temperature and K-Ar date of Phillipsite
Eiji Nakata* (CRIEPI)・Akihiro Yamada (CERES)
1. はじめに 最近、フィリップサイト（以下 Phi）が火山岩中の断層最新面上で見つかっている。Phi の生成環境、年代を明らかにすることは、断層活動性評価に役立つと考えられる。しかしながら、深海底堆積物中のノジュールや、熱水脈として産する Phi の生成環境は謎な部分が多い。このため典型的な Phi を用いて同位体交換速度、生成温度、K-Ar 年代の適用性に関する検討を行った。
2. 地質 Phi は長崎県生月島で採取した。
生月島では玄武岩溶岩が中新統平戸層群(浅海成層)を広く覆い、溶岩台地が形成されている。島内で認められる玄武岩にはほとんどの場合、沸石が杏仁状に認められる。杏仁状の白色鉱物にはレビィンなど複数種類の沸石と方解石、スメクタイトが認められる。
Phi は島の西海岸に多く認められ、小さな短柱状結晶が集合し、直径 2〜3 mm の肉団
子様の表面を持つ、半透明な結晶体として産する。
3. 手法 生成温度は酸素安定同位体（CO2レーザー）を用い、K-Ar 年代は希釈法で求めた。Phi は実体鏡下でピックアップし、抽出作業を時間で区切り、XRD での同定とEPMA で組成の確認を行った。
4. 結果 抽出した Phi を EPMA で分析したところ、分析中に元素が散逸、増加する傾向が認められた。分析の成否の判断となる E
値(Gottardi & Galli, 1985)は吸収電流が 1nA、ビーム径 80μm で 1.3%、2μm で 19%と大きくなった。分析中に結晶表面が変形するこKeyword: Phillipsite, Isotope, K-Ar
*Corresponding author: nakata@criepi.denken.or.jp

一般社団法人日本鉱物科学会2020年オンライン年会講演要旨とからも、Phi は元素（沸石水を含む）の移動、交換を容易に起こすと予想された。
骨格酸素と間隙水中の酸素との交換速度
が非常に速い場合、生成温度を求めることは困難となる。骨格酸素同位体比は 23.8‰で、170～320℃で真空乾燥させても値は変わらなかった。一方、同位体比標準試料 SLAP(55.5‰)に浸けた試料では 40℃、60℃でも浸漬 60 日で同位体比が 1‰～2‰程度減少する傾向が認められた。この減少量は 90℃でより大きくなった。
一方、K-Ar 年代は、玄武岩から抽出した斜長石から 8.42±0.22Ma（大気混入率 31.7％）、
Phi からは 0.35±0.17Ma（同 96.1％）が得られた。事前に 260℃で真空乾燥させた Phi
からも同様の若い年代が得られた。
5. まとめ Phi は 700℃の加熱だけでカリ長石に変換する。Phi 晶出時の溶液が海水（δO＝0‰）と仮定した場合、Phi の生成温度は
カ リ 長 石 の 酸 素 同 位 体 温 度 計 (O’Neil &Taylor,1967)から 55.6℃と求まる。しかしながら速度論的考察（一次反応と仮定）では10℃でもおよそ 1000 年で骨格酸素同位体の全量が交換される計算ができる。
K-Ar 年代測定の結果、Phi から得られた年
代は斜長石（母岩形成年代）に比べて著しく若くなっている。これらの結果から現段階では、Phi の酸素同位体交換や放射性 40Ar の散逸速度は非常に速いと考えられ、これらのツールスでは生成環境を知ることは難しいと推察する。ただし、Phi から得られた K-Ar
年代は地質年代と一致するとの報告(WoldeGabriel et al., 1996)もあり、今後も検討が必要と考える。

R1-01
分析電顕での定量分析における吸収補正の問題点
藤野清志*(愛媛大GRC)，富岡尚敬(海洋研究開発機構)，大藤弘明（愛媛大GRC）

Problems of absorption correction in quantitative chemical analysis
by ATEM
Kiyoshi Fujino* (GRC, Ehime Univ.), Naotaka Tomioka (JAMSTEC), Hiroaki Ohfuji (GRC, Ehime Univ.)
1. はじめに
分析電顕では，未知試料の～10 nm オーダ
ーに至る領域の化学組成分析ができ，天然や高圧合成などの微小試料の解析に威力を発揮している．しかし，定量分析については，解決すべきいくつかの問題点がある．愛媛大GRC の分析ソフトでは，ガーネットで吸収補正により得られた試料の厚さが実際の厚さの約３倍近い値となった．なぜこのようなことが起きるのかについて，調べた結果を報告
する．
２．吸収補正の問題点
定量分析では，２つの元素の重量比を X 線
強度比で表すときの係数である k-factor が広く用いられている．多くの場合，定量分析には化学組成既知の試料から得られた
k-factor を，厚さ等の関数として表示した検量線が使われているが，吸収補正などには分析ソフトによる計算が必要である．
今回Ａ社の分析ソフトで，厚さの分かった
FIB 加工の端成分グロシュラーガーネット
Ca3Al2Si3O12 を吸収補正法で分析したところ，
Table 1 のような結果を得た．実際の厚さ 90
nm で計算した場合，組成はまったく端成分のそれに合わなかった．そこで，吸収補正時の厚さを変えて，得られる酸素量が理想化学
式の値（原子％で 60％）になったときの厚さは，309 nm であった．パイロープガーネ
ットでも同様に，理想化学式に合う値を得るには実際の３倍近い厚さが必要であった．
その際，計算に必要な厚さは実際の約３倍に近いが，得られる組成はほぼ妥当な値になっていた．ただし，Table 1 に見られるように，Si 以上の軽元素は理想化学式より多めの値になっているのに対し，Si より重い Ca
は理想化学式のそれよりも少なめの値となっている．パイロープでも，同様の傾向が見られた．これは，実際の３倍近い厚さでの吸収補正により，軽元素が必要以上の還元を得るためと理解される．いずれにしろ厚さが実際よりかなり大きな値になる原因が，何に由来するのかが問題となる．
３．原因の考察
上記のようなことが起きる原因として，以下の点が考えられる．１）測定Ｘ線をネット
カウント数に変換するプロセスでの問題，
２）分析ソフトでの吸収補正の計算方式の問
題，３）吸収以外の効果も含めて補正している可能性の問題．１）については，メーカー任せで，我々は正確に把握していない点が多い．２）については，吸収補正の理論に則って調べることが可能である．これら原因について，これまで調べてきた結果を報告するとともに，議論をしたい．
Table 1. Chemical analysis of grossulargarnet obtained by absorption correction
by analytical TEM.

Keywords: Analytical TEM, quantitative chemical analysis, absorption correction.
*Corresponding author: fujino@sci.ehime-u.ac.jp

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R1-02
鉱物科学を基礎とした宝石鑑別技術の応用と発展
北脇

裕士（中央宝石研究所）

The application and development of gem identification techniques basedon mineralogical sciences.
Hiroshi Kitawaki (Central Gem Lab.)
宝石鑑別は、いわゆる本物と偽物を見分ける必要性から発展してきた。世界で最初の宝石鑑別ラボは、日本の養殖真珠の商業的な成功が契機となり、1925 年頃英国のロンドンに設立された。日本では、1960 年代が鑑別機関の創世期であったが、その背景には合成エメ
ラルドの存在があった。伝統的な宝石鑑別の技術は 1920 年代後半から種々の手法が開発され、1940 年代には体系的に纏めあげられた。
すなわち、屈折率測定、比重測定、二色鏡、分光器、宝石顕微鏡による観察などであり、これらは今なお宝石鑑別の基礎として不可欠である。
近年、結晶育成技術や処理技術の目覚しい発展に伴い、宝石鑑別ラボにおける日常の業
務には標準的な鑑別器材の他に先端的な各種分析機器が不可欠となっている。
筆者が宝石鑑別に従事することになったのは 1990 年である。この頃はちょうどヒスイの樹脂含浸処理が出現し、国内の宝石鑑別機関はその対応に追われていた。筆者等は、
近赤外および赤外領域の分光光度計を導入
し、宝石鑑別におけるその有効性を示した。
未処理のヒスイには存在しない 2460、2300
および 1680nm のピークが樹脂含浸された処
理ヒスイに検出され、これらのピークはエポ
キシ系樹脂に由来することを明らかにした。
1993 年には高温高圧法によって製造された
合成ダイヤモンドの宝石市場への参入が業
界誌等によって大きく取り上げられた。これを機に危機感を募らせた宝石学関係者らと共に研究会を発足させ、理論武装と同時に実務レベルでの合成ダイヤモンドの鑑別を目指してカソードルミネッセンス（CL）分析法の確立に着手した。1995 年の暮れ近くには国内で初めて HPHT 法合成ダイヤモンドがダイヤモンド・グレーディング（鑑定）に持ち込まれたが、CL 法がその鑑別に大いに役立った。2006 年には CVD 法合成ダイヤモンドも市場投入され、2015 年頃からは小粒の無色
Keywords: Gem Identification, Gemmology
Corresponding author: kitawaki@cgl.co.jp

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合成ダイヤモンドが天然ダイヤモンドのジュエリーに混入する事例が急増し、宝石業界の大きな問題となった。現在では合成ダイヤ
モンドは宝飾市場において認知が広がり、天然と合成の識別には CL 法や UV ルミネッセ
ンス法を用いた分析技術と結晶成長の理解が不可欠となっている。
1999 年 3 月、天然ダイヤモンドを高圧下で熱処理する HPHT 処理が出現した。これらはある種の褐色ダイヤモンドを無色化するもので、当初は看破が不可能であるとされた。
この公表後、無機材質研究所（現、物質材料研究機構）の協力を得て、HPHT 処理の実験を開始した。継続的な実験において窒素を含まないⅡ型の褐色は無色に、Ⅰ型の褐色は黄色に変化することを確認し、翌年にはⅡ型の褐色が条件によってはピンク色に変化する
ことを見出した。2003 年には顕微ラマン分光装置を導入し、フォトルミネッセンス（PL）
分析による HPHT 処理の看破法の確立に勢力を傾けた。現在はダイヤモンドの色の改良
技術には HPHT 処理に放射線処理を組み合わせた複合的な処理も行われているが、精力的な PL 分析の研究の結果、ほとんどのものが看破可能である。

Renishaw InVia Raman confocal microspectrometerfor photoluminescence analysis.

R1-03
LA-ICP-MS 分析法の宝石学分野への応用
江森健太郎、北脇裕士(中央宝石研究所)

LA-ICP-MS application for Gemology
Kentaro Emori*, Hiroshi Kitawaki (Central Gem Laboratory)
We applied the LA-ICP-MS analysis for gemology; (1) Identification of Be-treated corundum (2)Identification of synthetic or natural ruby, (3) Identification of synthetic or natural amethyst, (4) Origin
determination of ruby and blue sapphire and (5) Origin determination of “Paraiba” tourmaline.
2001 年後期に出現した Be 拡散加熱処理コラとで天然・合成の区別のみならず製造元を特定
ンダムの看破に LA-ICP-MS 分析法が有効であするケミカルフィンガープリントとしても利用できることが示されて以降、LA-ICP-MS 分析法は宝る。
石鑑別の現場においてほぼ必須の分析装置と(3) 天然・合成アメシストの鑑別なった。宝石の一部を削り取ることになるが、x10合成アメシストは、天然アメシストとの判別が極のルーペを用いても分析痕を発見することがほめて困難であり、精度の高い鑑別法の確立が求ぼ不可能であることから準非破壊分析として、宝められている。著者らは LA-ICP-MS 分析法を石分野では定着している。現在、LA-ICP-MS 分用いて合成・天然アメシストの微量元素の定量
析法は Be 拡散加熱処理コランダムの看破だけ分析を行い比較した。従来行われている Ga-Ti
ではなく、天然・合成石の判別、各種宝石の原のプロッティングではオーバーラップする部分が産地鑑別にも役立っており、さらに世界中の宝存在したが Li、Be、B、Na、Al、K、Sc、Ti、Zn、
石学研究者によってその他の用途が検討されGa、Ge、Zr、Pb を用いた線形判別分析が、天ている。
然・合成を判別するよい指標となることを明らか
本報告は著者らが LA-ICP-MS 分析法を行いにした。
宝石分野で行ってきた研究をピックアップして紹(4) コランダムの原産地鑑別介する。
著者らはコランダム(ブルーサファイア、ルビ(1) Be 拡散加熱処理コランダムの看破ー)について商業的に重要な産地のサンプルをコランダム中に軽元素である Be を数～数十LA-ICP-MS 分析し、産地鑑別の可能性を検討
ppm 拡散させ、色を改変するこの処理の看破にした。ブルーサファイアについて特に識別が困は LA-ICP-MS 分析法が有効であるが、天然起難であると言われている非玄武岩起源のミャン
源の Be を有するコランダムの存在がその看破をマー、スリランカ、マダガスカル産は Mg、Ti 比に難しくしている。天然起源の Be を有するコランダ
差があり、判別の一助となることが確認された。
ムは Be と共に Zr, Nb, Sn, Hf, Ta, W, Th といっ
また、ルビーについては Mg、V、Fe の含有量がた元素が同時に含まれることが多く、そのコラン
大きな指標となり特にミャンマー産は V の量がダムの産出された地質環境を大きく反映してい多いことが明らかになった。コランダムの原産地る可能性が強い。
鑑別については従来用いてきた 2 元素毎の 2(2) 天然・合成ルビーの鑑別
次元プロッティングよりも 3 次元プロッティングが天然・合成ルビーの鑑別は、合成技術の進展有効であることも明らかになった。
に加え加熱処理の影響等により、今なお宝石鑑(5) パライバ・トルマリンの原産地鑑別
別における重要課題として認識されている。著
パライバ・トルマリンについてブラジル、モザン
者らはベルヌイ法、結晶引き上げ法、熱水法、ビーク、ナイジェリア産それぞれについて色毎のフラックス法で合成された合成ルビーと天然ル分類を行った上で LA-ICP-MS 分析を行い、産ビーについて LA-ICP-MS 分析を行った。天然
地鑑別の可能性を調査した。特に Cu、Ga、Sn、
ルビーでは一般的に検出される Mg、Ti、V、Cr、 Pb といった元素を用いたプロッティング、およびFe、Ga といった元素のパターンが合成ルビーで線形判別分析やロジスティック回帰分析を用いは製法ごとに異なる他、合成ルビーは溶媒起源
た結果、先に挙げた 3 産地を分別することがでの元素やオートクレーブ由来の元素が含まれる
き、LA-ICP-MS 分析の産地鑑別への有効性がことが判明した。また、LA-ICP-MS 分析を行うこ示された。
Keywords; LA-ICP-MS, gemology, corundum, amethyst, tourmaline*Corresponding author: emori@cgl.co.jp

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R1-04
ダイヤモンドのモルフォロジー ―天然と合成との比較―
神田久生 (元物質・材料研究機構)

Morphology of Natural Diamond Compared with Synthetics
Hisao Kanda (NIMS)
External and internal morphology of natural diamond and synthetic diamonds have been investigated,revealing that natural diamond shows euhedral morphology formed by growth from its center, whereas
synthetic diamonds do not grow euhedrally. Internal morphology seen on cross section of natural
diamond crystals shows growth striations indicating repeat of growth and dissolution. The
characteristics imply that natural diamond has a history that it has repeated moving upward anddownward due to convection of magma where diamond was heated and cooled repeatedly.

天然ダイヤモンドの成因はわからないことが多いが、表面や断面のモルフォロジー、不純物、
インクルージョン、同位体分析などのデータを基に議論されている。本発表では、結晶外形と断面模様の情報から、成長環境について考察した。
（１）結晶外形
天然ダイヤモンド原石の外形は多面体（図１）やラウンドが知られているが、いずれも成長起点から全方向に均等に成長したものである。そ図１ 天然ダイヤモンド
れに対して、合成ダイヤモンドには全方向への均等な成長はみられない。高圧
合成ダイヤモンドは、成長空間である金属
溶媒の端に置かれ
図 2 高圧合成ダイヤモンド
た種子結晶から溶媒内部に向かって成長している(図２)。
気相合成ダイヤモン
ドでは、基板表面に炭素原子が降り積もって一方に成長し（図３）、雪のように
図 3 気相合成ダイヤモンド
空中でできることはない。

このように、成長起点を比較してみると、合成
ダイヤモンドは成長空間の壁から成長してるのに対して、天然ダイヤモンドは成長空間の内部で核発生し、空間に制限されず全方向に自由に成長したといえる。
また、平滑面をもつ多面体が成長形でラウンド
形は成長後溶解を受けたものと言われている。
（２）断面模様
原石をカットし 断面を観察すると、木の年輪のように成長履
歴を見ることができる。 図 ４ は 天然 ダ イ
ヤモンド断面のカソードルミネッセンス
図 4 天然ダイヤモンド断面（カソードルミネッセンス）
像で年輪のような縞模様が見え、外形に平行な直線状の縞のほかに、曲線もみえる。
このことは、成長過程で、多面体として成長しな
がらも、時には溶解を受けてラウンドになった時期もあったことを示す。つまり、成長と溶解を繰り返しながら成長したのであろう。
（３）考察
以上の２つの情報から、次のことが推察される。
天然ダイヤモンドは地球深部の液相空間の縁ではなく内部で核発生し、その中を漂いながら成長溶解を繰り返して大きくなっていった。このような繰り返しはマグマに対流があり、その中を上昇下降をして温度変動を体験したという可能性がある。

Keywords: Natural Diamond, Synthetic Diamond, Crystal Growth, Morphology*Corresponding author: kanda234@ybb.ne.jp

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R1-05

Mg2SiO4 第４の多形：
コンドライト中の新鉱物ポワリエライト
富岡 尚敬 1,*,Bindi Luca2,奥地 拓生 3,宮原 正明 4,飯高 敏晃 5,Li Zhi6,
河津 励 7,Xie Xiande8・Purevjav Narangoo9,谷 理帆 1,4,兒玉 優 10
（1JAMSTEC,2 フィレンツェ大,3 京大複合研,4 広大,5 理研,6 南京理工大,7 東大物
性研,8 広州地球化学研,9 バイロイト大,10 マリン・ワーク・ジャパン）
The fourth polymorph of Mg2SiO4: A new mineral, poirierite, in shocked chondrites
Naotaka Tomioka*1, Luca Bindi2, Takuo Okuchi3, Masaaki Miyahara4, Toshiaki Iitaka5, Zhi Li6,
Tsutomu Kawatsu7, Xiande Xie8, Narangoo Purevjav9, Riho Tani1,4, Yu Kodama10
1( JAMSTEC, 2 Univ. of Florence, 3KURNS, 4Hiroshima Univ., 5RIKEN, 6Nanjing Univ. Sci. Tech.,
7
ISSP, 8 Guangzhou Inst. Geochem., 9Univ. of Bayreuth, 10Marine Works Japan)
強い衝撃変成を受けた石質隕石中には、ケイ酸塩の高圧相が数多く報告されている［1］。カンラン石高圧相としては、準スピネル相、スピネル相が 1970 年代までに発見され、それぞれワズレア
イト、リングウッダイトと命名された。一方、1980
年代初めには Jean-Paul Poirier 教授らが、新たな準スピネル相（イプシロン相）を理論予測したが[2]、合成物、天然物共にこれまで報告例はなかった。我々は最近、隕石中に同相を発見し、TEM による産状の記載に加えて、X 線回折法と第一原理計算により、その結晶構造を精密化した[3,4]。イ
プシロン相は、国際鉱物学連合の新鉱物・鉱物命名委員会に、新鉱物ポワリエライトとして承認された。
Tenham（L6）と Miami（H5）コンドライトの衝
撃溶融脈中には、母相のオリビンが取り込まれ、固相のまま粒径が 1 µm 前後のリングウッダイト、
ワズレアイト粒子の集合体に高圧相転移している。リングウッダイト粒内には、{110}面上に幅数nm のポワリエライトのラメラが形成され、両鉱物は、<110>Rwd//aPoi//bPoi, cRwd//cPoi というトポタキ
シーを示した。一方、ワズレアイト粒子は（010）
面上にポワリエライトラメラを示し、トポタキシ
ーは aWds//aPoi, bWds //bPoi, cWds //cPoi であった。
これらの結晶方位関係は、オリビン多形構造のト
ロポジー解析を元に指摘されたものと一致し[2]、リングウッダイト、ワズレアイト格子の剪断変形によるメカニズム（shear mechanism）により、ポワリエライトが形成されたことを示唆する。

Suizhou（L6）コンドライトにおいても、ポワリ
エライトはサブミクロンスケールと微細で、単独での X 線回折が行えなかった。そこで、母相のリングウッダイト単結晶とトポタキシャルに共存するポワリエライトの 2 相に対して同時に X 線結晶構造を行った。イプシロン相モデル（空間群
Pmma) [2]を元に構造を精密化し得られたポワリ
エライトの格子定数は a = 5.802(11) Å, b =2.905(9) Å, c = 8.411(16) Å, and V = 141.8(6)Å3 であり、準スピネル構造群では最小の単位格子を持つことが確認された。また、M サイトにおける Mg,Fe の 席 占 有 率 か ら 求 め た 化 学 式 は(Mg1.96Fe0.04)2SiO4、密度は 3.33 g/cm3 であった。
この密度は同じ Fe/Mg 比を想定したフォルステラ
イト (3.25 g/cm 3)より僅かに高いものの、ワズ
レアイト(3.50 g/cm 3)、リングウッダイト(3.59
g/cm3)に比べるとかなり小さい。
密度汎関数法（DFT)による計算では、0 K、0-20
GPa の圧力範囲において、ポワリエライトはMg2SiO4 の多形の中で最も高いエンタルピーを持つことが明らかになった。隕石の衝撃変成において、原子の長距離拡散が生じにくい低温、また格子の剪断変形が生じやすい高差応力条件が揃った場合、準安定的にポワリエライトが形成される可能性が高いと考えられる。
References [1] Tomioka & Miyahara (2017) Meteorit.
Planet. Sci., 52, 2017–2039. [2] Madon & Poirier(1983) Phys. Earth Planet. Inter., 33, 31–44. [3]Tomioka & Okuchi (2017) Sci. Rep., 7, 17351. [4]Tomioka et al. (submitted)

Keywords: olivine, spinelloid, high-pressure phase transitions, shear mechanism, meteorite*Corresponding author: tomioka@jamstec.go.jp

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R1-06
京都市雙ヶ岡産 Bi-Te-S 系鉱物の化学組成
大西政之*, 下林典正 (京大・院理), 浜根大輔 (東大・物性研),
白勢洋平 (愛媛大・院理工), 門馬綱一, 宮脇律郎 (国立科博)Chemical composition of Bi-Te-S minerals from Narabigaoka Hill,
Kyoto City, Japan
Masayuki Ohnishi*, Norimasa Shimobayashi (Kyoto Univ.),
Daisuke Nishio-Hamane (ISSP, Univ. Tokyo), Yohei Shirose (Ehime Univ.),
Koichi Momma and Ritsuro Miyawaki (Nat’l. Mus. Nat. Sci.)
京都盆地の北西部，京都市右京区御室双岡町に位置する雙ヶ岡 (双ヶ丘，双ヶ岡とも称される) は，丹波層群のチャートを主とし，砂岩，頁岩を伴うオリストリスの残丘である(井本ほか，1989)．これらの堆積岩を切る石英脈からは，少量ながら “鉄マンガン重石”，
スコロド石 (例えば，益富・内山，1940)，
自然金，ホセ鉱 A，泡蒼鉛 (岡本ほか，1980)などが産出する．今回，雙ヶ岡の三の丘から
未知 Bi6TeS3 鉱物を見い出したので，あわせて検討したホセ鉱 A および未知 Bi10TeS8 鉱物とともに，化学組成を中心に報告する．
未知 Bi6TeS3 鉱物は，熱水変質した砂岩を切る石英脈中に直径 1.5 mm に達する単独の粒をなす．肉眼的には，鋼灰～黒色で金属光
沢を示す．反射顕微鏡下では，白色で多色性は弱く，異方性は明瞭である．劈開は一方向に完全である．リガク Synergy Custom による単結晶 X 線回折では，a ≈ 4.25 Å，c ≈ n ×
13.3 Å の六方格子で，c 軸長の周期は n = 3 (≈39.9 Å) の可能性が高い．粉末 X 線回折装置(リガク RINT RAPID II) による相対強度が10 以上の回折値 [d Å (I)] は，3.084 (100)，
4.427 (51)，2.249 (22)，2.122 (18)，3.622 (12)，3.329 (10) で，ホセ鉱 A，生野鉱，バクサン
鉱のそれと類似している．化学分析は EPMA(JEOL JXA-8105，WDS) によって行った．12

点の分析値は，Bi 85.18 (83.02〜86.49)，Pb
0.08 (0〜0.29)，Te 9.22 (8.97〜9.59)，S 6.54
(6.34〜6.70)，Se 0.10 (0.02〜0.16)，合計 101.12
wt.%である．実験式は 10 apfu として (Bi5.94
Pb0.01)∑5.95Te1.05(S2.98Se0.02)∑3.00 で ， 簡 略 式 は
Bi6TeS3 である．また，5 apfu として (Bi2.97
Pb0.01)∑2.98(S1.48Te0.53Se0.01)∑2.02，簡略式は Bi3(S,Te)2 または Bi3S2 と示すことも可能である．
本 研究 で は ， 三 の丘 産 ホ セ鉱 A ( 未知Bi6TeS3 鉱物とは異なる標本で，石英中に直径約 1 mm の黒色の粒をなす) についてもEPMA 分析を行った．4 点の平均的な実験式
は，7 apfu として (Bi3.85Pb0.10)∑3.95Te0.96(S2.08
Se0.01)∑2.09 で，ホセ鉱 A の理想式 Bi4TeS2 と一致することを確認した．また，このホセ鉱 Aには，(Bi9.83Pb0.20)∑10.03Te1.02(S7.90Se0.05)∑7.95 の実験式 (3 点の平均；19 apfu) で示される直径 40 μm 以下の粒状をなす未知 Bi10TeS8 鉱物が包有されている．
三の丘産未知 Bi6TeS3 鉱物，ホセ鉱 A，未知 Bi10TeS8 鉱物の化学組成を，Bi-Te-S 系鉱物種の理想組成とともに，Fig. 1 の (Bi+Pb)Te-(S+Se) 系三角図に示した．これらは図上で明瞭に区別される．(Bi+Pb)/(S+Se+Te) 比は，未知 Bi6TeS3 鉱物 1.47 (1.42～1.51)，ホセ
鉱 A 1.30 (1.27〜1.33)，
未知 Bi10TeS8 鉱物 1.12
であり，それぞれ異なる値を示す．

Fig. 1. The chemical compositions of unknown
Bi6TeS3 mineral (▽), joséite-A (△) and unknown
Bi10TeS8 mineral (◇) from San-no-oka (3rd hill)at Narabigaoka Hill in terms of (Bi+Pb)-Te-(S+Se). ●, ideal compositions of the IMA approved
mineral species in the system Bi-Te-S.
Keywords: Bi6TeS3, Bi3S2, Bi10TeS8, joséite-A, Narabigaoka*Corresponding author: czshh118a@yahoo.co.jp

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R1-07対馬花崗岩の流体包有物中のニッケル
黒澤 正紀*（筑波大・生命環境）・笹 公和（筑波大・数理物質）・石井 聰（筑波大・研究基盤）

Nickel contents in single fluid inclusions of miarolitic quartz from theTsushima granite, Japan.
M. Kurosawa*(Life Env. Sci., Univ. Tsukuba), K. Sasa (Pure Appl. Sci., Univ. Tsukuba),
S. Ishii (Res. Fac. C., Univ. Tsukuba)
Nickel contents in fluid inclusions from a miarolitic cavity's quartz at the Tsushima granite, Japan,
were analyzed by particle-induced X-ray emission (PIXE) to examine behaviors of Ni in
granite-derived hydrothermal fluids in granite bodies.
ニッケルは、地球のマントルやコアに多く賦存するため、マントル由来の通常の玄武岩
マグマは高濃度の Ni を含むが (135-192 ppm)、
花崗岩質マグマ での存在度は相対的に低い(9-17 ppm Ni)。そのため、花崗岩類やその熱水脈での Ni 鉱物は稀であり、これまで包有物
流体中にも報告が無かった。しかし、少量のNi 硫化物は花崗岩起源の熱水脈や周辺岩に時々存在し、その起源についても周辺塩基性岩や変成岩・堆積岩からの影響、純粋な花崗岩起源などが検討されてきた。しかし、起源については、未解決の問題として残されている。そこで本研究では、周辺岩石の同化の影
響が少ない磁鉄鉱系列 I-type の新第三紀花崗岩である、長崎県対馬市の内山花崗岩体の晶
洞石英の流体包有物について、その Ni 濃度を検討した。
対馬南島の内山花崗岩体は、大規模な熱水性鉛―亜鉛鉱床の対州鉱山を伴うが、鉱脈にNi 鉱物の産出は無く、北方に離れた対馬北島の対州しげくま鉱山にウルマン鉱(NiSbS)の報告があるだけである。試料には、内山花崗岩体内の晶洞の石英単結晶中の流体包有物を用いた。晶洞はアルカリ長石・白雲母・鉄電気石・緑泥石・微量のチタン鉄鉱からなり、石英単結晶は固相包有物として緑泥石を含む。
石英結晶の主要流体包有物は多相包有物と気相包有物で、２相包有物がそれに次ぐ。液相に富む液相包有物、液体 CO2 包有物も少量存在した。多相包有物は岩塩・塩化鉄・菱鉄鉱
等の娘結晶を含み、均質化温度は 265〜794℃、塩濃度は 28〜55 wt.%であった。今回は主要な包有物である、多相包有物と気相包有物の微量元素組成を筑波大研究基盤センターの粒子
線励起Ｘ線分析法(PIXE)で分析した。
分析の結果、晶洞の多相包有物と気相包有
物には、Cl・K・Ca・Ti・Mn・Fe・Cu・Zn・
Pb・Br・Rb・Ba・Pb と共に Ni が含まれていた。Ni 濃度は多相包有物で 5〜50 ppm、気相包有物で 3〜40 ppm であった。両包有物の Ni
濃度は Cl 濃度と弱い正の相関を示す。これら
は、花崗岩マグマから NaCl 流体が分離する際に、Ni が流体に分配されることを示している。
初生流体の沸騰で形成された多相包有物と気相包有物の Ni 濃度比は約 1 : 1 程度で、沸騰の際には水蒸気と残留塩水の双方に Ni が配分されることを示唆する。
今回の結果から、花崗岩マグマには初生的に Ni が含まれる可能性が示された。対馬花崗岩は、優白質花崗岩マグマと閃緑岩質マグマのマグマ混合によって形成されており、塩基性マグマ中の高い Ni 濃度が、花崗岩マグマの初生 Ni に寄与している可能性がある。
また、流体が花崗岩体の外側に移動する過程で、さらに花崗岩マグマあるいは花崗岩からの Ni の抽出は進み、相対的に高濃度となる
ようで、予察的な分析では、対州鉱山新富鉱
脈の下底の不毛石英帯の石英脈の多相流体包有物に 30〜300 ppm の Ni の溶存が確認された。
但し、新富鉱脈では、Ni 鉱物は確認されておらず、下底石英脈の上位に位置する厚い磁硫鉄鉱帯の磁硫鉄鉱に微量成分として固溶している可能性がある。今後、さらに検討を進める予定である。

Keywords: Fluid inclusion, trace element, PIXE, granite, Tsushima*Corresponding author: kurosawa@geol.tsukuba.ac.jp

一般社団法人日本鉱物科学会2020年オンライン年会講演要旨

R1-08福島県烏川鉱山産上田石-(Ce）・水酸バストネス石-(Ce)およびタレン石様鉱物
原田誠治，浜根大輔（東京大・物性研），松原聰（国立科博）

Uedaite-(Ce)∙Hydroxylbastnä site-(Ce) and Thalé nite like Mineralfrom Karasugawa mine, Fukushima Prefecture, Japan
Seiji Harada*, Daisuke Nishio-Hamane (ISSP, Univ. of Tokyo), Satoshi Matsubara (NMNS)
et al.（2013）で宮崎県延岡市上祝子にて記
産地
載確認されている．本産地においては 2000
福島県福島市飯坂町茂庭烏川鉱山の産出
年頃に採集した上田石-(Ce)の分解物とし鉱物について脇田・長島（1968）によるゼノて褐色～褐白色～白色をなして見い出されタイムの分析結果およびフェルグソン石様た．しかし，2019 年 6 月採集した同様のも鉱物・ジルコン・電気石・微斜長石・曹長石のはほとんど粘土鉱物に変質しており肉眼が報告されている他，加藤（1973）にベータによる同定は出来ない．SEM・EDS 分析実
フェルグソン石・バストネス石が報告されて
験式は(Ce0.48Nd0.31La0.12Pr0.07Y0.02)1.00CO3
いるのみでその後研究報告はされていない．
(OH0.61F0.39)1.00 という値が得られた．
筆者らは近年再調査を行い上記の他各種鉱
タレン石様鉱物 Thalé nite like Mineral物の産出を確認したので報告する．構成鉱物
タレン石は山梨県甲府市竹日向，福島県川として石英・バラ石英・カリ長石・鉄電気石・
俣町水晶山・房又他数ヶ所において確認され白雲母からなり以前に報告されているゼノている．いずれも Y-OH Type と思われる．本
タイム・ベータフェルグソン石・バストネス
産地では 2019 年 6 月採集したバストネス石
石の他，今回新たに上田石- (Ce）・水酸バスと思われていたサンプルの粘土鉱物に変質
トネス石-(Ce)・モナズ石- (Ce)・ジルコン・した中に微細な粒として極少量，見い出され
鋭錐石・板チタン石・イットリウム含有鉄磐
石榴石他微細ではあるがタレン石様鉱物・トた．F は全く検出されず Y-OH Type・Nd-OH
ール石様鉱物が確認された．
Type と思われる 2 種類のタレン石様鉱物が上田石-(Ce）Uedaite-(Ce)
見い出された．SEM・EDS 分析実験式を示す．
MnCeAlAlFe(Si2O7)(SiO4)O(OH)
Y-OH Type は (Y1.02Ca0.45Gd0.40Nd0.37Sm0.29
香川県土庄町灘山で見い出され Miyawaki
Ce0.17Dy0.16Pr0.03Th0.02)2.91Si3.22O10(OH)，Nd（2008）に記載されている新鉱物である．本
OH Type は(Nd0.69Ca0.60Ce0.56Y0.46Sm0.17Gd0.13
産地は黒色～灰黒色薄板状最大幅 2.0 mm・Pr0.11Eu0.06La0.06Dy0.02Th0.02)2.91Si3.23O10(OH)と長さ 50 mm に達するものも見い出されていいう値が得られたが O＝10.5 で計算するとるが普通 1.5 mm×30 mm 以下であり薄いた
REE+Th が 3 を下回り Si が 3 を上回る値がめサンプル入手時に割れてしまうものが多出ている．wt%合計も相当低く，メタミク
い．浜根による SEM・EDS による分析ではト化もしくは変質していると思われ今後の組成累帯はあまりなく総じて Mn を多く含研究課題である．
みストイキオメトリーに基づいてカチオン文献を割振ると全サンプルが上田石-(Ce)に該当
脇田久伸・長島弘三（1968）鉱雑，9，92した．代表的な実験式は(Mn0.77Fe2+0.16Ca0.07)
98
加藤 昭（1973）櫻井鉱物標本．
1.00(Ce0.43Nd0.29La0.09Y0.08Ca0.07Th 0.01)0.97(Al0.86Fe
3+
2+
3+
Miyawaki，R. et al.（2008）EM，20，2610.14)1.00Al1.00(Fe 0.97Fe 0.03)1.00(Si2O7)(SiO4)O(OH)という値から得られた．
269．
水酸バストネス石-(Ce)Michiba. K. et al.（2013）JMPS，108，326Hydroxylbastnä site-(Ce) (CeLa)CO3(OH∙F)344．
本邦においては皆川ほか（1992），Michiba
皆川鉄雄（1992）地学研究，41，155-159．
Keyword：Uedaite-(Ce)， Hydroxylbastnä site-(Ce)，Thalé nite like Mineral，Karasugawa mine Fukushima*Corresponding author：ecosys@lapis.plala.or.jp

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R1-09和歌山県飯盛鉱山産ブラウン鉱に随伴する輝石及び角閃石の化学組成
坂野靖行＊（産総研）・福田千紘（ジェムリサーチジャパン㈱）・
下林典正（京大・院理）・山田滋夫（㈱ニチカ）

Chemical compositions of pyroxene and amphibole associated withbraunite from the Iimori mine, Wakayama Prefecture, Japan
Yasuyuki Banno* (AIST), Chihiro Fukuda (Gem Research Japan Inc.), Norimasa Shimobayashi (Grad.
Sch. Sci., Kyoto Univ.) and Shigeo Yamada (Nichika Inc.)
三波川帯より産する比較的高い酸素分圧

XAe 0.36-0.64, XNam 0.04–0.24, XAug 0.13–0.27下で形成された Mn に富む石英片岩にはブである．リムはコアよりナマンシル輝石成分

ラウン鉱＋紅簾石の組合せが普通に見られ(XNam) に富むことから，紫色の原因は Mn3+

る．今回，和歌山県飯盛地域の三波川帯よりの存在と考えられる．

ブラウン鉱＋輝石＋角閃石の組合せを持つ

角閃石は実体顕微鏡下において淡緑色の石英片岩（マンガン鉱石）を見出した．この

コアとオレンジ～赤色を示すリムに識別で輝石・角閃石の化学組成を検討した結果，きる． EPMA＋LIBS 分析の結果，コアとリ

3+

Mn に富むエジリン輝石～エジリン普通輝

ムの平均組成から導かれる実験式はそれぞ

石及び Li を含む苦土アルベゾン閃石～カリれ

苦 土 ア ル ベ ゾ ン 閃 石 (potassic-magnesio-A

arfvedsonite)であることが分かったのでそのC概要を報告する．

TW04)Σ5.000 (Si7.936Al0.064)Σ8.000O22 [(OH)1.771F0.167O0.

試料は和歌山県飯盛鉱山のズリより採集(Na0.468K0.448)Σ0.916B(Na1.586Ca0.393Mn2+0.021)Σ2.000(Mg3.896Mn2+0.124Fe3+0.657Al0.182Ti0.031Li0.106Cu0.0062]Σ2.000

及Bびされた．ブラウン鉱を多く含む石英片岩と呼AC

ぶべきもので，主に石英・曹長石・ブラウン

Mn2+0.332Fe3+0.782Al0.247Mn3+0.081Ti0.053Li0.353Cu0.0

鉱・輝石・角閃石よりなる．

TW09)Σ5.000 Si8.000O22 [(OH)1.737F0.157O0.106]Σ2.000(K0.576Na0.428)Σ1.004 (Na1.759Ca0.241)Σ2.000 (Mg3.143

輝石は偏光顕微鏡観察の結果，淡黄緑～淡となり，コアの平均値は苦土アルベゾン閃石

スミレ色のコアとスミレ色～赤みを帯びた～カリ苦土アルベゾン閃石との中間的なも紫色を示すリムからなる累帯構造が認めらのに，リムの平均値はカリ苦土アルベゾン閃れた． EPMA 分析の結果，大部分のものは石に対応することが判明した．リムの Mn の3+

3+

Mn を見積もることができ，Mn をナマン

一部は Mn3+として存在することが示唆されシル輝石成分として含むエジリン輝石～エる．

ジリン普通輝石であった．コアの組成範囲はXJd 0.19-0.32, XAe 0.48-0.62, XNam 0.00-0.04,

Keywords: braunite, pyroxene, amphibole

XAug 0.13-0.25 で，リムのそれは XJd 0.05-0.19,*Corresponding author: y-banno@aist.go.jp

一般社団法人日本鉱物科学会2020年オンライン年会講演要旨

R1-10京都府和束町石寺産ソーダデュフレン石とカリミューリッジ石
白勢洋平 (愛媛大・院理工)・森光悠馬 (京大・院理)・
鶴田憲次 (京都芸大)・下林典正 (京大・院理)Natrodufrénite and meurigite-K from Ishidera, Wazuka,
Kyoto Prefecture, Japan
Yohei Shirose* (Grad. Sch., Ehime Univ.), Yuma Morimitsu (Grad. Sch., Kyoto Univ.),
Kenji Tsuruta (Kyoto City Univ. Arts.), and Norimasa Shimobayashi (Grad. Sch., Kyoto Univ.)
京都府和束地域には領家帯の花崗岩及び

レン石は黒色の 0.1 mm 程度の球状集合で産変成岩類が分布しており，和束町石寺の変成

し，その表面や周囲に細粒な黄褐色，短冊状

岩中の石英脈からは，初生的な燐灰石や灰重のカリミューリッジ石を伴う（Fig. 1）。ソー石の変質により形成された多様な燐酸塩鉱

ダデュフレン石を核にカリミューリッジ石

物，タングステン酸塩鉱物が産出する（鶴田が放射状に形成され，それをストレング石，ら，2008；Shimobayashi et al., 2012；白勢ら，

単斜燐鉄鉱が被う産状も確認できた。

2018；2019）。今回新たに，本邦初産となる

EPMA-WDS を用いた化学分析の結果，ソソーダデュフレン石（natrodufrénite）とカリーダデュフレン石の平均化学組成は(Na0.48

ミューリッジ石（meurigite-K）を見出したのCa0.12)Fe2+0.94(Fe3+4.49Al0.19)P4.09O4(OH)6·2H2O

で，その産状及び鉱物学的性質を報告する。

であった。Na/(Na+2Ca) = 0.63-0.75 であり，

ソーダデュフレン石は，NaFe2+Fe3+5(PO4)4

少量の Ca を含有する。カリミューリッジ石(OH)6·2H2O の理想化学組成で示され，デュは細粒かつ褐鉄鉱を密接に伴っていたため

2+

フレン石 Ca0.5Fe Fe

3+

5(PO4)4(OH)6·2H2Oのに，理想化学組成よりも Fe が過剰に検出さNa 置換体として報告されたが（Fontan et al.,

れたが，K/(Na+K) = 0.96-0.98 となり K 端成

1982），両者を肉眼的に区別するのは困難で分に近い組成であった。XRD 実験の結果，ある。デュフレン石グループの鉱物は現在 6

格 子定 数 は ， ソ ー ダ デ ュ フ レン 石 が a =種が報告されているが，本邦からは茨城県雪25.82(3), b = 5.13(1), c = 13.85(2) Å, β =入から“dufrénite 類似鉱物”が報告されてい111.02(9)°, V = 1712(2) Å3，カリミューリッジ

るのみである（松原・加藤, 1980）。カリミュ

石が a = 28.98(4), b = 5.161(7), c = 19.72(3) Å,ーリッジ石は理想化学組成

KFe3+8(PO4)6

β = 107.05(9)°, V = 2819(3) Å3 であった。

(OH)7·6.5H2O で表され，当初“meurigite”と呼ばれていたものが，Na 置換体の報告に伴い改名された（Kampf et al., 2009）。
石寺産ソーダデュフレン石とカリ―ミューリッジ石は，変質した燐灰石を伴う石英の裂罅中に，二次的に形成された石英やベルト
ランド石の結晶を被ってストレング石，単斜
燐鉄鉱，褐鉄鉱と共に産する。ソーダデュフ

Fig. 1 Natrodufrénite and meurigite-K from Ishidera.

Keywords: natrodufrénite, meurigite-K, phosphate, hydrothermal alteration, Ishidera*Corresponding author: shirose.yohei.eq@ehime-u.ac.jp

一般社団法人日本鉱物科学会2020年オンライン年会講演要旨

R1-11
京都府和束町石寺産ザイール石・ウェイランド石
森光悠馬(京大・院理)・白勢洋平(愛媛大・院理工)・
下林典正(京大・院理)・鶴田憲次(京都芸大)

Zaïrite and waylandite from Ishidera, Wazuka, Kyoto Prefecture, Japan
Yuma Morimitsu* (Grad. Sch., Kyoto Univ.), Yohei Shirose (Grad. Sch, Ehime Univ.),
Norimasa Shimobayashi (Grad. Sch., Kyoto Univ.) and Kenji Tsuruta (Kyoto City Univ. Arts.)
京都府和束町石寺では、古期・新期領家

c = 16.365(15) Å より大きくなった。

そして、これらの変成岩類に貫入する形で多数の石英脈が存在し、その石英脈中からは、自然蒼鉛や灰重石、燐灰石、これらの変質により形成された 2 次ビスマス鉱物、EPMA による定量分析から実験式を求めたところ、ザイール石は実験式で(Bi0.71Ca0.23)Σ0.94 Fe3+2.92(PO4)2.03(SO4)0.08(OH)6と表された。原産地に比べて Fe3+の席に Alが含まれず、より Fe3+の端成分である。ウェイランド石は組成像において、Bi の席に含まれる Ba や Ca の量比によってラメラ様

タングステン酸塩、リン酸塩鉱物が産出する(鶴田ら, 2008 ; Shimobayashi et al., 2012 ;白勢ら, 2018)。新たにこの石英脈中から日に 2 相に分離していた。それぞれの実験式を求めたところ、Ba や Ca が少ない相の実
験式は(Bi1.04Ba0.06Ca0.02)Σ1.12(Al3.05Fe3+0.03)Σ

本新産となるザイール石(zaïrite)を見出した
ので、同じ鉛ゴム石グループであるウェイ
ランド石(waylandite)と合わせて産状と鉱物学的性質を報告する。

3.08(PO4)1.90(OH)6 となり、多い相の実験式

ザイール石は鉛ゴム石グループの鉱物で、BiFe3+3(PO4)2(OH)6 で表され、ウェイラ
ンド石はザイール石の Fe の Al 置換体であc = 16.175(1) Å(Clark et al., 1986)に比べ、石寺
産ザイール石では a 軸が特に大きな値となった。Fe3+と Al の置換では、Al よりもイオる。石寺地域では燐灰石の変質部分周辺の石英空隙中にザイール石は 20～30 ㎛程度の黄色粒状結晶で産出する。ウェイランド石は緑柱石や白雲母、燐灰石と共生し、淡青

ン半径の大きい Fe3+が増加すると a 軸方向に伸長するためと考えられる。そのため、原産地のザイール石は Fe3+の席に Al = 0.65 apfu
ほど含むためにウェイランド石の格子定数

色粒状集合結晶で産出する。
XRD パターンを取得したところ、ザイー
ル石は Wambeke (1975)で報告された原産地に近くなる。一方で石寺産ザイール石は、Fe3+の席に Al を含まない。その結果、格子定数が原産地のものよりも大きくなり、回折パの XRD パターンと一致しなかった。ウェイ
ランド石の結晶構造情報(Mills et al., 2010)をもとに指数付けを行い、格子定数を計算す
ると、a = 7.284(3) Å, c = 16.420(7) Å, V =ターンが一致しなかったと考えられる。石寺地域ではザイール石・ウェイランド石に加えて、REE を含む鉛ゴム石グループの Ce フロ
ーレンス石が産出するため、生成条件など、

754.6(7) Å3 となり、原産地の a = 7.015(5) Å,より検討が必要である。

花崗岩類が丹波帯和束ユニットの堆積岩に貫入することで変成作用を起こし、領家変成岩類が広く分布している(尾崎ら, 2000)。

は、(Bi0.64Ba0.25Ca0.07)Σ0.94(Al3.17Fe3+0.03)Σ3.20(PO4)1.97(OH)6 となった。
ウェイランド石の格子定数 a = 6.9834(3) Å,Keywords: zaïrite, waylandite, plumbogummite group, Ishidera*correspouding author: morimitsu.yuma.34a@st.kyoto-u.ac.jp

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R1-12
愛媛県市之川鉱山産、アンチモンの二次鉱物
山田 隆 1) 2), 飛田高志 1), 飛田尚子 1) , 小菅康寛 1), 藤原 卓 2), 石橋 隆 2)
（1. 鉱物同志会, 2. 益富地学会館）

Secondary Sb-minerals from the Ichinokawa mine, Ehime Prefecture
T. Yamada*, T. Tobita, N. Tobita, Y. Kosuge (Friends of Mineral, Tokyo)
T. Fujiwara, T. Ishibashi (Masutomi Museum of Geo-science)
Rare secondary minerals of antimony, brandholzite and peretaite are found in narrow fissures ofstibnite from the Ichinokawa mine. Brandholzite occurs as colorless platy crystals with distinct
striations up to 2mm in length. Associating minerals are gypsum, Mg-bearing calcite andstibnite. Peretaite formed as yellow hemispherical aggregates or yellow grassy pyramidal
crystals. These crystals are very small (～1mm) and other supergene Sb-minerals, klebelsbergite,
stibiconite, coquandite (?), and senarmontite are observed in the same specimen.
愛媛県市之川鉱山はかつて巨大な輝安鉱の柱状結晶を産した有名な鉱山である．多量の輝安鉱が産出したわりにアンチモンの二次鉱物についての報告は少ない．今回、数種の二次鉱物について外観や産状を観察し、X
線粉末回折実験による結晶学的およびEPMAによる化学的なデータを収集したので報告する．
1. ブランドホルツ石brandholzite: 無色透明
ガラス光沢で条線の発達した石膏に似る板状または六角柱状結晶．輝安鉱の隙間に含Mg方解石および石膏と密接に共出．最大長
約2mm．格子定数: a=16.09, c=9.84(Å), 化学
組成: MgO 6.77, Sb2O5 51.03, H2O 34.44, 計
92.24(%), 実 験 式 : Mg1.05Sb1.98(OH)12 ・ 6H2O
(O=6)．本邦初産．
2. ペレタ石peretaite: 黄色半透明ガラス光
沢で1mm以下の球顆あるいは犬牙状の結晶．
クレベルスベルグ石、コカンド石coquandite
様鉱物、黄安華stibiconiteなどと同一標本内に 共 出 す る ． 格 子 定 数 : a=24.61, b=5.59,
c=10.17(Å), β=95.93°, 化学組成: CaO 6.28,
Sb2O3 65.51, SO3 17.97, H2O 6.06, 計95.82(%), 実験式: Ca1.00Sb2.00(SO4)2.00(OH)2・2 H2O(O=13)．本邦初産．
3. クレベルスベルグ石klebelsbergite: 無色
半透明の長板状、毛状、針状結晶で最大長約1mm．コカンド石様鉱物、黄安華と共出．
a=11.27, b=14.91, c=5.75(Å), Sb2O3 78.95, SO3
11.36, H2O 2.48, 計 92.79(%), 実 験 式 :Sb3.94S1.03O8(OH) 2 (O=9)．
4. 方安鉱senarmontite: 径50μmほどの無色透明正八面体結晶．

Brandholzite (light gray), gypsum (dark gray)and Mg-bearing calcite (gray trigonal crystals)(0.2mm width).

Pyramidal crystals of peretaite (0.2mm width).

Elongated platy crystals of klebelsbergite(0.1mm width).

Keywords: Ichinokawa mine, brandholzite, peretaite, klebelsbergite*Corresponding author: yamada@nms.ac.jp

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R1-13京都市左京区 賀茂川上流から産した錫水銀鉱物
下林典正＊（京大・院理）・白勢洋平（愛媛大・院理工）・高谷真樹（京大・院理）・鶴田憲次（京都芸大）

Mercury-tin grain from a placer deposit in the upper streamof the Kamo River in the northern part of Kyoto City, Japan
Norimasa Shimobayashi* (Kyoto Univ.), Yohei Shirose (Ehime Univ.),
Masaki Takaya (Kyoto Univ.) and Keiji Tsuruta (Kyoto City Univ. Arts)
近年、北海道や熊本県・愛媛県の河床に堆

その金属粒をガラスキャピラリィの先端に取り積した砂金や砂白金を含む重金属漂砂から新付けて、九州大学の微小部 X 線回折計（リガク

種の金属鉱物の報告が相次いでいる（例えば、RINT RAPIDⅡ）を用いて非破壊状態で XRD

金水銀鉱 Au6Hg5 ；留萌鉱 AuSn2 ；初山別鉱パターン（CuKa； 2q：10〜80°）を得たところ、

Ag3Sn；皆川鉱 RhSb；三千年鉱 Rh(Cu1-xGex)；

相対強度が 10 以上のシャープな回折ピークが苫前鉱 Cu3Pt など）。京都市左京区の賀茂川

9 本確認できた。それらの回折値 [d Å （I）] は、上流でも、丹波帯のジュラ紀付加体中の石英2.775 (100), 2.033 (63), 1.315 (52), 2.989 (44),

脈を起源とする砂金が採集されることが知られ1.413 (42), 1.603 (31), 1.259 (28), 1.388 (13),ている。今回、著者の一人（T. K.）により、パン

1.494 (12)で、ICDD-PDF カード No. 00-048-

ニング中に砂金に混じって粒径 0.4 mm ほどの

1546 の 合 成 “ 錫 水 銀 ” （ 六 方 晶 系 ； 空 間 群

銀白色で著しく光輝を放つ金属粒が一粒見出

P6/mmm；組成 Sn0.9Hg0.1）と非常に良く一致する。

された（Fig. 1）。摩耗のために角が丸みを帯び

また、六方格子に規格して精密化された格子てはいるが、六角厚板状の自形結晶のように思定数は a = 3.206(2) Å, c = 2.987(3) Å，V =われた。

26.59(4) Å3 であった。XRD 測定後に回収した金属粒を樹脂包埋して平坦面を出した研磨片
を EPMA（日本電子 JXA-8105）により分析した
結果、錫と水銀以外は検出されず、また、ほぼ均質な組成を持つことがわかった。定量分析値
10 点の平均値は Sn0.895Hg0.105 となり、ICDD カード情報とも良く一致する。
このような金属鉱物はこれまでに知られておらFig. 1 A grain of mercury-tin mineral, collectedfrom the placer deposit in the Kamo River.

ず新鉱物の可能性もあるが、アンティークの金属鏡（錫アマルガム鏡）の破片といった人工物である可能性も否定できないため、現在慎重に検討中である。

Keywords: mercury, tin, amalgam, non-destructive analysis*

Corresponding author: shimobayashi.norimasa.6r@kyoto-u.ac.jp

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R1-14新潟県糸魚川市で発見されたコスモクロア輝石を含む露頭の保護とその鉱物組成について
小河原孝彦（フォッサマグナミュージアム）・植田勇人(新大・理)Protection and mineralogical study of outcrops containing kosmochlor
discovered in Itoigawa City, Niigata Prefecture
Takahiko Ogawara*, (Fossa Magna Museum)，Hayato Ueta, (Niigata Uni. Sci.)
コスモクロア輝石は，日本国内では阪本・高新潟大学理学部の SEM-EDS による定量分析

須(1996)によって岡山県大佐山で初めて発見

結 果 か ら ， 鈴 木 ・ 大 木 (2019) と 同 様 に ， 最 大されたクロムを含む輝石である．糸魚川市内で

Ko=97mol%となる端成分に近いコスモクロア輝

は，阪本・高須(1997)によって糸魚川市青海地

石を確認した．基質となる Na 角閃石は細粒で域産のヒスイ輝石中から初めて報告された．小あり，藍閃石-エッケルマン閃石の境界付近の河原ほか(2013)及び藤井・小河原(2014)は，青組成を示し，クロムを含むことがある．また，基海川上流の金山谷でコスモクロア輝石を発見し，質の Na 角閃石は斑状の粗粒な透角閃石-苦成因も含め検討している．

土普通角閃石を伴う．

今回，茅原(1987)によって報告されたアルビ

今後，この露頭からコスモクロア輝石の成因

タイトを伴う Na 角閃岩露頭から，鈴木・大木

解明と共に，クロムを含む Na 角閃石の鉱物学(2019)によって Ko=96mol%となるコスモクロア輝的研究が期待される．

石が新たに発見された．
糸魚川市教育委員会では，2020 年 4 月に現引用文献地を踏査し，コスモクロア輝石の産状が観察で

茅原, 1987, 新潟大学理学部地質鉱物学教室

きる貴重な露頭であることを現地で確認した．そ

研究報告, 6, 246p.

のため，2020 年 7 月に市指定第 113 号 天然

坂本・高須, 1996, 日本地質学会第 103 年学記念物「山之坊コスモクロア輝石露頭」に指定

術大会講演要旨集, 306.

し，監視カメラや柵を設置することで露頭を保阪本・高須, 1997, 地質学雜誌， 103, 1093-

護・保全していく方針であり，糸魚川ユネスコ世

1096.

界ジオパークの新たな魅力の一つとなることが小河原ほか, 2013, 日本鉱物科学会 2013 年会

期待されている．

講演要旨集, 68.
藤井・小河原, 2014, 日本地質学会第 121 年

本露頭のコスモクロア輝石は，クロム鉄鉱のコロナとして成長しており，組成累帯が見られる．

学術大会講演要旨集.
鈴木・大木, 2019, 地学研究, 65, 185-187.

Keywords: 糸魚川, コスモクロア輝石, 藍閃石, エッケルマン閃石*Corresponding author: takahiko.ogawara@city.itoigawa.lg.jp

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R1-15鹿児島県隼人産セクター構造を示す大隅石松井智彰（鹿児島大・教育）

Sector-zoned osumilite from Hayato, Kagoshima Prefecture, Japan
Tomoaki Matsui* (Fac. Educ., Kagoshima Univ.)
大隅石は Miyashiro (1956)により初めて鹿児島県垂水市咲花平の流紋岩の中から発見された新鉱物で，その場所に因んで命名された。その後，同じ姶良カルデラ周縁部の姶良
郡隼人町（現霧島市）の流紋岩中に発見された同様の鉱物についても産状と結晶形態が記載され，粉末 X 線回折データから大隅石であることが確認された（原田, 1974）。化学組
成は小林（1978）によって報告がなされ，単一鉱物結晶中に組成の不均一性が指摘された。隼人産大隅石は，流紋岩の脆弱で多孔質な空孔中に多く産出する。六角短柱状結晶のc 軸の方向すなわち[0001]方向から見ると深青色であるが，これと垂直な側面の方向から見ると淡黄褐色であり，肉眼レベルで多色性が確認されることから，単一結晶内部の組成
構造に方向性を有することが予想された。そこで本研究では，霧島市隼人町産流紋岩中に含まれる大隅石を試料として定方位薄片を作製し，光学特性及び対応する化学組成の特徴を EPMA を用いた化学分析（定量分析，面分析）によって解明することを試みた。
隼人産大隅石は，開放ニコル下では淡青色を示し，多色性を有していた。c 軸に垂直な面では内部に結晶外形とほぼ相似形のやや濃い色を呈する領域が見られ，c 軸に平行な面では色が濃淡している砂時計構造を確認できた。直交ニコル下では c 軸に垂直な面は常に消光し，この方向に一軸性を持つことを確認した。
鉱物同定に必要な回折線データは，リガク
製 X 線回折装置（Ultima IV Protectus）を用い
Keywords: Osumilite, Sector zoning, Hayato*Corresponding author: matsui@edu.kagoshima-u.ac.jp

一般社団法人日本鉱物科学会2020年オンライン年会講演要旨て測定し，引き続き鉱物同定ソフト PDXL に
よって鉱物同定をした。大隅石の母岩である
清水流紋岩には，低温型石英，斜長石，トリ
ディマイトが存在することが確認され，肉眼観察で大隅石と判断した鉱物は，結晶構造的にも大隅石であることが判明された。
化学分析には日本電子製 EPMA（JXA-8230）を用いた。大隅石の c 軸に垂直な面と c 軸に平行な面で BSE 像を撮影したところ，化学組
成の違いを示唆する色の濃淡を確認した。定性分析の結果 Si，Al，Fe，Mn，Mg，Ca，Na，K の 8 元素が検出され，続いて定量分析を行い，分析値に基づき大隅石の一般式
AM₂(T2)₃(T1)₁₂O₃₀の陽イオン比を考慮して結晶構造席占有率を計算した。その結果，T1
席では結晶成長にともない，c 軸に垂直な{0001}セクターとこれに垂直な{10-10}セク
ターで Al の占有率が増加し，T2 席では Feの占有率は{10-10}セクターで一旦減少して増加し，M 席での Fe の占有率は T2 席とは逆に{0001}セクターで増加し，{10-10}セクター
では減少・増加・減少と変化していた。A 席
では Na の占有率が結晶成長にともない増加
する傾向が認められた。
隼人産大隅石では，結晶成長に対応してセクターごとに陽イオンの占有率が T1 席・T2席・M 席・A 席の各席で異なっていた。これが小林（1978）によって報告された単一鉱物
結晶中の組成不均一性の原因であると思われる。今後更に詳細な分析がなされ，姶良カ
ルデラ周縁部の流紋岩中に産する大隅石の生成過程が解明されることが期待される。

R1-16福岡県飯塚市八木山および内住のアメサイト
一色優希・上原誠一郎(九大・理・地惑)Amesite from Yakiyama, Izuka, Fukuoka Prefecture, Japan
Yuki Isshiki* and Seiichiro Uehara (Dept. Earth and Planet. Sci., Fac. Sci., Kyushu Univ.)
1. はじめに蛇紋石は理想化学組成 Mg3Si2O5(OH)4箇所(試料 Rod3,7,9)であった。アメサイト

で，一般に少量の Fe や Al を含む。蛇紋石

は，ロジン岩中に走る脈状のものと，そのと固溶体の関係にある鉱物としてアメサイ

周囲の斜灰簾石や方解石、トムソン沸石なト(Mg, Al)3(Si, Al)2O5(OH)4 があり，中間的どを伴って散在するものの 2 つのタイプの組成のものは Al 蛇紋石と呼ばれている。Al産状が見られる。

蛇紋石は緑泥石と多形の関係にあり，低温

試料 Rod3 では白色不透明の Al-蛇紋石と相(準安定相)と考えられ，鉱物学的に重要付随する形で薄茶色透明のアメサイトを含である。しかし，それらの産出は比較的稀む。白色不透明部は結晶が非常に小さく(約であり，詳細な鉱物学的記載は少ない。昨50-300 nm)，板状，円筒状を示す。薄茶色

年の年会で，福岡県飯塚市八木山の龍王山

透明部は化学組成が不均一である。

周辺の蛇紋岩に伴うロジン岩中の Al 蛇紋石

試料 Rod7 では，茶色透明で未変質の透及びアメサイトを報告した。今回，さらに輝石を含むアメサイト-蛇紋石と，脈の前後

2 つのロジン岩中のアメサイトの産状およ関係から最後に形成されたと思われる無色び鉱物学的性質を検討した。

透明のアメサイト-蛇紋石が見られる。茶色

2. 試料および実験

透明部の脈の周りは灰長石がトムソン沸石

飯塚市八木山および周辺の地域で，蛇紋を経てアメサイト化している。

岩中のロジン岩の産状観察と構成鉱物の検試料 Rod9 では，Al に富んだ白色不透明討を行った。試料の肉眼および双眼実体顕の蛇紋石脈と、それを置換する無色透明の微鏡観察の後に X 線回折分析(Rigaku Ultima

アメサイトがみられる。化学組成が不均一

Ⅳ, Rigaku RINT RAPID Ⅱ)，偏光顕微鏡およで，蛇紋石脈から離れるほど Al に富み、茶び走査電子顕微鏡観察(SEM-EDS: JEOL

色を呈する。

JSM-7001F)を行った。また、九州大学超顕それぞれのアメサイトの化学組成は蛇紋微解析研究センターの TEM (JEOL JEM-

石-アメサイトの理想固溶体よりも Si に富3200FSK)を使用し微細組織観察を行った。

んでおり total も低いことから，Si と水に富3. 結果んだ物質を含む可能性がある。それぞれの

過去 6 年間の野外観察で 11 箇所のロジン
岩露頭を確認した。ロジン岩は緑簾石-斜灰Al2O3 含有量，ポリタイプ，産状をまとめて下の表に示す。
産状

簾石，方解石，灰礬柘榴石，緑泥石，トムソン沸石などの Ca や Al に富んだ鉱物で構成される。アメサイトを確認した露頭は 3

rod3
rod7

24-32

6T1

白色不透明 散在

9-23

6T１,ctl

茶色透明

脈

12-23

3T

無色透明

脈

10-19

1T,cch

脈・散在 1-28

1T,cchrod9 無色透明

Keywords: amesite, Al-serpentine, serpentine, rodingite, Yakiyama
Corresponding author: isshiki.yuki.525@s.kyushu-u.ac.jp

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Al2O3(wt%) ポリタイプ

薄茶色透明 散在

R2-01
Al2O3‒Fe2O3 コランダム固溶体のエンタルピーの非理想性
糀谷浩*、二部栞、赤荻正樹(学習院大・理)高井茂臣、薮塚武史（京大・院・エネルギー科学）

Non-ideality of enthalpy of Al2O3‒Fe2O3 corundum solid solutions
Hiroshi Kojitani*, Shiori Nibe, Masaki Akaogi (Gakushuin Univ.)
Shigeomi Takai, Takeshi Yabutsuka (Kyoto Univ.)
Al2O3 コランダムおよび Fe2O3 ヘマタイト
は、常温常圧では同じコランダム型の結晶
3+

3+

した。
10 個 の 測 定 デ ー タ の 平 均 値 か ら 、構造をとる。しかしながら、Al と Fe の 6(Al0.5Fe0.5)2O3 コランダム固溶体および Fe2O3

配位におけるイオン半径の違いから、安定

ヘマタイトの ΔHd-s は、それぞれ 115.9(19)相においては、お互いにせいぜい 20 mol%まkJ/mol, 165.8(7) kJ/mol と 決 定 さ れ た 。

での固溶が限界である。このため、Al2O3－

Kojitani et al. (2009)による Al2O3 コランダム

Fe2O3 コランダム固溶体として熱力学的に扱の ΔHd-s = 106.7(5) kJ/mol を用いると、理想

うための非理想性に関するデータは、端成(Al0.5Fe0.5)2O3 コランダム固溶体の ΔHd-s は分付近の組成を持つ試料のものに限られる

0.5Al2O3 + 0.5Fe2O3 混合物の ΔHd-s と等しい

ことから大きな不確実性が伴っていた。本ため、136.2(4) kJ/mol と求められる。したが研究では、準安定で合成された(Al0.5Fe0.5)2O3って、組成が 50 mol% Al2O3 における混合エ

コランダム固溶体および Fe2O3 ヘマタイト

ンタルピー (ΔHmix)は 20.3(19) kJ/mol となり、について落下溶解エンタルピー測定を行い、対称正則固溶体モデルによる陽イオン席 1

Al2O3－Fe2O3 コランダム固溶体のエンタル

モル当りのエンタルピーの非理想パラメー

ピーの非理想性の大きさを制約した。

タ WH は 41(4) kJ/mol と得られた。
ここで、(Al0.5Fe0.5)2O3 コランダム固溶体は、京都大ΔHmix = nWHX(1-X)、n は組成式中の陽イオ

学高井研究室において等モルの γ-Al2O3 とン席の数、X はモル分率である。過去に

γ-Fe2O3 を室温下でボールミルを用いて混合

Majzlan et al. (2002)が内挿で求めた WH =するメカノケミカル法によって準安定的に

58(5) kJ/mol の約 2/3 大きさであることが明合成された。粉末 X 線回折測定によりコラらかとなった。

ンダム構造を持つ単相試料であることを確認した。落下溶解エンタルピー測定には、カルベー型双子高温微少熱量計を用いた。

References

705ºC に 保 た れ た 熱 量 計 内 の ホ ウ 酸 鉛

Majzlan et al. (2002) Phys. Chem. Miner., 29,(2PbOB2O3) 溶媒に、3－4 mg の粉末を圧し固めたペレット試料を熱量計の外側から落下させ、その時の落下溶解熱 (ΔHd-s)を測定

515-526.
Kojitani et al. (2009) Phys. Earth Planet. Inter.,173, 349-353.

Keywords: corundum, hematite, solid solution, non-ideality, mixing enthalpy.
*Corresponding author: hiroshi.kojitani@gakushuin.ac.jp

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R2-02
酸素欠陥ペロブスカイト brownmirellite 型構造
Ca2Fe2O5 の高圧相転移
桑村理沙，興野純*，高木壮太，山本弦一郎（筑波大・生命環境）

High-pressure phase transition in brownmillerite-type structure Ca2Fe2O5
with oxygen-defect perovskite
Kuwamura R., Kyono A.*, Takagi S., Yamamoto G. (Life & Environmental Science. Univ of Tsukuba)【はじめに】 CaSiO3 は下部マントルの構成要
素の 1 つと考えられている(Irifune, 1994)．下部マントルには Fe3+や Al3+等の 3 価の陽イオンが分布し，それらが CaSiO3 の Si と一部置換して酸素欠陥ペロブスカイト（CaFe3+O2.5 ）を構成している(Navrotsky et al., 2003)．そして，この酸素欠陥ペロブスカイトが下部マント
ル物性に影響を与えている可能性が指摘されている (Jackson & Rigden, 1996; Tsuchiya& Tsuchiya, 2006)．カルシウムフェライトである srebrodolskite (Ca2Fe2O5)は，連続的に Fe3+
を Al が置換することで brownmillerite と固溶体を形成し，それに伴って空間群が Pnma から I2mb に変化する(Redhammer et al., 2004)．
また，brownmillerite 型構造は高温ではインコメンシュレート相が出現することが知られている(Krüger & Kahlenberg, 2005)．このように，幅広い構造変化を示す brownmillerite であるが，その高圧特性については不明な点が多い．そこで本研究では，srebrodolskite を用いて高圧下での XRD とラマン分光分析を実施
し brownmillerite の構造特性を調べた．
【実験方法】 出発物質の CaCO3 と Fe2O3 を
2:1 で混合し白金るつぼに入れて 1200℃で50 時間加熱した．取り出した後，それらをメノ
ウ乳鉢で粉砕しペレット状に押し固め，再び1200℃で 50 時間加熱し，この工程を 3 回繰り返した．得られた試料は，メタン：エタノー
ル：水 16 : 3 : 1 の圧力媒体とともに DAC に封入した．高圧 XRD と高圧ラマン分析は，
KEK-PF BL18C と 顕 微 ラ マ ン 分 光 装 置（JASCO NRS 5200）でそれぞれ実施した．
【結果と考察】 高圧ラマン分光分析の結果，10 GPa 以上でラマンスペクトルに変化が現れ，少なくとも 20GPa まで継続した．高圧 XRD の結果，9 GPa までは先行研究(Ross et al.,
2002; Vanpeteghem et al., 2008) で 求 め た
Birch-Murnaghan の状態方程式と良く一致したが，10 GPa 以上ではずれが顕著になった．
Srebrodolskite の高圧相の結晶構造を検討した結果，空間群 Pn21a の構造が 12.8 GPa のX 線回折パターンと非常に良く一致した（下図 ） ． こ れ ま で に ， A2B2O5 型 構 造 に は ，
CaFeAlO5 (I2mb) (Redhammer et al., 2004)，
Mg2Fe2O5 (Cmcm) (Siersch et al., 2017) ，Mg2Al2O5 (Pbam) (Enomoto et al., 2009) ，
Sr2Co2O5 (Imma) (Sullivan et al., 2017)等が存在している．しかし，srebrodolskite の高圧相はこれらとは異なる構造である可能性が高い．

図. Srebrodolskite のリートベルト解析結果

Keywords: 酸素欠陥ペロブスカイト，Brownmirellite 型構造，Srebrodolskite，高圧相転移*Corresponding authors: kyono@geol.tsukuba.ac.jp

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R2-03CO2に富むメラノフロジャイト構造中のCO2分布について
神崎正美（岡大・惑星研）

CO2 distribution in CO2-rich melanophlogite structure
Masami Kanzaki* (IPM, Okayama U.)
Crystal structure of CO2-rich melanophlogite from Fortunillo, Italy was studied using synchrotron
powder X-ray diffraction. Original and two heat-treated samples at 500 and 1000 °C were studied. The
diffraction patterns of all those samples can be indexed as cubic cell (Pm-3n). For the non-heatedsample, CO2 occupancy for M14 cage is close to unitiy, whereas about 0.85 for M12 cage. For the 500°C sample, those occupancies were reduced (0.79, 0.57). The electron distributions obtained by MEM
analysis clearly revealed orientationally ordered CO2 distribution in M12 and M14 cages (see Fig. 1).
イントロダクション：メラノフロジャイトはCH4, N2, CO2等の小さい分子を含む
clathrasilの一種である。結晶構造も既によく調べられているが、CH4やN2を多く含む
ものがほとんどであり、CO2だけに富む試料の結晶構造解析結果がまだない。そこでCO2に富むイタリアFortunillo産の試料について構造解析を行った。また、CO2の2つのケージ(M12とM14)における分布も調べた。
実験方法：Fortunillo産の試料は透明な球状の形状を示す。直径は数ミリであるが、これらは単結晶ではなく、微小な多結晶の集合体であった。偏光顕微鏡による観察からは非立方晶と思われる。試料の一部は500
Cと1000 Cでそれぞれ10分、24時間処理した。粉末X線回折パターン測定によると、全ての試料は、立方晶として指数付けされた（偏光顕微鏡観察と矛盾するが）。これまで報告されたメラノフロジャイトは室温では正方晶とされているが、正方晶に対応するピークは観察されなかったため、以下の解析は立方晶として行った。あいちシン
クロトロン光センター(BL5S2)において３試料の粉末回折測定を行った。バックグラウ
ンド補正のために空のキャピラリ、波長校正のためにNISTのCeO2の測定も行った。波長は1 Åである。リートベルト法による構造精密化はRIETAN-FPを、MEM解析にはDysnomiaを使った。

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結果と議論：精密化した結果は、既存の研究による高温相（立方晶）のものとよく一致した。M12の等方性原子変位パラメータが既存の研究より大きくなったが、これは以前の研究試料ではCH4が多く、かつそれがFigure 1. Electron distribution of CO2-richmelanophlogite (non-heated sample)

M12を主に占有していたことで解釈できる。
CO2の占有率は非加熱試料ではM14がほぼ１で、M12が0.85となった。500 C処理試料
では脱ガスのために0.79と0.57に下がった。M14に少し多い傾向が見られた。
MEMによる電子分布をFig. 1に示す。M12とM14どちらも電子分布が特定の方向の伸びており、CO2分子がケージ内で配向している
ことを示している。
Keywords: melanophlogite, CO2, electron density,
Rietveld, MEM*Corresponding author: mkanzaki@okayama-u.ac.jp

R2-04
CaO-MgO-Li2O-V2O5 フラックスをもちいたシリカ鉱物とフォルステライトの合成
阿部利弥(山口大理)

Synthesis of Silica Minerals and Forsterite with CaO-MgO-Li2O-V2O5
Flux
Toshiya Abe* (Yamaguchi Univ.)

近年，Li2O-V2O5 を主とするフラックスに，

角両錐形で高温型の特徴を示す．トリディマ

X 成分 (CaO, MgO, Na2O, B2O3 など)を加イトは，非晶質シリカを出発原料にした 900

えたものをもちい，いくつかの鉱物合成を試～780℃の実験で，六角板状の結晶として認みてきた．昨年の本学会では，CaO-MgO-

められた(Fig. 1)．

Li2O-V2O5 フラックスでのシリカ結晶の晶

870℃以下では，Qtz が最も安定で，Trid，出について報告した．しかしながら，準安定

Crist の順であるが，非晶出シリカを使用し相の出現が顕著なため不明な点も残った．さた 800~880℃の加熱実験では，Crist > Trid

らに，CaO や MgO 比を変えた際に，異なる>> Qtz の量比で晶出が認められる．しかし，種類の自形結晶も認められた．今年度は，こ1000 や 900℃の加熱，特に長時間実験では，の結晶と，その後明らかになったシリカ相の安定相のトリディマイトが顕著になる．

晶出条件や特徴について述べる．

Fig. 2. Forsterite.
Fig. 1. Tridymite.

一方，CaO=0.6 では，全く異なる結果が昨年報告したように，CaO=0.35 のフラッ得られた．Fig. 2 は，1150 から 1000℃まで

ク ス で は ， 1050 ～ 780 ℃ の 加 熱 ， お よ びの冷却実験試料を回収，温水洗浄して得られ900~780℃での晶出実験を行った結果，石英，た結晶を示している．これらは，forsterite

トリディマイト，クリストバライトが認めらであった．析出可能な組成範囲や温度範囲のれた．石英は，800，780℃で観察され，六決定にはまだ至っていないが，従来よりも低い温度でのフラックス合成が可能である．

Keywords: synthesis, flux, silica mineral, tridymite, forsterite,* Corresponding author: toshiya@yamaguchi-u.ac.jp

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R3-01
差応力場における Fe2SiO4 のオリビンースピネル
相転移機構と変形の局所化
森悠一郎*1,

久保友明 1, 岩里拓弥 2, 肥後祐司 3, 丹下慶範 3, 宮原正明 4(1 九大理,2 新日本非破壊検査, 3JASRI, 4 広大理)

Localized deformation induced by the olivine-spinel transformation in
Fe2SiO4 under uniaxial stress
Y. Mori*1, T. Kubo1, T. Iwasato2, Y. Higo3, Y. Tange3, M. Miyahara4( Kyushu Univ., 2 Shin-Nippon Nondestructive Inspection Co., Ltd ,3JASRI., 4Hiroshima Univ.)
1

1.

はじめに

深発地震の発生機構には、オリビンの非平衡相転移が関連していると長年指摘されてきた（e.g. Kirby et al. 1996）。これまでにアナログ物質の Mg2GeO4 を用いた研究は数多くあるものの(e.g., Schubnel et al. 2013)、
その圧力領域は 3-5 GPa と低い。そこで、本研究ではマントルオリビンの端成分である fayalite を用いてより高圧下で変形相転移実験を行い、その力学的挙動を放射光
その場観察し、AE(acoustic emission)測定によりせん断不安定化条件を探索した。
2.

実験方法

出発物質には、fayalite (Fe2SiO4) 粉末を用いた。SPring-8 BL04B1 に設置の D-DIA 型
高圧変形装置に MA6-6 型 AE 測定システム(Iwasato et al. 2020)を組み込んで、6-10
GPa, 400-800 ℃の領域下で、一軸圧縮変形場における fayalite(オリビン)−ahrensite(スピネル)相転移実験を行った。入射 X 線には 61 keV の放射光単色 X 線を用い、約 45 分毎に２次元 X 線回折とラジオグラフィーを測定し、応力-歪み曲線と相転移速度をモニタした。実験はまず、fayalite 安定領域
下で 1-2 時間のアニーリングを行った後、
ahrensite の安定領域まで低温で圧し込み、
上下アンビルを変位速度一定 200-300 μm/hで変形させながら一定速度で昇温(0.0330.083 K/s)して行った。回収試料の SEM 及
び EBSD マッピングを行い、応力場における相転移機構と変形の局所化を検討した。
3.

実験結果と考察

合計で４つの相転移実験のうち、過剰圧が最も大きい条件(~5 GPa)で相転移に伴うAE が観測された。相転移前後で歪速度が約 1.2-2 倍 す る 傾 向 が あ り 、 そ の と きfayalite の応力はほぼ一定であるが、新たに出 現 し て き た ahrensite の 応 力 は 上 昇(hardening)しており、AE 直後の応力降下は見られていない。AE の有無にかかわらず、
ahrensite は σ1 に対して垂直方向に異方成長する傾向が顕著であった。AE が観測された試料では、歪んだ母相オリビンとそれを取り囲む細粒スピネル相からなる局所的な剪断帯が見られ（Fig. 1 左）
、ここでは
母相オリビンの c 面がせん断面に平行になるような選択配向が見られた。
一方、AE が観測されなかった試料では、相転移が起こってもこのような変形の局所化は観察されず、母相の fayalite の変形も激しくない（Fig. 1 右）。

σ1Fig. 1 AE 発生実験回収試料の微細組織(Run M2935)
局所的に fayalite 母相がひずんだ剪断帯の組織(左)と同試料 の 局 所 化し て い ない 部 分の 組織 ( 右 ). 濃 灰 色 部 分がfayalite,薄い灰色部分が ahrensite.最終歪量 44％.

σ1 に対する細粒な ahrensite の異方成長が、変形の局所化とせん断不安定化を引き起こしている可能性があるが、より詳しいプ
ロセスを明らかにするために、TEM 観察を検討中である。
謝辞
本研究は JSPS 科 研費 JP25247089 及び
JP18H05232 の助成を受けたものです。

Keywords: deep earthquake, olivine, transformation, deformation, acoustic emission*Corresponding author: mory@eqchem.s.u-tokyo.ac.jp

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σ1

R3-02

マントル遷移層条件下で安定な高圧含水鉱物
における Al の影響
太田明緒*、井上徹、野田昌道（広島大・院先進理工）

Effect of Al on high pressure hydrous minerals stable
under mantle transition zone conditions
Akio Ohta*, Toru Inoue, Masamichi Noda (Hiroshima Univ.)
水は地球表層に大量に存在する主要な揮
発成分の一つであり、スラブの沈み込みによって常に地球内部へ供給され、鉱物の物性や溶融温度に大きな影響を与えている。マントルの主要構成鉱物はolivineであり、その高圧相であるwadsleyite(以下Wd)及びringwoodite(以下Rw)には2-3wt%もの水が含まれ得ることが実験的に明らかにされ、マントル遷移層
は水の貯蔵庫となり得ることが指摘されている（Inoue et al., 1995）。近年ダイヤモンド
包有物中に含水Rwが発見され（Pearson et al.,2014）、マントル遷移層は少なくとも局所的には含水化していることが明らかになり、地球内部の水の議論は活発化してきている。一方、マントルやMORB 中でMg、Fe、Si に次いで多く存在する元素はAlであり、Alの価数
は奇数（Al3+）であるためH+とのカップリン
グ置換により、鉱物中の含水量を増加させる可能性がある。本研究ではその可能性を探るべく、マントル遷移層条件下で高温高圧実験を行った。
高温高圧実験には、愛媛大学GRC設置のマ
ルチアンビル型高圧発生装置を使用した。出
発物質にはMg2SiO4-Al2O3-H2O系の酸化物・水酸化物の混合体を用い、Al量を変えた四種類のものを用意した。実験条件はマントル遷移 層 条 件 を 再 現 す る た め 、 15-20 GPa 、
1400 ℃に設定した。回収試料は鏡面研磨後、反射電子像による組織観察及びEPMAによる化学組成の測定を行った。試料の含水量は、EPMA測定でのtotal欠損量から見積もった。
含水鉱物として、Wd、phase D (以下phD)、
phase E (以下phE)、superhydrous phase B (以下SuB)が生成された。また、SuBにかなり多くのAlを含む鉱物(以下Al-rich SuB)が確認され、既に報告のあるKakizawa et al. (2018)の結果と調和的である。今回の結果は、Siサイトが4 配位の鉱物では2Mg2+ ⇄ Al3+ + H+の置換が起こりやすい一方、Siサイトが6配位の鉱物
ではSi4+ ⇄ Al3+ + H+の置換が起こりやすいことを明瞭に示している。この結果は限界イオン半径比からの考察と調和的である。このよ
うに、Al3+とH+のカップリング置換は6配位のSiサイトを持つ場合に起きやすいことが明らかとなった。下部マントル鉱物はSiサイ
トが6配位であることから、Si4+ ⇄ Al3+ + H+の置換により多少の含水化を起こしている
可能性がある。
（謝辞）本研究は愛媛大学先進超高圧科
学研究拠点共同利用・共同研究の基、実施されました。この場を借りて感謝申し上げます。
References[1] Inoue et al. (1995) Geophys. Res. Lett., 22, 117-120.
[2] Pearson et al. (2014) Nature, 507, 221-224.
[3] Kakizawa et al. (2018) Am. Min., 103, 1221-1227.

Keywords: hydrous phase, mantle transition zone, coupling substitution, water content, lower mantle*

Corresponding author: m206383@hiroshima-u.ac.jp

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R3-03
下部マントル条件下における bridgmanite (MgSiO3)中の窒素取り込み量への温度依存性および鉄固溶量の影響
福山 鴻*（東大 GCRC）、鍵 裕之（東大 GCRC）、井上 徹（広大 HiPeR）、
柿澤 翔（広大 HiPeR）、新名 亨（愛大 GRC）、三河内 岳（東大 UMUT）、
佐野 有司（東大 AORI）、Cécile Deligny（CRPG）、Evelyn Füri（CRPG）

Temperature dependence and effect of iron content on nitrogen solubility
in bridgmanite (MgSiO3) under lower mantle conditions.
Ko Fukuyama* (GCRC, UT), Hiroyuki Kagi (GCRC, UT), Toru Inoue (HiPeR, Hiroshima Univ), Toru
Shinmei (GRC, Ehime Univ), Sho Kakizawa (HiPeR, Hiroshima Univ), Takashi Mikouchi (UMUT)
Yuji Sano (AORI, UT), Cécile Deligny, Evelyn Füri (CRPG)
Nitrogen behavior in the Earth's interior remains poorly understood despite its geochemical importance.
In this research, we synthesized bridgmanite at lower-mantle conditions using multi-anvil apparatus.
Nitrogen solubilities in bridgmanite were determined using a secondary ionization mass spectrometer. A
series of experimental results revealed that nitrogen solubility in bridgmanite increased with increasing
temperature and iron content.
窒素は地球大気の約 8 割を占め、生命の必験的に検討することにした。高温高圧実験に

須元素であることから、地球の大気や生命のは愛媛大学地球深部ダイナミクス研究セン

起源を理解するうえで重要な揮発性元素でターに設置されたマルチアンビル高圧発生ある。しかし依然として、地球内部における装置を使用し、急冷回収試料中の窒素の定量

窒素の挙動については不明な点が多い。例え

分析には、CRPG-CNRS に設置された高分解

ば、コンドライト組成によって規格化された

能 SIMS (HR-1280)を使用した。

現在の地球の窒素存在量は、他の揮発性元素

一連の実験と分析から、Brg (MgSiO3 組成)の 1/10 未満と相対的に枯渇している (Marty

への窒素取り込み量は、温度が上昇するにつet al., 2012)。この窒素が枯渇する原因の一つ

れて増えることが分かった。マグマオーシャ

として、マグマオーシャンを経て地球深部にンの固化過程において、Brg が最初に晶出す

窒素が貯蔵されている可能性が示唆されてることが分かっていることから (Ozawa et al.,

きた (Li et al., 2013; Yoshioka et al., 2018)。

2018)、Brg は地球初期の下部マントル以深でこのような背景から、地球内部で最も大き窒素を貯蔵する役割を果たすことが示唆さ

い容量を占める下部マントルの主要鉱物でれた。また、Brg 中の鉄固溶量が増加に伴い、ある bridgmanite (Brg)に、温度や鉄の固溶量

窒素取り込み量が増える傾向が示唆されたによって窒素がどれほど取り込まれるか実ため、その結果についても紹介する。

Keywords: “Missing” nitrogen, High-pressure and high-temperature experiment, Secondary ion mass spectrometry*Corresponding author: fukuyama-ko435@g.ecc.u-tokyo.ac.jp

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R3-04
)



(

,

,

(JASRI)

Incoherent grain-boundary nucleation and rod-like growth in the post-perovskite transition
T. Kubo*, K. Yamashita (Kyushu Univ.), N. Miyajima (BGI), Y. Tange, Y. Higo (JASRI)

Lattice preferred orientation (LPO) of bridgmanite (pv) and/or post-perovskite phase (ppv) is possibly inducedby the flow at the base of mantle, which may be responsible for the strong seismic anisotropy observed in the D”
layer. However, their interpretations are still under debate. In particular, the post-perovskite transformation
exhibits topotaxy at least a certain condition in analogue material (NaNiF3 ), which may cause LPO transition,and thus should be considered when interpreting seismic anisotropy (Dobson et al., 2013). In their study, topotaxy
in the ppv transformation has been found in the single crystalline sample at large overpressure and low
temperature condition that is far from the equilibrium boundary. It is likely that the transformation proceeds near
the equilibrium boundary in the D” region, where incoherent grain-boundary nucleation and growth mechanism
may be dominant without topotaxy. In this study, we conducted the ppv transformation experiments inpolycrystalline NaNiF 3 to investigate the dominant transformation mechanisms in the D” layer.
We have succeeded to synthesize polycrystalline NaNiF 3 perovskite that is used as the staring material toinvestigate the mechanisms and kinetics of the pv-ppv transformation. Transformation experiments were carriedout by using two Kawai-type high-pressure apparatuses with the quenching method at Kyushu University (QDES)
and with in-situ X-ray observation method at BL04B1 of SPring-8 (SPEED 1500). Transformation textures in therecovered samples were examined by SEM, EBSD, and FIB-TEM.
Fig. 1 is a schematic figure showing summary of this study. In-situ X-ray observations indicate that the
overpressure (dP) needed for the initiation of the transformation drastically increases with decreasing T. Dobson
et al. (2013) reported the martensitic-like mechanism at large dP, however the ppv transformation can proceeds
at much smaller dP conditions. Near the kinetic boundary, the ppv transition occur by reconstructive mechanism(Fig. 1a, b), suggesting that the former LPO pattern will not be inherited but erased by the pv-ppv transition inD region. At higher T and smaller dP (Fig. 1a), the ppv phase preferentially grow in the a-axis direction outside
the parental pv grain, resulting in theformation of large rod-like crystal
over the parental grains. The fast
growth by rod-like ppv crystals
occurs by the migration ofincoherent interface, erasing the
texture in parental phase. Relatively
large ppv crystals contain thin pv
lamellae in two direction with having
topotactic relationships, implying
the ppv =>pv back transformation
during decompression at room T bymartensitic mechanism. The ppv
transition can proceed even at room
T under large dP condition, in whichmartensitic mechanism may operate(Fig. 1c). We will further investigate
the effects of deformation on themechanisms and kinetics of the pv<=> ppv transition, which will benecessary to interpret the mantle
flow from seismic anisotropy in theD” layer.
Keywords: post-perovskite transition, topotaxy, nucleation and growth, LPO*
corresponding author: kubotomo@geo.kyushu-u.ac.jp

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R3-05
光ファイバーを使ったピストンシリンダー高圧装置のその場圧力測定法
神崎正美（岡大・惑星研）

In-situ pressure measurement in piston-cylinder high-pressure device
using optical fiber
Masami Kanzaki* (IPM, Okayama U.)
In-situ pressure determination method for piston-cylinder high-pressure device using optical fiber andruby fluorescence method was developed. A measurement system (Littrow-type spectrometer & green
laser introduction optics to the fiber) was constructed. The fiber was introduced to a high-pressure cellusing 4-hole alumina TC tube, and we were able to observe ruby fluorescence from the high-pressure
cell. The pressure estimated from ruby was close to that of nominal pressure from press load (NaClpressure medium). Further application to multi-anvil devices and other spectroscopy are underway.
イントロダクション：ルビー蛍光法を使った
その場圧力測定は手軽で、DACでは普通に使われているが、ピストンシリンダー（以下PC)やマルチアンビル装置等の大容量装置で使われることはほとんどないか、光学窓をつけた特殊なアンビルが必要であった。一方、低温高圧物性実験ではクランプ式PC装
置に光ファイバーを導入することが行われている。そこで、高温高圧実験用PC装置における光ファイバーの高圧下への導入とそれを使ったルビー蛍光の測定を試みた。
実験方法：エンドロードなしの卓上型PC装
置QuickPress(Depths of the Earth社製)を使用した。1/2インチ径でNaClを圧媒体にしている。光ファイバーは既製品パッチケーブ
ル（200ミクロン径）の片側を剥いて、熱電対用に使う４穴アルミナチューブを通して、セル内に導入した（複数本導入も可）。
蛍光の測定には自作の装置を使った。これはLittrow型分光器とレーザー導入部からなる。分光器は焦点距離200 mmで2400 g/
mmの回折格子を使っている。検出部にはScience Surplus社のミニファイバー分光器のリニアCCD部分を流用した。秋月電子通商から購入の緑レーザー（< 1 mW）を光
ファイバーに導入して、ファイバー先端に置かれたルビーの小片からの蛍光を同じファ一般社団法人日本鉱物科学会2020年オンライン年会講演要旨

イバーで拾って分光器へ導く。荷重を少しづつ上げて、蛍光スペクトルの測定を行い、R1ピークのシフトから圧力を求めた。
結果と議論： 光ファイバーをベースブラグ
から外部へ取り出す部分で直角に曲げる必要があるが、ここでファイバーから光が漏れることと、破断が生じた。前者はあまり深刻ではないが、後者は測定を不能にする。そこでパッチケーブルで使われていた一番内側の被覆を曲げる部分付近だけ残しておくと折れなくなった。この工夫により高圧セル中の光学測定（ルビー蛍光法）が可能となった。場合によってスペクトルが非常に弱くなることもあったが、積算時間を増やすことで、対応できた。
ルビー蛍光による高圧セルの圧力は、荷重から計算された圧力とよく一致した。温
度も上げてみたが、ルビー蛍光は高温では弱くなり、また温度シフトがある。そこで
温度依存性がなく、より高温まで測定でき
るSm2+:SrB4O7を使った高温での測定を試みている。さらに、マルチアンビル高圧装置への応用や複数ファイバーを使った分光測定への応用も考えている。
Keywords: piston cylinder, ruby fluorescence,pressure, optical fiber*Corresponding author: mkanzaki@okayama-u.ac.jp

R3-06
圧力校正に用いられる II-VI 族、III-V 族半導体の相転移
圧力の関係
小野

重明（国立研究開発法人海洋研究開発機構）

Transition pressures of semiconducting II-VI and III-V compounds
for pressure calibration
Shigeaki Ono* (JASTEC)
The high-pressure study of phase transition boundaries of II-VI and III-V compounds has been
conducted. The phase transitions between the zinc-blende and the rock-salt structure in ZnS, ZnSe,
GaP, and GaAs were observed using the high-pressure experiments combined with the synchrotron
X-ray diffraction technique. As these transition pressures are used as the pressure standards in thehigh-pressure experiments, the new values influence a wide range of high-pressure science. Theseboundaries showed negative dependence. We have found the linear relationship between thesemiconductor-metal transition pressures and dP/dT slopes in II-VI and III-V compounds.

参考文献
Keywords: Pressure calibration, Semiconductor*Corresponding author: sono@jamstec.go.jp

一般社団法人日本鉱物科学会2020年オンライン年会講演要旨[1] S. Ono (2020) J. Phys. Chem. Solids, 141,
109409.
[2] S. Ono, T. Kikegawa, (2018) Phasetransition, 91, 9-14.
[3] S. Ono, T. Kikegawa (2018) J. Phys. Chem.
Solids, 113, 1-4.
[4] S. Ono, T. Kikegawa (2017) High Press.
Res., 37, 28-35.
図 1 室温での相転移圧力と相転移境界の傾きの比較
0-0.001

傾き (GPa/K)

高圧実験において、圧力校正の良し悪しは
実験データの精度へ大きく影響するため、校正に用いられる物質の物性データはきわめて重要である。圧力校正には、相転移にともなう電気抵抗の変化を利用されることが多い。特に、半導体から金属への相転移では、電気抵抗の変化が極めて大きく、相転移が起こっているかどうかを判別しやすいため、多くの研究において使われている。本研究では II-VI 族、
III-V 族半導体に着目し、それらの相転移境界を精密に決定した。
高温高圧条件下での相転移境界を正確に決定するために、放射光 X 線その場測定法を組み合わせた高圧実験を行った。この手法では試料近傍に配置した圧力標準物質の状態方程式を使うことにより、正確な実験圧力条件を見積もることが可能である。
本研究では、半導体化合物として ZnSe [1]、ZnS [2]、GaAs [3]、GaP [4]の 4 つについて測定をした。図 1 では、決定された相転移境界の傾きと室温での相転移圧力を比較した。その結果、きれいな線形関係が明らかになった。
半導体化合物では、その結合状態がイオン結合の性質が大きいものから小さいものがあることが知られている。一般的に、II-VI 族半導体の方が III-V 族半導体比べてイオン結合の性質が大きいため、この性質の違いから線形関係を示していると考えられる。

GaP-0.002GaAs-0.003

ZnSe
ZnS-0.004-0.005101520常温での相転移圧力 (GPa)25

R3-07

上部マントル物質の地震波減衰への水の効果
芳野極、劉超（岡山大）

Effect of water on seismic attenuation of the upper mantle material
Takashi YOSHINO*, Chao Liu (Okayama Univ.)
We report an effect of water on the seismic properties of olivine aggregate in the water-undersaturated conditionsat 3 GPa and 1,223 to 1,373 K by in-situ X-ray observation using cyclic loading. The results show that watersignificantly enhances the energy dispersion and reduces the elastic moduli in a wide range of seismic frequencies. An
energy dissipation peak caused by elastically accommodated grain boundary sliding that appear at higher frequencies
become more pronounced as the water content increases. If water exists only in the asthenosphere, this is consistent
with a recent observation that the attenuation in the asthenosphere is nearly constant over a wide frequency range. The
sharp changes of the old oceanic LAB observed seismically could be explained by a significant difference of watercontent between the lithosphere and asthenosphere.
プレートテクトニクス理論において、海洋リソスフ

在する場合、1 から 10 秒程度の振動周期とそれより

ェアは、低地震速度、高減衰、高電気伝導度を特徴と

長周期で減衰の差は小さくなる。これはアセノスフ

する力学的に弱い層（アセノスフェア）の上を移動しェアの減衰は幅広い周波数範囲でほぼ一定であるとていることは周知の事実である。しかしながら、アセいう最近の観測と一致する。このことから、古い海洋

ノスフェアが軟化する理由はそれほど明らかではな

プレート下の LAB における S 波速度の急激な変化

い。中央海嶺の近傍では、その高い地熱のために部分は、リソスフェアとアセノスフェアの間の含水量の溶融によって地球物理学的な異常を生成することは大きな違いによって説明できる。

可能である。しかしながら、地震学的観測では、リソ
スフェアとアセノスフェアの境界（LAB）で、低温の古い海洋プレート下でも急激な速度低下が観測されている。アセノスフェアが水を含んでいれば、このような異常を引き起こすことが可能であり、アセノス
フェアの水の存在は有力な説であるが、実験的に明らかにされてこなかった。
本研究では、圧力 3 GPa、温度 1,223〜1,373 K の範囲で水に不飽和な条件下での細粒のかんらん石集合体の地震特性に対する水の影響を、周期振動システ
ムを用いてその場 X 線観察の結果を報告する。水はエネルギー分散を大幅に向上させ、広範囲の地震周
波数で弾性係数は低下する。含水量が増加するにつ

図 1. 最高および最低含水試料の振動周期に対れて、より高い周波数で現れる弾性的な粒界滑りにする剛性率（A および B）および Q−１値（C およよって引き起こされるエネルギー散逸ピークがよりび D）の変化。図中の数は含水量を示す。

顕著に現れる（図 1）。水がアセノスフェアにのみ存

一般社団法人日本鉱物科学会2020年オンライン年会講演要旨

R3-08

高圧下における Phase Egg の水素位置の決定
柿澤翔*1,2, 鍵裕之 3, 佐野亜沙美 4, 小松一生 3
市東力 3, 服部高典 4, 西真之 5 井上徹 1,2（1 広島大・理, 2HiPeR, 3 東京大・院理, 4JAEA J-PARC センター, 5 愛媛大 GRC）

Hydrogen position in Phase Egg under high pressure
Sho Kakizawa*1,2, Hiroyuki Kagi3, Asami Sano-Furukawa4, Kazuki Komatsu3,
Chikara Shito3, Takanori Hattori4, Masayuki Nishi5, Toru Inoue1,2(1Hiroshima Univ., 2HiPeR, 3The University of Tokyo, 4JAEA, 5GRC, Ehime Univ,)
1.

はじめに

(PLANET)で行った。出発物質には広島大学

地球は水の惑星と称されるほど水に富ん設置のマルチアンビル型高圧発生装置を用だ惑星であり、その水は地球深部にも含水鉱

いて 15 GPa, 1400℃で合成した phase Egg

物として存在していると考えられている。

[AlSiO3(OH)]を使用した。はじめに V 管を用

Phase Egg はスラブの堆積物が沈み込んだ場

いて一気圧下の結晶構造解析を行い、次に合にマントル遷移層圧力条件で安定な含水

Paris-Edinburgh プレスを使用して高圧実験を鉱物であり、地球内部の水循環を考える上で行った。加圧過程において室温 0-10 GPa で測重要な鉱物である。第一原理計算によって定を行った。得られた粉末中性子回折データ

phase Egg 中の水素は 15 GPa において陽子移を用いリートベルト解析を行うことで水素動と呼ばれる現象を起こすことが報告されを含む原子位置の精密化を行った。

た[Mookherjee et al., 2019]。陽子移動とは、共有結

3.

結果と考察

合していたアクセプターの酸素から離れ、水Phase Egg の a/b と β 角度の圧力依存性は素結合していたドナー酸素と共有結合を形先行研究と一致し、10 GPa まで急激に変化す

成するものである。つまり、ドナーとアクセることが観察された。リートベルト解析によプターが入れ替わる現象である。先行研究

る水素位置は、連続的な移動が観察され、4[Vanpeteghem et al., 2003; Schulze et al., 2018]によってGPa において酸素間の中心に水素が移動しphase Egg の a/b や β 角度が 10 GPa まで急激た。さらに高圧下でも水素の移動は観察され、に変化することが観察された。よって、この陽子移動を示唆する結果が得られた。しかし付近で陽子移動が起きているのではないか

ながら、差フーリエ図での水素位置は 10 GPaと考察し、この仮説の検証を行った。

においても 1 気圧と同じ酸素寄りになってい2.

る。陽子移動が 10 GPa までに起こっている

実験方法

中 性 子 回 折 実 験 を J-PARC MLF BL11かどうかは詳細な議論が必要である。

Keywords: phase Egg, hydrogen position, proton transfer, high pressure neutron diffraction*Corresponding author: Kakizawa-s@hiroshima-u.ac.jp

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R3-09CaSnO3 ペロフスカイトの X 線その場観察山崎大輔（岡山大）

In-situ X-ray observation on CaSnO3 perovskite
Daisuke YAMAZAKI* (Okayama Univ.)

We conducted in-situ X-ray experiments on CaSnO3 to observe the phase transition from perovskite to post-perovskite
phase. At ~48 GPa and 1500 K, new peaks were recognized and indexed as post-perovskite.

地球マントル最下部層の D”層は MgSiO3 ポストペ観察される。また、1300 K に比べて 1500 K の回折線

ロフスカイト相が主要構成物であると考えられていパターンは先鋭化しており、この温度で相転移に伴うる。従って、この相の物理学的化学的性質はマントル

大きな応力緩和が起きた可能性を示している。その転の構造や、進化、ダイナミクスを理解する上で非常に移条件は、先行研究と矛盾しない。今回の実験では、重要である。しかしながら、MgSiO3 ポストペロフス

精密に相転移境界を決定することは出来なかった。今

カイトは常温常圧に回収することが不可能であるた

後は、追試を行い相転移境界を決定するとともに、試め、アナログ物質の探索が行われて来ている。その中料回収法によりルーチン的に合成し様々な物性測定

で、ダイヤモンドアンビルセルを用いた高圧実験の先を行っていくことを計画している。

行研究において CaSnO3 は常圧回収が可能な酸化物でマルチアンビル装置などの大容量プレスで合成可能なポストペロフスカイト相であることが示されている [1]。そこで、まず、CaSnO3 ペロフスカイトとポス
トペロフスカイトの相転移境界をこれまでより精密に決定するための実験を試みた。
X 線その場高温高圧観察実験は、SPring-8 の BL04B1
で、DIA 型マルチアンビル装置プレス SPEED MK.-IIを用いて行った。予想される相転移圧力は 35-45 GPaであったため、バインダレスと言われている高硬度の切り欠き長 1.0 mm の WC アンビル「TJS01」を 2 段目
アンビルに用いた。また、主に 2 段目アンビル間の X
線経路を確保する目的にで、アンビル表面に傾斜加工

図 1. プレス荷重 6.5 MN で得られた回折線パタを施した。

ーン。試料は CaSnO3 と金の混合物である。矢印

プレス荷重 6.5 MN で~68 GPa を室温で発生した。
ここで、加熱することで試料のポストペロフスカイト

で示されている回折線がポストペロフスカイト
かと思われる。

への相転移を試みた。昇温に伴い圧抜けが起こり、1500 K では~48 GPa となった。図 1 には代表的な回折[1] Tateno et al. (2010) Phys. Earth Planet. Int. 181, 54–

線パターンが挙げられている。1500 K で得られた回折

59.

線パターンには、40.2 keV（2θ~6º）当たりにポストペロフスカイトとして同定可能な 3 本の新しい回折線が一般社団法人日本鉱物科学会2020年オンライン年会講演要旨

R3-10

ダイヤモンドアンビルセルを用いた含水ウォズレアイト
単結晶の高圧その場 IR 観察
辻野典秀 (岡山大学惑星研)

In-situ IR measurements of hydrous wadsleyite single crystal at highpressure using DAC
Noriyoshi Tsujino* (IPM, Okayama Univ.)

In this study, in-situ IR measurements of hydrous wadsleyite single crystal were conducted up to 25
GPa. Pressure dependence on wave number of OH bands of ~3600 cm-1 is almost 0 while wavenumberof OH bands of ~3320 cm-1 is decreasing with increasing pressure.
1.

はじめに

を Fig. 1 に示す。~3600 cm-1 にある二つの無水鉱物中に水は OH 基として取り込ま

OH バンドは圧力の増加に対し、ほとんどれ、極微量でも鉱物物性に大きな影響を与え変化は観察されなかった。他方で、～3320

る。この物性の変化は鉱物中の水素位置と密cm-1 の OH バンドは圧力とともに大きく低接に関係すると考えられ、無水鉱物中の水素波数側へシフトが観察された。また、減圧位置に関する研究が行われている。しかしな

後の OH バンド位置は加圧前の位置にほぼがら、その多くは大気圧下の水素位置を基に戻り、これらのバンドシフトは可逆反応で議論され、高圧条件下における無水鉱物中のあることがわかった。一方で、半値幅は減

水素位置の変化に言及した例は非常に限ら

圧後大きいままであった。これは、加圧時れている。そこで、本研究では、高圧下で含の試料への応力の影響が疑わられる。

水ウォズレアイト(Wd)単結晶の IR その場観察を行い、IR スペクトルの圧力変化を観察することを試みた。
2.

実験手法
実験には高圧発生装置としてダイヤモン

ドアンビルセル(DAC)を用いた。出発物質には合成した含水 Wd 単結晶を用いた。Wd 単結晶の b 軸が赤外光に対して平行方向となるように試料室内に設置した。圧力媒体には
赤外光に対して透明な KBr を用いた。圧力測定にはルビー蛍光法[2]を用い、高圧実験
は 0.4～24.8 GPa の範囲で、室温下で行った。
3.

結果

加減圧過程での含水 Wd の IR スペクトル

一般社団法人日本鉱物科学会2020年オンライン年会講演要旨

Figure 1. Pressure dependence of IR spectra ofhydrous wadsleyite using DAC
Keywords: wadsleyite, in-situ IR measurement, highpressure, DAC
Reference: [1] Mao et al.: J. Geophys. Res., (1986).
*Corresponding author : tsujino@okayama-u.ac.jp

R3-11
高圧下における K 及び Ca を含む六方晶アルミニウム
含有相の安定領域
1

赤荻正樹＊,1 木村文哉,1 糀谷浩(学習院大理)

High-pressure stability relations of K- and Ca-bearing
hexagonal aluminous phases
1

Masaki Akaogi*, 1Fumiya Kimura 1Hiroshi Kojitani,(1Fac. Sci., Gakushuin Univ.)

六方晶アルミニウム含有相(NAL 相)は下

MgAl2O4 組成で安定である(Ono et al., 2009)。

部マントルに沈み込んだ MORB 中の高圧相

Na 含有系で組成範囲が広くなる理由は、中の一つである。この相は大きな 9 配位席、中間サイズの 6 配位席を Na+と Mg2+が占める事

間の 6 配位席、小さな 8 面体席という三種類によると考えられる。ブラジル Juina キンバの陽イオン席を持ち、下部マントル条件で Kーライトのダイヤモンド中に見つかったカを含有できる相である。本研究では、従来研

ルシーライト・スピネル複合包有物は、NAL

究の乏しかった KAlSiO4-MgAl2O4 系の相関相の分解による可能性が考えられる(図 1)。

係と、 23GPa 以下のデ ータだけ であった
CaAl2O4-MgAl2O4 系 の 相 関 係 に つ い て 、30による安定領域の違いを明らかにした。
マルチアンビル装置を用い、これらの系の528GPa、12001500℃での相平衡実験を行い、回収試料の微小領域 X 線回折データとPressure / GPa

28GPa までの実験を行い、NaAlSiO4-MgAl2O4系(Ono et al., 2009)の結果と合わせ、陽イオン

NAL+CF

1500 oC
NAL

25

NAL+
Cor+Per

Hol+Cor+NAL+K2O

20
NAL+Sp

15
Hol+Cor+Py+K2O

10
020
KAlSiO 4

Sp+Cor+Ph-X+Py

40
60
mol%

80

100
MgAl 2O4

共存相の組成分析により相関係を決定した。
KAlSiO4-MgAl2O4 系の結果を図１に示す。

図 1. KAlSiO4-MgAl2O4 系の相図(1500℃)

こ の 系 で は NAL 相 が 16GPa 以 上 、
6165mol% MgAl2O4 組成で安定である。図２に、CaAl2O4-MgAl2O4 系に関する今回の結果( 大 き い 実 験 点 ) と Akaogi et al. (1999) の
23GPa までのデータを合わせて示す。NAL
相は 16GPa 以上、6574mol% MgAl2O4 組成
で安定である。一方 NaAlSiO4-MgAl2O4 系では、NAL 相が 13GPa 以上で約 4870mol%
Keywords: high-pressure, phase relation, NAL phase*Correspond. author: masaki.akaogi@gakushuin.ac.jp

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図 2 . CaAl2O4-MgAl2O4 系の相図(1200℃)

R4-01
カルサイト表面に吸着したステアリン酸単分子膜の構造変化：塩水の影響
佐久間博*（物材機構）、川野潤（北海道大学）、中尾裕則（KEK）

Structural change in the monolayer of stearic acid adsorbed on a calcitesurface: Effect of salt water*

H. Sakuma (NIMS), J. Kawano (Hokkaido Univ.), H. Nakao (KEK)
油分子のカルサイト表面へ吸着・脱離は、込んでステアリン酸分子がカルサイト表面

石油の回収率増進・海水表面に流出した油上で結晶化し、その Bragg 反射と解釈でき回収に向けた材料開発などエネルギー・環る。この結果は、塩水との接触によりカル境化学において重要である。本研究では、

サイト表面に吸着したステアリン酸分子のカルサイト単結晶の{10.4}に吸着したステア

脱離が起こるが、その後、塩水中の陽イオ

リン酸（CH3(CH2)16COOH）単分子膜の構造

ンを取り込んでステアリン酸が結晶化し、をエタノールおよび塩水中で、表面 X 線散表面に吸着した過程を見ていることとな

乱法を用いてその場観察した。

る。今後はこれらの知見を基に、油分子のへき開したカルサイトを 0.5 mmol/L のス

脱離手法を検討する。

テアリン酸エタノール溶液に浸漬した。その後、イオン強度を 0.5 に揃えた NaCl、
Na2SO4、MgCl2、MgSO4 水溶液中に浸漬した。表面 X 線散乱実験は KEK-PF の BL-4Cで実施し、結晶表面と垂直方向の電子密度分布を解析した。
X 線散乱強度の変化を図１に示す。縦軸は比較のため、適度にシフトした相対強度としている。エタノール中における X 線散乱（図１の最下部）は 25 Å 周期の振動を示し、ステアリン酸単分子層吸着状態にある。NaCl 水溶液中では、ステアリン酸の単分子吸着に起因する振動が消失し、新たに

図１X 線散乱強度の変化。上：NaCl 水溶液

複数のピークを持つ散乱パターンが現れ中、下：エタノール中のステアリン酸吸着た。このピーク位置は、陽イオン種のみに

カルサイト表面。

依存し、陰イオン種による違いは見られな

Keywords: Adsorption, Monolayer, Crystal growth

かった。これらのピークは陽イオンを取り*SAKUMA.Hiroshi@nims.go.jp

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R5-01
非晶質ケイ酸塩と CO ガスとの酸素同位体交換速度論:
ケイ酸塩ダストの原始太陽系円盤での熱履歴の制約
山本大貴*(JAXA), 橘省吾(東大),川崎教行(北大),上林海ちる(東大)、圦本尚
義 (北大)

Oxygen isotope exchange kinetics between amorphous silicate and CO:
Constraint of thermal history of silicate dust in the protosolar disk
Daiki Yamamoto* (JAXA), Shogo Tachibana (Univ. of Tokyo), Noriyuki Kawasaki (Hokkaido Univ.),
Michiru Kamibayashi (Univ. of Tokyo), Shogo Tachibana (Univ. of Tokyo), Hisayoshi Yurimoto(Hokkaido Univ.)

始原的地球外物質に見られる質量非依存型

ス環境で、温度 883, 853, 803 K で非晶質フォの酸素同位体分別は、原始太陽系円盤におけ

ルステライトと 18O に富む CO ガスとの酸素同位る始原的固体物質- H2O ガス- CO ガス間の酸体交換実験をおこなった。

素同位体交換の結果であると解釈される (e.g.,

加熱後物質は非晶質のままであり、酸素同

Yurimoto & Kuramoto, 2004)。始原的固体物

位体組成は、加熱時間に対して直線的に 18O質が経験した温度や圧力などの円盤の物理化に富む傾向を示した。直線的な同位体組成の学環境条件によって同位体交換反応の進行度

時 間 変 化 は 、 球 へ の 三 次 元 拡 散 (Crank,は異なるため、始原的地球外物質の酸素同位1975) では説明できず、非晶質構造中の CO

体組成は円盤の物理化学環境推定のための分子の拡散過程ではなく、CO ガス供給量や非指標となり得る。これまで極めて始原的な物質

晶質構造中への CO 分子の溶け込み、溶け込である非晶質ケイ酸塩ダストと H2O ガスとの酸

んだ CO 分子と非晶質フォルステライト中の酸素同位体交換速度を実験的に決定したが素との同位体交換過程が反応を律速している(Yamamoto et al, 2018: 2019)、CO ガスとの酸ことを示唆する。また、非晶質フォルステライトと素同位体交換速度は未解明である。本研究でCO との酸素同位体交換速度は、H2O との場合

は、非晶質ケイ酸塩ダストと CO ガスとの酸素同の 1/5–1/10 倍程度で、H2O-CO ガス間の同位位体交換実験反応を実験的に決定した。

体交換速度より 4–5 桁大きいことがわかった。こ

出発物質は、熱プラズマ法で合成された平の結果により、非晶質フォルステライトがケイ酸

均粒径~70nm のフォルステライト組成の非晶質

塩ダスト-H2O-CO 間の酸素同位体平衡を早め

ケイ酸塩ナノ粒子 (以降、非晶質フォルステラ

る触媒として働く可能性がある。

イ ト )Keywords: Amorphous silicate, Carbon monoxide,(Yamamoto&

Tachibana,

2018;

Yamamoto et al., 2018) を用い、原始太陽系円

Oxygen isotopic exchange, Protosolar disk

盤の低圧ガス環境を模した CO 分圧 0.3 Pa のガ* daiki@planeta.sci.isas.jaxa.jp

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R5-02
熱変成・部分溶融過程を経験した
CR コンドライトに関係する隕石の鉱物学的研究
阿部 大樹*（東大・院理），三河内 岳（東大・総研博）

Mineralogical study of CR-related meteorites
experiencing thermal metamorphism and partial melting
Daiki Abe*(Univ. of Tokyo), Takashi Mikouchi (Univ. of Tokyo)
はじめに：多くの CR コンドライトは水質変成を受けており、主に岩石学タイプ 2 に分類される[1,2]。しかし、いくつかの先行研究では強い熱変成を受けた CR6 コンドライトの存在が報告されている[3,4]。また、より分化が進んでいると考えられる Tafassasset や NWA 6962 の O, Cr, Ti
同位体組成が CR コンドライト領域にプロットされることがわかった[e.g., 5-8]。CR 母天体の熱進化を理解する上でこれらの強い熱変成を受け、さらに部分溶融を経験した隕石の岩石学・鉱物学的関係性を知ることは重要である。そこで、本研
究 で は NWA 7317 （ CR6 ） 、 Tafassasset 及 び
NWA 6962 の鉱物学的研究を行なった。
試料と手法：本研究では、NWA 7317 は 1 つ、Tafassasset は 2 つ、NWA 6962 は 1 つの薄片試料を調べた。光学顕微鏡及び BSE 像による組
織 観 察 を 行 い 、 EPMA （ JEOL JXA-8530F とJEOL JXA-8900L、いずれも＠東大・地惑）による鉱物組成分析を行った。
結果：NWA 7317 は porphyroblastic な組織を示し、barred olivine コンドルールと考えられる破片が見られた。主要構成鉱物はカンラン石（Fa34.5-36.6）、高 Ca 輝石（Fs10.1-13.4Wo42.4-44.7）、低Ca 輝 石 （ Fs27.7-29.0Wo2.9-3.2 ） 、 斜 長 石 （ An45.253.5Or0.7-1.6）、Fe-Ni 合金、クロマイト、トロイライトだった。一方で Tafassasset には明らかなコンド
ルールは見られず、poikiloblastic な組織が見られた。Tafassasset の主要構成鉱物はカンラン石（Fa25.7-29.3）、高 Ca 輝石（Fs9.3-13.3Wo36.5-44.2）、低Ca 輝 石 （ Fs21.6-24.0Wo2.4-4.2 ） 、 斜 長 石 （ An21.057.3Or0.7-8.2）、Fe-Ni 合金、クロマイト、トロイライトだった。また、Tafassasset は 2 薄片間で鉱物分布などに違いが見られた。例えば、一方の薄片では輝石と斜長石の分布が不均質であった。
NWA 6962 は大部分が等粒状のカンラン石で埋め尽くされており、構成鉱物はカンラン石（Fa41.648.7 ）、高 Ca 輝石（Fs11.1-25.2Wo43.1-49.5 ）、斜長石（An0-35.6Or0-10.7）、Fe-Ni 合金、クロマイト、トロイライトだった。また、カンラン石中にはメルト包有物が存在していた。
議論と結論：NWA 7317 と Tafassasset ではカ
ンラン石組成は比較的均質であった。しかし、
Tafassasset は輝石及び斜長石の組成が NWA
7317 と比べて不均質であった。また Fe-Ni 合金
組成にも違いが見られ、NWA 7317 ではカマサイト（6-7 wt% Ni）とテーナイト（17-25 wt% Ni）が独立に存在していたが、Tafassaset には連続的な化学的ゾーニングが見られた（5-28 wt% Ni）。
NWA 6962 に関してはケイ酸塩鉱物の化学組成が NWA 7317 及び Tafassasset と比べて不均質であった。また、NWA 6962 では等粒状のカンラ
ン石間に短冊状の輝石や斜長石が見られた。
以上のことから、Tafassasset は部分溶融を経験したがメルトが分離することなく、比較的早く冷却し、結晶化したため、NWA 7317（CR6）よりも鉱物組成が非平衡であると考えられる。また、NWA 6962 は大規模な溶融を経験し、そこから結晶化したカンラン石が Tafassasset よりも、より早い冷却速度（カンラン石 Fe-Mg 化学的ゾーニ
ングからの見積り：400℃/年（1100～800℃））で結晶化した集積岩であると考えられる。
参考文 献： [1] Weisberg M. K. et al. (1993)
GCA 57:1567-1586 [2] Schrader D. L. et al.
(2011) GCA 75:308–325 [3] Bunch T. E. et al.
LPS XXXIX, #1991. [4] Irving A. J. et al. (2014)
LPS XLV, #2465. [5] Sanborn M. E. et al. (2019)
GCA 245: 577–596. [6] Sanborn M. E. et al.
(2019) LPS L, #1498. [7] Gardner-Vandy K. G. etal. (2012) GCA 85:142–159. [8] Hyde B. C. et al.
(2017) LPS XLVIII, #2168.

Keywords: CR chondrite, NWA 7317, Tafassasset, NWA 6962, thermal metamorphism, CR parent body*Corresponding author: d_abe@um.u-tokyo.ac.jp

一般社団法人日本鉱物科学会2020年オンライン年会講演要旨

R5-03
衝撃変成時の塑性変形加熱効果の実証に向けた3 次元衝突回収実験
新原隆史*（東大），黒澤耕介（千葉工大），大野遼（千葉工大），佐竹渉（千葉工大），鹿山雅裕（東大），小池みずほ（広島大），玄田英典（東工大），三河内岳（東大），佐野有司（東大），松井孝典（千葉工大）

3D shock recovery experiments for plastic deformation heating during
shock metamorphism
T. Niihara* (Univ. Tokyo), K. Kurosawa (CIT), H. Ono (CIT), W. Satake (CIT), M. Kayama (Univ.
Tokyo), M. Koike (Hiroshima Univ.), H. Genda (TITech), T. Mikouchi (Univ. Tokyo), Y. Sano (Univ.
Tokyo), T. Matsui (CIT)
はじめに Stöffler et al. (1991) [1]によって衝撃変成をうけた普通コンドライトの鉱物学的特徴や衝突回収実験により与えられた圧
力状態、熱力学計算に基づく上昇温度がまとめられた。S1~S6 および衝撃溶融岩に分類した衝撃変成度が定義され、長らくこれが参照されてきた。この衝撃変成度は、普通
コンドライト以外の隕石試料にも拡張され適用されている。この衝撃変成時の温度上昇について、Kurosawa and Genda (2018)[2]はiSALE [3-7]を用いた 2 次元の数値衝突シミュ
レーションを行った。塑性変形加熱の影響によって、Stӧffler ら[1]がまとめた衝撃変成
度ごとの温度上昇よりも大きくなることを指摘している。このような塑性変形による加熱を実験的に示した例はなく、また 1 次元での衝突実験では再現することが難しい。
このため 3 次元での衝撃回収実験を行い、塑性変形加熱効果の実証を目指している。
試料と実験手法 衝突回収実験は千葉工業大学に設置されている 2 段式軽ガス銃をもちいる。普通コンドライトは実験に供する試料量に限りがあるため、はじめに炭酸塩岩（大理石）および玄武岩を用いて実験手法の開発を行う。実験試料は直径 30 ㎜、高さ24 mm の円柱状に加工し、チタン製のコンテナ（外径 50 ㎜）に収納する。これに衝突
体の最大衝突速度 8 km/s での衝突を行う。
飛翔体にはポリカーボネイト球を用いる。
結果と展望 まず試料を封入したコンテナの蓋の厚みの最適化を行った。これは蓋の内部での衝撃波の減衰度をなるべく少なく、かつ衝突直下点の試料が経験する衝撃圧力をなるべく高くすると最も効率よく実験を行うことができるからである。大理石を用いた予備実験で飛翔体がコンテナを貫通す
ることなく、試料を回収することができた。
今後回収試料について鉱物学的観察を行い、経験圧力と温度上昇について考察を行う。
参考文献: [1] Stöffler et al. (1991), GCA 55,
3845-3867. [2] Kurosawa K. and Genda H. (2018)
GRL 45:620-626. [3] Amsden A. A., et al. (1980)
LANL Report LA-8095. 101 p. [4] Ivanov B. A.,
et al. (1997), IJIE 20: 411-430. [5] Wünnemann,K., et al. (2006), Icarus 180: 514-527. [6] Collins
G. S. et al. (2004), MAPS, 39, 217-231. [7]Collins G. S. et al. (2016) Figshare https://doi.org/
10.6084/m9.figshare.3473690.v2

Keywords: Plastic deformation, Ordinary chondrite, Shock metamorphism＊Corresponding author. Niihara, E-mail address: niihara@sys.t.u-tokyo.ac.jp

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R5-04
NWA 12774 アングライトの鉱物学・岩石学的研究
林秀幸（東大・院理）、Hwayoung Kim（韓国極地研）、Nak Kyu Kim（韓国極地研）、
Changkun Park（韓国極地研）、三河内岳（東大・総研博）

Mineralogical and petrological study of NWA 12774 angrite
Hideyuki Hayashi* (U. Tokyo), Hwayoung Kim (KOPRI), Nak Kyu Kim (KOPRI), Changkun Park(KOPRI) and Takashi Mikouchi (U. Tokyo)
はじめに：アングライトは太陽系最古の玄武岩
質エコンドライトの一種で、揮発性元素に枯渇し難揮発性元素に富んでおり（例えば Keil, 2012)、
急冷組織または徐冷組織の 2 つのグループに分けられる。急冷組織のアングライトは、徐冷組織のアングライトよりも古い結晶化年代を示し、良いタイムアンカーとなっている。急冷組織のア
ングライトは、灰長石の伸長した組織を示し、一部は灰長石とカンラン石から成る樹枝状組織を成す。急冷組織のアングライトは、試料によって組織が異なり、冷却速度の違いにより生じると考えられている（Hayashi+, 2019）。本研究では、
最近発見された NWA 12774 について、鉱物学・
岩石 学的 研究 を行 い 、類 似の組 織 を有 する
NWA 1670 及び LEW 87051 と比較を行った。
試料と手法：NWA 12774 薄片試料を光学顕微鏡及び FE-SEM で観察し、化学組成分析はFE-EPMA（JEOL, JXA-8530F）を用いた。
結果：NWA 12774 は斑状組織を示し、比較的粗粒（~ 500 µm）なカンラン石や単斜輝石の斑晶と、細粒な共晶組織の石基から成る。NWA
12774 は、カンラン石、単斜輝石、灰長石、副成分鉱物としてスピネル、自然鉄、トロイライトを含む。バルク組成は、EPMA 多点測定の平均値から推定すると、SiO2= 40.1、Al2O3= 12.8、TiO2=
0.55 、 FeO= 17.6 、 MnO= 0.19 、 MgO= 18.5 、CaO= 11.0、Cr2O3= 0.45（全て wt%）となった。
カンラン石は半自形～自形結晶を示し、化学組成は Fo87Fa12La1 ~ Fo41Fa58La1 のように変化する。一部のカンラン石は、~3 mm の不定形で、最大 Fo92 と Mg に富む。バルク組成から見積もられる初生のカンラン石組成は Fo85 であり、これより Mg に富むカンラン石は外来結晶の可能性がある。Fo92 のカンラン石では、Cr や Ca の化学
的ゾーニングが見られた。Cr は、コアで最も富み（Cr2O3= ~0.30 wt%）、リムにかけ減少するものの（同~0.16 wt%）、リムで微増している（同~0.25 wt%）。Ca は、CaO>0.70 wt%と CaO<
0.40 wt%の部分があり、その間で化学組成が急激に変化している。この部分が外来結晶と斑晶の境界に相当し、元素拡散によりできたと考えると、Fe-Mg の拡散プロファイルから、1400~900 oC
での単調な冷却では、冷却速度は約 3.5 oC/h と推定された。カンラン石は石基部分にも存在し、組成は Fo46Fa52La2 ~ Fo15Fa81La4 と鉄に富む。
単斜輝石は自形で、Al に富む（Al2O3=10-12、16-18 wt%）。化学組成は Di12Hd37Ksh35Tp3En13~Di23Hd27Ksh36Tp4En10 のように変化し、久城輝石成分に富む。細粒なマトリックス部分に存在する単斜輝石は、Al2O3= 4-6 wt%である。
灰長石は、端成分に近く、石基部分において、10 µm x 1 mm 程の短冊状で平行に存在する。
スピネルは、~ 200 µm であり、~ 500 µm のカン
ラン石に接して産する。化学組成は、(Fe0.49-0.56,
Mg0.51-0.44)(Al0.81-0.93, Cr0.19-0.07)O4 であり、カンラン石に接する部分で Mg と Cr に富む。
カンラン石外来結晶（3 mm、Fo90）と、カンラン
石斑晶（~ 500 µm、殆ど Fo<84）について O 同位体比測定を行ったところ、それぞれ‰(SEM)で、カンラン石外来結晶は、δ18OVSMOW= 3.764(3)、Δ17O= -0.053(7)、カンラン石斑晶は δ18OVSMOW=
3.840(3)、Δ17O= -0.044(7)と求まり、いずれもアングライト分別線に誤差の範囲で一致した。このことは NWA 12774 中の外来結晶はアングライト
母天体内で結晶化したことを示す。
考察：NWA 12774 は斑状組織を示し、石基は LEW 87051 や NWA 1670 に類似した細粒の共晶組織を示す。NWA 12774 は、単斜輝石がAl2O3= 10-18 wt%と極めて Al に富む点、粗粒なスピネルを含む点が、特徴的である。前者は、NWA 1670 中に外来結晶として知られているが（Jambon+, 2008）、NWA 12774 より稀で小さい。
また、後者のようなスピネルは他のアングライトでは知られていない。このことから、NWA 12774 は他の急冷組織のアングライトとはペアではなかった。NWA 12774 の冷却速度（約 3.5 oC/h）は類似の細粒の共晶組織を示す NWA 1670（約 4oC/h、Hayashi+, 2020）と同様であった。

Keywords: NWA 12774, Angrite, Crystallization history, Xenocryst*Corresponding author: h.hayashi@eps.s.u-tokyo.ac.jp

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R5-05

岩石学的手法および XRD 分析を用いたユークライトの衝撃変成度推定⾦丸 礼(総研⼤), 今栄 直也(極地研), ⼭⼝ 亮(極地研), ⽵之内 惇志(極地研)

Estimation of shock degrees of eucrites using petrographic and XRD
analyses
R. Kanemaru* (SOKENDAI), N. Imae (NIPR), A. Yamaguchi (NIPR), and A. Takenouchi (NIPR)
ユークライト隕⽯は、⺟天体 (Vesta)[1]の歪みおよび破壊の程度の増加を⽰唆し、定上で複雑な２次的プロセスを経験していると性的に衝撃変成度を推定することができる。

考えられている。本研究では、ユークライト

本研究ではさらにトリディマイトにも衝撃変における衝撃変成作⽤について注⽬した。ユ

成度の増加に伴う衝撃組織が存在することをークライトの衝撃効果を評価するため岩⽯学発⾒した。本研究結果から、トリディマイト

的⼿法に加え、X 線回折(XRD)分析を⽤いたのガラス化は、マスケリナイト化よりも低い

半定量的な衝撃変成度推定を⾏った。

衝撃圧⼒(<~20 GPa)で⽣じる現象であるこ

本研究では、岩⽯・鉱物学的特徴(輝⽯・斜とが⽰唆され、⽐較的弱い衝撃変成作⽤を区

⻑⽯の波動消光の⾓度、斜⻑⽯のマスケリナ

別する重要な指標となり得る。XRD 分析では、

イト化の程度)に基づき、ユークライトの衝撃

これら岩⽯・鉱物学的特徴に基づくユークラ

変 成 度 A(unshocked), B(weakly shocked),

イトの衝撃変成度を半定量的に評価できる。

C(moderately shocked), D(moderately to

X 線回折ピークの半値幅は、ブラッグの式か

highly shocked), E(highly shocked)を定義しら⽰されるように結晶の格⼦⾯間隔を反映す

た。ChromaCL および Raman スペクトルをる。つまり、半値幅の増加は、結晶内部の歪⽤いた分析ではトリディマイトにも衝撃効果

みや破壊の増加を⽰唆する。本研究で⾒出しを⾒出した。衝撃変成度 A-C に分類されるユ

た、衝撃変成度 A-E における X 線回折ピーク

ークライト中のトリディマイトは、粒⼦全体の半値幅の増加もまた衝撃変成度の増加を⽰

は結晶質であるが、衝撃変成度 D(<~20 GPa:

唆しており、衝撃変成作⽤によって⽣じた岩

斜⻑⽯のマスケリナイト化圧⼒以下)では部

⽯・鉱物学的特徴と良い⼀致を⽰す。つまり分的にガラス化しており、衝撃変成度

これら結果は、本研究で定義したユークライ

E(>~20 GPa)ではほぼ全てがガラス化してトの衝撃変成度が、⺟天体上での衝撃史復元

いる。XRD 分析では、衝撃変成度の増加ととのため良い指標となることを⽰す。

もに回折 X 線がブロードになることを⾒出し、参考⽂献：[1] Binzel and Xu 1993, Science, 260,

平均半値幅で区別されることを⾒出した。

5105.

輝⽯・斜⻑⽯の波動消光の⾓度の増加、斜⻑⽯のマスケリナイト化の程度は、結晶構造

一般社団法人日本鉱物科学会2020年オンライン年会講演要旨

Keywords: Eucrite, Shock metamorphism
Corresponding author: kanemaru.rei@nipr.ac.jp

R5-06

ユークライト隕石中シリカ鉱物が示すユークライト質
地殻の 2 段階熱変成履歴
大野 遼*（千葉工大），三河内 岳（東大・総研博），山口 亮（極地研）

Two stage thermal history of eucritic crust as inferred from silica polymorphs in eucrites
Haruka Ono*(Chiba Inst. Tech.), Takashi Mikouchi (Univ. of Tokyo), Akira Yamaguchi (NIPR)
はじめに：小惑星ベスタ地殻で形成されたで形成されたと考えられている非集積岩ユークライト中で、徐冷を示唆する単斜晶系トと考えられているユークライト隕石は、岩石
リディマイトを形成するためには、一度急冷
学的な特徴から、主に集積岩・非集積岩の 2を経験したのち、地殻深部で徐冷されるといつのサブグループに分けられている。このう
ち、非集積岩ユークライトは先行研究から、 う熱履歴が必要となる。先行研究では、非集積岩ユークライトの Agoult は地表へ噴出し母天体地殻表層付近で複雑な熱変成を経験た後、地殻深部に埋没され徐冷されたと報告したと考えられている [1, 2]。しかし、熱変されている[2]。本研究でもこれまでに Agoult
成の熱源や熱履歴などに関して議論は未だに続いており、詳細な解明には至っていない。 を観察しており、存在したシリカ鉱物は”fishscale”と呼ばれる高温-低温クリストバライト
本研究ではこれまで、シリカ鉱物に着目した間相転移時に形成される組織 [4] を持つ単研究を行い、ユークライトが経験した複雑な斜晶系トリディマイトを含んでいた。このこ
熱履歴解明を試みてきた [3]。今回は、これとから、Agoult は急冷過程でクリストバライまでの研究結果に加えて、集積岩ユークライ
トを形成した後、徐冷過程で単斜晶系トリデ
ト中単斜晶系トリディマイトを用いた加熱
ィマイトに完全相転移したと考えられ、先行実験の結果から、ユークライト質地殻が経験研究と整合的な結果を得ている。以上のこと
した熱履歴についての議論を発表する。
結果：加熱実験試料は単斜晶系トリディマ
から、単斜晶系トリディマイトと石英の集合体の形成過程では、急冷-徐冷過程を経て、再イトを含む集積岩ユークライト Yamato (Y)
加熱を経験すると推察した。この時、再加熱
980433 を出発物質として用いた。実験は、の熱源は、深部に存在する必要がある。先行
500 ℃で 168 時間（EX-01）、800 ℃で 96 時
研究では、一部のダイオジェナイトの形成年間（EX-02）の 2 通りを空気中で行った。EX代がユークライトよりも若く、ダイオジェナ
01 ではシリカの鉱物組織的な変化は見られ
イト貫入岩が存在したことを示唆している
なかったが、EX-02 ではトリディマイトがと報告している [5]。このことから、本研究
Hackle fracture と呼ばれる組織を伴って、一部石英に相転移している様子が観察された。 では、深部での熱源はダイオジェナイト貫入岩であると考えた。
考察と結論：EX-02 で見られた組織は、こ以上のことから、単斜晶系トリディマイト
れまでの研究でも熱変成度がタイプ 5 以上のと石英の集合体を含む非集積岩ユークライ
玄武岩質岩片中で見つかっている。このこと
トは、埋没によって徐冷されたのち、貫入岩から、熱変成度タイプ 5 以上の岩片に含まれマグマによって再加熱を経験するという２る単斜晶系トリディマイトと石英の集合体
段階の熱変成を経験したと考えられる。
は、単斜晶系トリディマイトが再加熱によっ
参考文献：[1] Yamaguchi A. et al. (1997) JGR,て一部石英に相転移することで形成されたと推測される。また、これまでの研究から、 102, 13381-13386. [2] Iizuka T. et al. (2019) GCA,
単斜晶系トリディマイトは地殻深部で徐冷
267, 275-299. [3] Ono H. et al. (2019) MAPS., 54,
された集積岩ユークライトに普遍的に含ま
2744-2757. [4] Damby D. E. et al. (2014) JAC,47,
れており、徐冷を示唆する指標となり得るこ
1205-1215. [5] Yamaguchi A et al. (2011) JGR,とがわかっている [3]。母天体地殻表層付近
116, E08009.
Keywords: Eucrite, Thermal history, Tridymite, Quartz, Heating experiment*Corresponding author: o.haruka527@gmail.com

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R5-07
非加熱・実験加熱 Murchison 隕石の放射光 X 線 CT
松本恵＊(東北大), 土`山明(立命館大, GIG/CAS), 安武正展(JASRI/SPring-8),
三宅亮(京都大), 上杉健太朗(JASRI/SPring-8), 竹内晃久(JASRI/SPring-8),
中野司(産総研), 中村智樹(東北大)Synchrotron radiation-based X-ray computed nanotomography of
unheated and experimentally heated Murchison carbonaceous chondrite
M. Matsumoto* (Tohoku Univ.), A. Tsuchiyama (Ritsumeikan Univ., GIG/CAS),
M. Yasutake (JASRI/SPring-8), A. Miyake (Kyoto Univ.), K. Uesugi (JASRI/SPring-8),
A. Takeuchi (JASRI/SPring-8), T. Nakano (GSJ/AIST), T. Nakamura (Tohoku Univ.)
はやぶさ 2 探査機は、C 型小惑星リュウグ
固溶線上のやや Mg に富む点付近と Fe に富ウへのタッチダウンに成功し、2020 年 12 月
む点付近、それぞれにブロードなピークを示にリュウグウ表層物質を地球に持ち帰る予す（Fig. 1b）。前者は非加熱試料のピークとほ定である。探査機が取得したリュウグウの反ぼ同じ位置にあり、後者は加熱により新たに
射スペクトルは暗く、水による弱い吸収を示生じた未同定相由来のものと考えられる。
し、加熱を受けた含水炭素質隕石とよく似て
600℃試料は、serpentine と上述の未同定相がいる[1–3]。本研究では、リュウグウ試料の初分解し、二次的な olivine, Fe-Ni メタル粒子が期分析に向け、模擬物質として、非加熱およ
形成している。非加熱および 400℃試料に比び実験加熱 Murchison 隕石粒子を用意し、放べ 600℃試料は均質であり、LAC 値の二次元
射光 X 線 CT によるリハーサル分析を行った。 プロットは、400℃試料の二つのピークの中試料として非加熱および 400℃, 600℃で 50
間点にブロードなピークを示す（Fig. 1c）。
時間加熱した Murchison 粒子（~50 µm）を用
以上のように、加熱程度の異なる含水炭素
意し[4]、Ti 針またはカーボンファイバー上に質隕石を X 線 CT 分析により見分けることが固定した。粒子はいずれも隕石のマトリクスできた。リュウグウ試料についても同様に分部分から取り出した。これらの試料について、 析し、これらの結果と比較することで、微細SPring-8 BL47XU で dual energy tomography
組織や熱履歴に関する情報を非破壊で得ら(DET)法、scanning-imaging X-ray microscopy
れると考えている。
(SIXM)法を組み合わせ、高空間分解能（~100
参考文献: [1] Watanabe et al. (2019), Science,nm）X 線 CT 撮影を行った[5]。これにより、 364. [2] Sugita et al. (2019), Science, 364. [3]
非破壊で粒子の三次元微細組織観察と構成
Kitazato et al. (2019), Science, 364. [4] Mogi et al.
鉱物の同定を行うことができる。カーボンフ(2017), The 80th Annual Meeting of theァイバー上に固定した粒子については、KEKMeteoritical Society, Abstract #6225. [5]PF BL3A で X 線回折（XRD）実験も行った。
Matsumoto et al. (2019), Sci. Adv., 5.
CT 像の解析から、非加熱 Murchison マトリ
クスは主に細粒 な serpentine と tochilinitecronstedtite intergrowth (TCI)からなり、~数 µm
サ イ ズ の forsterite, enstatite, Fe(-Ni) sulfide,calcite, magnetite を含んでいることがわかった。これらは、XRD の結果と整合的である。
DET 法によって得られた、バルク試料の X 線
吸収係数（LAC 値）の二次元プロットは、
Fig. 1. DET 法によるserpentine-cronstedtite 固溶線上のやや Mg に(a)非加熱, (b)400℃,
富む点付近にブロードなピークを示す（Fig.
(c)600℃ 加熱
1a）。XRD から、400℃試料は加熱により TCI
Murchison 試料のLAC 値二次元プロが分解していることがわかったが、見かけのット（X 線のエネル
微細組織は非加熱試料とよく似ている。LAC
ギーは 7, 7.35 keV）
値の二次元プロットは、serpentine-cronstedtite
Keywords: はやぶさ 2 初期分析, 炭素質コンドライト, 非加熱・加熱 Murchison, 放射光 X 線 CT
*Corresponding author: m_matsumoto@tohoku.ac.jp

一般社団法人日本鉱物科学会2020年オンライン年会講演要旨

R5-08X 線回折法からわかる CM コンドライトの多様性
今栄直也*（極地研・総研大）木村眞（極地研）

Variations of CM chondrites evaluated from X-ray diffraction
Naoya Imae* (NIPR, SOKENDAI)
X-ray random diffraction patterns of ten CM chondrites for various subtypes without or with secondary
shock heating have been obtained using in-plane rotation method of polished thin section. Constituent
phases are widely changed for subtype and degree of heating, and the wide variation is the striking
feature of CM chondrites, distinguishing from other stony meteorites.
はじめに CM コンドライトは炭素質コンドライ

102、石膏 100、方解石 104、などである。組織やトの化学的グループ中では最多で、水質変成作用

組成との比較を電解放出形走査電子顕微鏡(JSM-の程度が幅広いことから、その鉱物組み合わせは7100F)およびエレクトロン・プローブ・マイクロ・

多岐にわたる。さらに、2 次加熱により脱水作用をアナライザー(JXA-8200)を用いて行なった。

受けた CM も多い。含水鉱物形成反応を伴う水質
変成度(11 サブタイプ)[1]と脱水・再結晶化を伴う

結果・議論 蛇紋石は鉄に富むクロンステタイトと熱変成度(4 ステージ)[2]の組み合わせは極めて多マグネシウムに富むアンチゴライトからなりサブい(11x4=44 種)。研磨薄片の面内回転法により粉末タイプが減少すると増加する。トチリナイトは中X 線回折に類似するパターンを取得し、解析した。

間のサブタイプに多く、高いサブタイプや低いサブタイプには産出しない。かんらん石、輝石、カマ

実験 極地研の X 線回折装置(SmartLab)を用いた。

サイトとトロイライトは、低いサブタイプほど減

40kV, 40mA で発生させた CuKa 線を用いた。測定少する。これらは着目した鉱物指数の X 線回折強

範囲は 2q=3-90º である。用いた試料は 10 個の CM度から規則的にわかる。加熱を受けた試料のうち、の研磨薄片で、QUE 97990 2.6, Murchison 2.5, DOM

Y 980036 と Y 980051 は脱水しているが、JW には03183 2.5, Y-791198 2.4, QUE 99355 2.3, SCO 06043

Mg 蛇紋石が認められる。Y 980036 と Y 980051 に2.0, MET 01070 2.0, Y 980036 2.4-2.5 (II, B), Y 980051

は、熱変成を示唆する硫化鉱物組織(トロイライト

2.4-2.5 (II), Jbilet Winselwan (JW) 2.3(-2.7) (II, B)であにペントランダイトの析出物)が認められる。脱水る。サブタイプは主に[1]に基づく。カッコのロー

加熱源は短時間の衝撃加熱が組織観察から示唆さ

マ数字とアルファベットは、それぞれ[2]と[3]によれる。水質変成は母天体内部で生じた。

る加熱度を表す。Y 980036 と Y 980051 は、本研究に基づく。JW の熱変成は[4]による。着目した主な文献 [1] Rubin A. E. et al.,GCA71:2361,2007. [2]

鉱物と指数は以下である。蛇紋石 001, 002 、トチ

Nakamurra T., JMPS100:260,2005. [3] Kimura M. et al.,

リナイト 002、かんらん石 020, 130, 021, 041, 122,

M&PS46:431,2011.

140、
単斜エンスタタイト021, 220, 310、
透輝石310、

M&PS54:521,2019.

[4]

King

カマサイト 110、トロイライト 114、ピロータイト
Keywords: CM carbonaceous chondrites, serpentine, cronstedtite, tochilinite, X-ray diffraction*Corresponding author: imae@nipr.ac.jp

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A.

J.

et

al.,

R5-09シャーゴッタイト火星隕石の斜長石加熱再結晶化実験から推測する衝撃加熱の影響について
三河内 岳*（東大・総研博／院理）、識名 里沙（東大・院理）Effect of residual heat of shergottite Martian meteorites as inferred fromrecrystallization experiments of plagioclase (maskelynite)
Takashi Mikouchi* (Univ. of Tokyo), Risa Shikina (Univ. of Tokyo)

はじめに：隕石の主要構成鉱物である斜長石は強い衝撃を受けると屈折率が変化および非晶質化（マスケリナイト化）するなどその性質が特徴的に変化することから衝撃変成作用の重要な目安となっている。マスケリ
ナイトはシャーゴッタイト火星隕石に普遍的に見られるが、加熱により容易に結晶質の斜長石に戻ることが知られており、その再結
晶 化 度 は 衝 撃 圧 に 依 存 す る （ Ostertag &Stöffler, 1982）。しかし、彼らの実験では衝撃実験によって得られたマスケリナイトを加熱しており、天然とは衝撃エネルギーが著し
く異なることから（例えば、Tomeoka et al.,1999）、天然の衝撃変成試料を用いた再結晶化実験とは異なる傾向を示す可能性がある。
そこで本研究では、マスケリナイトの斜長石
再結晶化の振る舞いを明らかにするため、異なる衝撃圧を経験した 3 つのシャーゴッタ
イト（Zagami＜EET 79001＜ALH 77005 の順に衝撃圧が高いと見積もられている：Fritz etal. 2005）の加熱実験を行い、マスケリナイトの斜長石再結晶化度の評価を試みた。
試料と実験：本実験では、Zagami, EET
79001, ALH 77005 の小片（約 5 mm サイズで1 mm 厚）を、CO2-H2 ガス混合炉（logfO2=IW+2）
で 800 oC（24, 168 時間）、900 oC（1, 8, 24, 168時間）、1000 oC（1 時間）で加熱した。薄片
試料作成後、光学顕微鏡で観察し、斜長石再結晶度を評価した。鉱物組成は EPMA（JEOLJXA 8530F と JXA 8900L）で分析し、元素マップから再結晶斜長石の割合を求めた。
結果と考察：EPMA 分析によりマスケリナ
イトとその再結晶化部の元素マッピング画
像を取得したところ、斜長石の再結晶により、再結晶の起こっていないガラス部分（マスケリナイト部分）は相対的に Na、特に K が濃集し、Ca は減少していくことが明らかになった。3 種類の試料における再結晶化の結晶
粒サイズを比較すると、衝撃度が高くなるほど結晶粒が大きくなることが分かった。これは Ostertag & Stöffler (1982)と同様の結果であり、再結晶斜長石サイズの違いは衝撃圧の相対的な指標となる可能性がある。
マスケリナイトの再結晶化度を同じ加熱条件下で比較すると、2 番目に衝撃度の高い
EETA 79001 が最も再結晶化しやすく、衝撃度の一番低い Zagami が最も再結晶化しにくい結果が得られた。先行研究の Ostertag &Stöffler (1982)では、同じ加熱時間の試料では衝撃度が高いほど再結晶化度が低いことが示されていることから、本実験で得られた結果は先行研究と異なる傾向を示した。これは、より強い衝撃を受けた隕石では斜長石の原子配列が大きく乱されたものの、衝撃度の高さによる残留熱の影響も増大し、残留熱による原子配列の乱れの修復が起こっていたた
めと考えられる。
また、Ostertag & Stöffler (1982)による衝撃
実験試料の加熱実験では、高い衝撃圧を受けた試料では全く再結晶化が起こらなかったが、天然試料を用いた本実験では高い再結晶化度を示した。これは実験室実験と天然衝撃
イベントにおける衝撃エネルギーの伝播の仕方、エネルギー量に差があり、残留熱の違いによって引き起こされたものと考えられ、Takenouchi et al. (2017)のシャーゴッタイト中
黒色カンラン石の研究で指摘されている残留熱の影響を支持するものである。

Keywords: Shergottite, Maskelynite, Shock metamorphism, Reheating, Recrystallization*Corresponding: mikouchi@um.u-tokyo.ac.jp

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R5-10

ユレイライトの衝撃史と熱史について
山口 亮*（極地研），Barrat, Jean-Alix（UBO-IUEM），白井 直樹（都立大）Shock and thermal history of ureilites
Akira Yamaguchi (NIPR), Jean-Alix Barrat (UBO-IUEM), Naoki Shirai (TMU)
細粒な輝石とガラス相を含むもの、また、ほユレイライトは、主にかんらん石と輝石かとんど（>90 vol%）が粒間にガラス相を含む
らなる分化隕石で、数%の炭素鉱物を含む。
細粒な輝石の集合体からなるもの（例えばユレイライトは、内部が高温であった母天体NWA 4511）にわけられる。これらのガラスが大規模衝突で破壊されたため、衝撃変成作
相を含む細粒輝石集合体は、衝突破砕時に溶用を受け急冷されたとされる。最近の研究では、その母天体は非常に大きなもの（数百 km） 融し急冷固化したものだと考えられる。高温時に衝撃変成を受け、かんらん石よりも輝石だったとされる[1]。また、母天体内におけるのほうが融点が低いため、輝石が選択的に溶主要元素（Mg#）や同位体の不均質性が報告融したためだとされる[5]。
されている[例えば 2]。他方、衝突による揮Y 981810 には、クロマイト（数十 µm）が発性元素の同位体分別過程も報告されている[3,4]。したがって、ユレイライトの研究は、 含まれる。クロマイト中の ZnO は、コアからリムへゾーニングしている（~0.5-0.1 wt.%）。
太陽系初期の原始惑星の物質進化過程を知
このゾーニングは FeO/MnO 比と相関している上で非常に重要である。本研究ではユレイることから、かんらん石と同様、還元作用のライトの組織や鉱物組成から衝突破砕時の結果であると考えられる。
熱史を検討すると同時に、揮発性元素(特に組織および鉱物組成から得られた熱史とZn)の分別過程について検討した。
Zn 組成および同位体の関連性について検討
本研究では、12 個のユレイライトの観察おした。衝撃溶融を経験したユレイライト
よび分析を行なった。組織観察は光学顕微鏡
NWA 4511 と Y-790981 には Zn の大きな同位および FE-SEM (JEOL JSM-7100)を用い、鉱体変動（d68Zn=2.02, 1.347）が報告されており物組成の分析には EPMA (JXA-8200)およびLA-ICP-MS (CETAC LSX-213 Thermo
衝突の際の同位体変動過程の結果である可ElementXR)を用いた。
能性が高い[4]。しかし、バルク Zn 含有量
本研究で用いたユレイライトは結晶質も（~100-300 µg/g）と熱史（加熱の強さ）とのしくはモノミクト角礫岩で、主に低 Ca 輝石
明確な関係はみられない。また、Y 981810 中とかんらん石、および数パーセントの炭素鉱のクロマイトの還元リムの Zn ゾーニングは、物を含む。普通輝石を含むものもある（Y
衝撃加熱と急冷中の Zn の散逸を示すかもし
980110, NWA 3222）。かんらん石コアの Fo 組
れない。しかし、必ずしもすべてのユレイラ
成は 77.0 (ALH-77257)から 96.8 (NWA 2236)
イトにクロマイトが観察されていないので、で、それぞれの隕石中の組成はほぼ均質であ全岩の Zn の同位体組成変動は説明できない。
る。Y 981810 には副成分鉱物としてクロマイ
したがって、他の鉱物に元素分別や同位体変トを含む。
動過程が記録されていることになる。今後は、他のユレイライト同様、本研究で観察した
Zn の保持鉱物の探索と衝突破砕後の Zn の挙
ほとんどのユレイライトのかんらん石には動について検討する。
数十 µm 以下から数百 µm の幅の還元リムが発達している。これらの還元リムは、母天体
参考文献：[1] Warren P.H. (2012) MAPS 47,
破砕後の急冷と圧力降下の際の炭素鉱物と209-227. [2] Barrat J-A. et al. (2017) EPSL 478,の反応により形成したと考えられている[例143-149. [3] Moynier F. (2010) Chemical
えば 1]。
Geology 276, 374-379. [4] Brugier Y-A. et al.
それぞれのユレイライトは粗粒グラニュ(2019) GCA 246, 450-460. [5] Warren P.H. andラーな組織を持つが、輝石内部は様々な組織
Rubin A.E. (2010) GCA 74, 5109-5133.
を呈する。結晶質なもの、粗粒輝石の周囲にKeywords: Shock history, thermal history, ureilite*Corresponding author: yamaguch@nipr.ac.jp

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R5-11

H コンドライトの Ar-Ar 衝撃年代と衝撃変成組織
竹之内惇志*（極地研），角野浩史（東大），山口亮（極地研，総研大）Shock histories and Ar-Ar ages of H chondrites
Atsushi. Takenouchi* (NIPR), H. Sumino (Univ. of Tokyo), and A. Yamaguchi (NIPR, SOKENDAI)
周囲で一部観察されるのみであった。衝撃溶
隕石の衝撃変成作用は、天体衝突現象（＝固体物質の相対的な運動）を反映している。 融脈は球状の硫化鉄、丸みを帯びた珪酸塩鉱
そのため、隕石の衝突史を読み解くことで、 物片、その間を埋めるガラス質の基質で構成されており、高圧鉱物は観察されなかった。
過去の天体運動の推定が期待される。本研究
これらの隕石は中-高温ステップにおいてそ
では隕石の衝撃変成の程度や頻度の時代変
れ ぞ れ 3.835±0.007, 4.420±0.010,
化を明らかにするため、衝撃変成組織観察と4.208±0.012 Ga の Ar-Ar 年代を示した。
Ar-Ar 年代測定を合わせて行った。
Seagraves は全体でマスケリナイト化を示し、試料は東京大学総合研究博物館より配分
衝撃溶融脈中にはパイロープやワズレアイ
された６つの平衡 H コンドライト（H4：トといった高圧相が豊富に存在した。
Wellman (c)、Salaices、Ochansk、Seagraves;
Seagraves の Ar-Ar 年代は低温ステップで〜
H5: Nuevo Mercurio; H6: Ozona）を用いた。
1.6 Ga、高温で〜2.9 Gaと部分的な脱ガスを
H コンドライトは L コンドライトに比べて衝示唆するスペクトルを示した。
撃変成度は弱い[e.g., 1-2]が、＜15 億年やSeagraves は比較的強い衝撃変成作用を示
35-45 億年と幅広い Ar-Ar 年代を示す[e.g.,
すにも関わらず、Ar-Ar 年代が部分的なリセ3]ため、天体衝突現象の発生時期と衝撃変成
ットに留まっていた。これは、1.6−2.9 Ga
度の時代変化を探る上では最適な試料であの若い時代の天体衝突が低温の天体同士のる。それぞれのチップから組織観察用の薄片衝突であり、温度の上昇が限定的ですぐに急を作成し、薄片作成に用いたチップを得た同一の岩片から Ar-Ar 年代測定用の試料を得た。 冷するため、Ar-Ar 年代の完全なリセットは容易に起こり得なかったことを示唆する
組織観察は国立極地研究所の走査型電子[e.g., 5]。他の隕石の高温ステップで見ら顕微鏡（FE-SEM, JEOL JSM-7100F）を用いた。
鉱物相同定には電子顕微鏡に付属する電子
れた 3.84 Ga 以前の Ar-Ar 年代は、＞3.84 Ga
線後方散乱回折（EBSD）解析装置（AZtec,
までは比較的弱い衝撃圧で強い熱の影響を
Oxford Instruments）を使用した。Ar-Ar 年
伴う衝撃変成が頻発していたことを示唆す
代測定用の試料（21.0-26.3 ㎎）は、年代標る。これは、放射壊変や高頻度の衝突により
準の Hb3gr 普通角閃石[4]、Ar 干渉同位体補加熱された天体や、高い空隙率を持った天体
正用の合成 K2SO4 及び CaF2 と共に、京都大学による衝突が一般的であった可能性を示している。また、Ar-Ar 年代のリセットと共に複合原子力科学研究所において中性子線照弱い衝撃変成組織はかき消されると考えら射を行った。各試料で〜15 ステップの段階加れるため、Wellman (c)、Salaices、Ochansk
熱を行い、抽出・精製した Ar の同位体比をに記録されている弱い衝撃変成組織は、それ
希ガス質量分析計(modified-VG3600)により
らの中-高温ステップの Ar-Ar 年代よりも後測定することで Ar-Ar 年代を求めた。
の衝撃変成の記録であり、3.8 Ga 以降は観察・分析の結果、Nuevo Mercurio と Ozona
Ar-Ar 年代には反映されない程度の弱い天体はほとんど衝撃変成組織を持たず、それらの衝突が続いていたことを示唆する。
Ar-Ar 年代はそれぞれ 4.524±0.004 Ga、
4.488±0.007 Ga で あ っ た 。 特 に Nuevo
参 考 文 献 ： [1] 木 村 (2011) 日 本 惑 星 科 学 会 誌
Mercurio は高い空隙率を持ち、衝撃による圧
20:132-138. [2] Wang et al. (2011) Adv. in Pol. Sci. 22:81-91.
縮を全く記録していなかった。Wellman (c)、[3] Swindle et al. (2014) Archaeology to Planet. Sci.
Salaices、Ochansk はいずれも細い衝撃溶融
378:333-347. [4] Roddick (1983) GCA 47:887-898. [5]脈を含んでおり、カンラン石や輝石は波状消Stephan and Jessberger (1992) GCA 56:1591-1605.
光を示した。マスケリナイトは衝撃溶融脈のKeywords: Shock history, Ordinary chondrite, Ar-Ar age*Corresponding author: takenouchia24@gmail.com

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R5-12
MgO–SiO2 系非晶質ケイ酸塩微粒子の水質変成過程その場観察
伊神洋平（京都大学） ・ 土`山明（立命館大学／広州地球化学研究所）
山崎智也 ・ 木村勇気（北海道大学） ・ 松本恵（東北大学）

In-situ observation for aqueous alteration process of amorphoussilicate particles in the MgO–SiO2 system
Yohei IGAMI*(Kyoto Univ.), Akira TSUCHIYAMA (Ritsumeikan Univ.),
Tomoya YAMAZAKI, Yuki KIMURA (Hokkaido Univ.), Megumi MATSUMOTO (Tohoku Univ.)
始原的炭素質コンドライトから見出される非晶質ケイ酸塩は、初期太陽系から保存された
最も始原的な物質の一つと考えられるが、多かれ少なかれ母天体での水質変成の痕跡が見られる[e.g., 1,2]。しかし反応性の高い非晶質ケイ酸塩が水との接触直後にどのような変質プロセスを辿るのかはそれほど明らかでない。本研究では MgO/SiO2＝2.02, 1.15 の二種類の非晶質
ケイ酸塩(am-Fo, am-En)に対し、浸水 TEM 観察、浸水 XRD 実験、溶液の pH 測定を行い、また、乾燥した回収物も評価した。
浸水 TEM では、時間経過に伴い像のぼやけが見られた(Fig. 1)。また、水溶液の pH は上昇し、水との接触直後にはケイ酸塩からの Mg2+の溶脱が支配的に生じていると分かった。

Fig.2 am-Fo の浸水その場 XRD パターンの時間変化。◇はステージ由来のピーク。

回収物の TEM 観察においては、M-S-H は紐状またはごく小さな破片状で観察され、始原的炭素質コンドライトのマトリクス中から見出される低結晶質ケイ酸塩と極めて類似した組織を示した(Fig. 3)。このような M-S-H は初期太陽系における水の流体活動の最初の痕跡と位置付けられるもので、非晶質ケイ酸塩と区別して扱うべきである。また、M-S-H は浸水実験中だけでな
く乾燥時にも生成し、二つは化学組成と構造が僅かに異なっていた。コンドライト中にも複数の起源をもつ M-S-H が混在している可能性があり、注意深い分析から新たな情報が得られるかもしれない。

Fig.1 am-En の浸水その場 TEM 像

浸水 XRD 実験では、M-S-H [e.g., 3]と呼ばれる非常に低結晶性の粘土鉱物に類似した水
和物のピークが生じた(Fig. 2)。生成速度は amEn に比べて am-Fo のほうが 10 倍以上大きい結果であった。これは、M-S-H が非晶質ケイ酸塩から溶解・析出を経て形成しており、am-Fo の非晶質構造の不安定性、水への溶解度の高さ
が大きく影響するためと考えられる。

Fig.3 (a)am-En 実験回収物の TEM 像。(b)Acfer094 マトリクス中の非晶質ケイ酸塩（Amo, [2]を改編）【引用文献】[1] Leroux et al. (2015), GCA 170, 247.
[2] Matsumoto et al. (2019), Sci. Adv. 5, eaax5078.
[3] Roosz et al. (2015), Cement Concrete Res. 73, 228.

Key words: amorphous silicate, M-S-H, aqueous alteration, carbonaceous chondrite, in-situ experiment*Corresponding author: y-igami@kueps.kyoto-u.ac.jp

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R5-13
月面における硫化鉄の宇宙風化作用
松本徹(九州大),野口高明(九州大), 飛松優(九州大), デニス・ハリス(イエナ大), ファルコ・ランゲンホルスト(イエナ大),三宅亮(京都大),日高洋(名古屋大)Space weathering of iron sulfides on lunar soils
Toru Matsumoto*, Takaaki Noguchi, Yu Tobimatsu (Kyushu Univ.), Dennis Harries, Falko
Langenhorst (Jena Univ.), Akira Miyake (Kyoto Univ.), Hiroshi Hidaka (Nagoya Univ.)【はじめに】大気のない天体表面では主に太陽風と微小隕石衝突によって表層の物質が時間変化する「宇宙風化」が進行する。地球
外物質に残された宇宙風化の痕跡は天体表
層のレゴリスの活動や年代、揮発性元素の分布を知る指標になる可能性がある。小惑星イ
トカワの微粒子の分析から、硫化鉄表面では金属鉄のウィスカー(ひげ状結晶)の伸長が見られ、特異な宇宙風化が起きていることがわかった(Matsumoto et al. 2020)。本研究では、
イトカワと異なる天体の硫化鉄の宇宙風化を調べるため、月面から回収された砂に含まれる硫化鉄の表面組織を観察した。
【手法】アポロ 11 号,17 号により月の海から採取された大きさ 200 µm 以下の粒子を走査型電子顕微鏡(SEM: JSM-7001F)で観察し、硫化鉄を探索した。SEM による表面観察の後、11 号の試料に含まれる硫化鉄から集束イオ
ンビーム加工装置(FIB: FEI Helios NanoLab
G3 CX)を用いて超薄切片を切り出し、透過型
電 子 顕 微 鏡 (TEM: Tecnai G2 FEG, JEM3200FSK, JEM-ARM200F)で切片を観察した。
【結果と考察】SEM 観察の結果、11 号,17 号の両試料ともに硫化鉄の表面は多孔質であり、金属鉄ウィス
カーが伸長している様子が見られた。TEM で観察した硫化鉄は 2C 型の Troilite と非整数型の超構造をもつ NC pyrrhotite で構成されていた。これらは NiAs 型の基本構造を共有し、(001)面方向に沿った離溶組織を呈していた。
硫化鉄表面は c 面方向に伸びた孔に覆われており、内部には微小な泡が分布していた。泡構造は太陽風(主に水素とヘリウム)が蓄積して形成したと推定される。表面から深さ約100 nm 程度に及ぶ範囲では結晶構造の乱れが観察された。この領域の電子線回折図形はNiAs 構造(1C)に由来する回折斑点が支配的であり、c 軸方向にその 2 倍の単位格子をもつ 2C 構造の回折斑点は消えていた。この特徴は、太陽風の打ち込みによって長距離の結晶構造の秩序が乱れた結果だと考えられる。
また最表面の Fe/S は高い値を示した。この原因として、太陽風の打ち込みによる原子の弾
き出しや太陽風水素との化学反応、衝突加熱によって硫化鉄表面から硫黄が選択的に失われたことが考えられる。硫化鉄から伸張した金属鉄ウィスカーは bcc 構造を持ち、ほぼ単結晶で構成される場合と、{011}面を共有した多結晶で構成される場合が見られた。金属鉄ウィスカーは硫化鉄表面の過剰となった鉄原子から成長したと推定される。
月粒子の硫化鉄表面における硫黄の消失
や金属鉄ウィスカーの存在はイトカワ粒子の硫化鉄の特徴と同じであることから、大気のない太陽系の天体において、硫化鉄の宇宙
風化はおよそ共通の変成過程を辿ることが示唆される。表面積が広い細粒の月の砂は岩石試料に比べて重い硫黄同位体に富むことが知られており、これは硫化鉄の宇宙風化に起因すると予想されてきた。本研究から推定される硫化鉄からの硫黄の消失過程には、硫黄の同位体分別作用を伴う可能性があり、この仮説を支持する。

Keywords: space weathering, iron sulfides, iron metal, whisker, lunar soil
Corresponding author: matsumoto.toru.502@m.kyushu-u.ac.jp

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R5-14微小試料の反射スペクトル測定 :
炭素質コンドライト隕石微小片と南極微隕石
高瀬

美菜子(九大・院理), 野口 高明(九大・基幹), 松本 徹(九大・基幹),
Pierre Beck (IPAG, グルノーブル・アルプ大), 山口 亮 (極地研)

Reflectance spectroscopy of fine-grained samples:
Fragments of carbonaceous chondrites and Antarctic micrometeorites
M. Takase*, T. Noguchi, T. Matsumoto (Kyushu Univ.), P. Beck (IPAG), R. Yamaguchi (NIPR)
はじめに: 地球に落下する宇宙塵の主な起源として C-complex 型小惑星, P・D 型小惑星,
彗星が示唆されている (e.g. Vernazza et al.
2015)。微小な IDPs や南極微隕石の拡散反射
スペクトル測定はこれらの起源を検討する際に重要であるが, Bradley et al. (1996)以外は
ごく最近まで行われていなかった。我々は隕石微小片を用いて可視光拡散反射スペクト
ルの測定方法を検討し, 炭素質コンドライ
ト隕石の微小片といくつかの南極微隕石の反射スペクトル測定と比較を行った。
試料と方法: 顕微拡散反射スペクトル測定
は, Bradley et al. (1996)と同様に暗視野対物レ
ンズを使用し, 入射角 45°, 反射角 0°で測定した。ハロゲンランプを光源として Lambda
Vision 製 SA-100S-PK1 分光器で波長域 420 900 nm の拡散反射スペクトルを測定し, ス
ペクトラロンを標準試料とした。 直径 30µm 以下の Ivuna (CI1), Orgueil (CI1), Mighei(CM2), Murchison (CM2.5), ALH83100(CM1/2), Renazzo (CR2), GRO95577 (CR1),
Tagish Lake (C2 ungrouped)隕石のマトリック
ス片 10 粒, 直径 12-64 µm の南極微隕石８粒を各々スライドガラスの上に載せて分析した。試料表面に焦点を合わせて 3-15 回測定
し, 平均値を求めた。暗視野対物レンズの照射域よりも十分に大きな隕石試料をバルク試料として, 隕石毎に 10 回測定し, その平均値を求めた。
結果と議論: 炭素質コンドライト隕石の微小試料は, 420-800 nm 付近ではバルク試料とよく似たフラットなスペクルが得られた。
Orgueil, Mighei, ALH83100, Tagish Lake 隕石の微小試料では 800-850 nm 以降で反射率が低下する傾向が見られた。Maupin et al. 2019
ではこの低下は対物レンズの色収差の影響を推定しているが, 低下率が一様でなないため, 他の要因も検討中である。
CI コンドライトの場合, 500 nm 付近に弱い吸収帯が見られた。Cloutis et al. (2011)は 500
nm 付近の吸収帯を磁鉄鉱によるものだとしており, それと矛盾しない結果である。CM
コンドライトの反射スペクトルは, 700 nm 付
近のブロードな吸収帯が他の隕石よりも顕著に見られた。これは Fe²⁺- Fe³⁺の電荷移動遷移による吸収帯 (e.g. Cloutis et al., 2011)だと考えられる。Renazzo, GRO95577 のスペクト
ルはそれぞれ Mighei, ALH83100 と似た。CR,
CM コンドライトは似た水質変質のバリエーションがあること (e.g. Brealey et al., 2006)を反映している可能性がある。
南極微隕石の拡散反射スペクトルは 700750 nm 付近の反射率が 14%近くに達するものや, 450-850 nm の広範囲でフラットな反射率 (3%程度)を示すものなど多様であった。
Keller and Messenger (1997) の 測 定 し た
L2011*B2 に似たスペクトル形状を持つものも存在した。なお, 特に高い反射能を持つものは数 µm かそれ以上の大きさを持つ輝石やカンラン石を含んでいた。また, 隕石微小片で見られた Fe²⁺- Fe³⁺電荷移動由来の吸収帯は認められなかった。こうした違いは両者の原材料や炭素質コンドライト隕石と南極微隕石の水熱変成の程度の違いに起因する可能性がある。今後は分析数を増やし鉱物学的特徴との対応関係を検討する予定である。

Keywords : reflectance spectra, carbonaceous chondrite, Antarctic micrometeorite*Corresponding author : takase.minako.231@s.kyushu-u.ac.jp

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R5-15タイプ３普通コンドライトの衝撃回収実験
宮原正明*，枝長潤之介（広島大・理），山口亮（極地研），小林敬道（NIMS），関根利守（大坂大学・理），中村綾花（広島大・理）Shock and recovery experiments of type 3 ordinary chondrites

Masaaki Miyahara*, Junnosuke Edanaga (Hiroshima Univ.), Akira Yamaguchi (NIPR), Takamichi
Kobayashi (NIMS), Toshimori Sekine (Osaka Univ.), and Ayaka Nakamura (Hiroshima Univ.)
Shock and recovery experiments of H3 and L3 ordinary chondrites were conducted in theshock pressure range of 11–43 GPa to reproduce shock-induced melts and deformed chondrules. As aresult, shock-induced melting occurs above 11 GPa at least. There is a positive relationship between
shock pressure and the aspect ratios of chondrules.
１．はじめに普通コンドライトには非平衡組織を持つ用いた。
３．結果と考察

岩石学 Type 3，熱変成作用による平衡組織

出発物質である ALH-78084 H3 と Y-793375を持つ岩石学 Type 4–6 がある。この内，岩L3 のコンドリュールのアスペクト比はそれ

石学 Type 3 は普通コンドライト母天体の表

ぞれ 1.19 と 1.22（中央値）であった。衝撃層を構成していたと考えられている。

実験後回収された全ての試料で溶融組織がMiyahara et al. (2020)は母天体の破壊見つかった。溶融組織はシリケイトの樹枝状プロセスを解き明かす為，岩石学 Type 3–6結晶と Fe-Ni-FeS のユーテクチック組織をに存在する衝撃溶融組織と高圧相の調査を示す球体で構成されていた。即ち，タイプ３

行った。その結果，岩石学 Type 3 にも衝撃

普通コンドライトは少なくとも 11 GPa の衝溶融組織と高圧相が存在することが判明し撃圧でも衝撃溶融が起きることを意味する。

た。また，衝撃溶融組織を含む岩石学 Type 3

コンドリュールのアスペクト比は，ALH-の試料ではコンドリュールが扁平状である

78084 H3 と Y-793375 L3 のいずれにおいてことに気付いた。

も衝撃圧の上昇と共に大きくなった。つまり，そこで，本研究では岩石学 Type 3 普通コ

コンドリュールの塑性変形が衝撃変成作用

ンドライトのコンドリュールの塑性変形とにより起きている。衝撃圧とコンドリュール

衝撃溶融の再現を試みるため，衝撃回収実験のアスペクト比は一次式で近似できる。ALH-を行った。

78084 H3 と Y-793375 L3 では一次式に顕著

２．実験試料と実験手法な違いはなく，アスペクト比の変化はコンド

ALH-78084 H3 と Y-793375 L3 の厚さ 1.5

リュールサイズには依存しない。また，炭素mm の両面研磨チップを作製した。このチッ質コンドライトの衝撃実験結果も考慮する

プから超音波加工装置を用いてφ12 mm のデと，非平衡コンドライトでは衝撃圧とアスペ

ィスク試料を打ち抜き，SUS304 のコンテナ

クト比の一次式に明確な差異はない。

に封入した。衝撃銃実験は NIMS に設置された一段式火薬銃を使用した。衝撃圧はインピ

引用文献ーダンスマッチング法で求めた。衝撃銃実験[1] Miyahara M. and 8 authors, 2019. Can high-は衝撃圧 11–43 GPa の範囲で行った。衝撃実

pressure験後，コンテナを切断し，鏡面研磨した後に

chondrite parent-body breakup? JpGu Meeting

FE-SEM で組織観察を行った。コンドリュー

2019, abstract: PCG22-03.

polymorphs

clarify

ルのアスペクト比計測は画像解析ソフトを
Keywords: Shock experiment, type 3 ordinary chondrite, chondrule, flattening, melting
Corresponding author:
miyahara@hiroshima-u.ac.jp
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anordinaryR6-01
ジルコン U-Pb 年代とチタン濃度の同時定量分析：
大崩山花崗岩体への適用
伊藤大智(山形大)*，石橋梢（山形大），坂田周平（東京大・地震研），
横山立憲（原子力機構），小北康弘（原子力機構），
八木公史（蒜山地質年代学研究所），大野剛（学習院大），湯口貴史（山形大）

Simultaneous determination of zircon U–Pb age and titanium
concentration using LA-ICP-MS: A case study of the Okueyama granite,
Kyusyu, Japan.
Daichi Ito (Yamagata Univ.)*, Kozue Ishibashi (Yamagata Univ.), Shuhei Sakata (Tokyo Univ.),
Tatsunori Yokoyama (JAEA), Yasuhiro Ogita (JAEA), Koshi Yagi (Hiruzen Institute for Geology andChronology Co., Ltd.), Takeshi Ohno (Gakushuin Univ.), Takashi Yuguchi (Yamagata Univ.)
本研究では，3岩相から構成される大崩山花

ンガスとして用いた，それにより，プロダクトイオ

崗岩体（黒雲母花崗岩・ホルンブレンド黒雲母

ンとして48Ti16O+が生成され，m/z比を変化させ，

花崗岩・ホルンブレンド黒雲母花崗閃緑岩）に

干渉イオンの除去が可能となる．

対して，ジルコンのカソードルミネッセンス像観分析の結果，大崩山花崗岩の3岩相におい察に基づく成長構造の分類およびレーザーアてU-Pb年代およびチタン濃度が得られ，年代値

ブレーション試料導入を備えた誘導結合プ

は大崩山花崗岩体の既存研究や新規に所得しラズマ質量分析法（LA-ICP-MS）による同一分

た黒雲母K-Ar年代と整合的であった．黒雲母

析地点におけるジルコンU-Pb年代およびチタン

花崗岩の試料から14.6 ± 1.1 Maから11.8 ±濃度の同時定量分析を実施した．U-Pb年代か

1.3 Maの年代値，2.1 ± 0.1 ppmから27.9 ± 1.

らはジルコンの結晶化年代，チタン濃度からはT

4 ppmのチタン濃度を得た．チタン濃度から得i-in-zircon温度計を用いることで結晶化温度をられた結晶化温度は，620-850℃を示した．

導出できる．この結果から大崩山花崗岩体の温得られた温度・時間履歴では，岩相間でマグ

度・時間履歴（冷却プロセス）を論じた．このようマの冷却プロセスに大きな差異は認められず，に得られる冷却プロセスは隆起・侵食史の解明

ジルコンの冷却温度から黒雲母のK-Arの閉鎖にも寄与する．

温度までマグマ溜まりの急冷が生じていることがLA-ICP-MSによる分析には学習院大学のN解明された．

d:YAGレーザーアブレーション装置(NWR-213)

謝辞：本研究は，経済産業省資源エネルギ

およびトリプル四重極ICP-MS (Agilent8800)をー庁委託事業「平成31年度高レベル放射性廃組み合わせたものである．本研究では分析条件

棄物等の地層処分に関する技術開発事業（地48+を検討し， Ti が同じ質量電荷比（m/z比）のイ

質環境長期安定性評価技術高度化開発）」のオンとの干渉を防ぐために，O 2 ガスをリアクショ

成果の一部である．

Keywords:zircon, U-Pb age, Ti-in-zircon thermometer, CL image, LA-ICP-MS, Okueyama granite.
*Corresponding author: daichi1219861111@yahoo.co.jp

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R6-02
スペイン、EL Hoyazo 火山の岩石学的研究：
深部由来マグマの証拠
伴雅雄・樋渡日和（山形大）・Antonio M. Álvarez-Valero（サラマンカ大）・Leo M.
Kriegsman（ナチュラリス生物多様性センター）・佐藤初洋（山形大）

Petrological study of El Hoyazo volcano, Spain: Traces of magmas fromdeeper parts
Masao Ban*・Hiyori Hiwatashi (Yamagata Univ.)・Antonio M. Álvarez-Valero (Salamanca Univ.）
・
Leo M. Kriegsman (Naturalis Biodiversity Center)・Motohiro Sato (Yamagata Univ.)

We performed petrologic and geochemical studies of the dacites of the El Hoyazo volcano andfound the evidence of mafic magmas ascended from deeper parts.
El Hoyazo volcano is the Neogene acid volcano South Spain. The rocks are dacites having
plagioclase, quartz, amphibole, and pyroxene phenocrysts in hyalo-ophitic textured groundmass.
Based on the chemical compositional and the textural features, the rocks were formed by mixing
mainly of three magmas. These are (i) high-SiO2 dacites with An-poor (<50%) plagioclase and Mgpoor biotite; (ii) high-SiO2 andesites with intermediate-An (50-70%) plagioclase and intermediateMg biotite; and (iii) an andesitic magma with An-rich (>80%) plagioclase, Mg-rich pyroxene, andmagnesio-hornblende. These would consist a zoned magma chamber in shallow crust.
We found the traces of the mafic magmas, which injected the stratified magma chamber fromdeeper parts. The traces of the mafic magmas include (1) mafic inclusions displaying quenchedtextures, (2) crystal clot type inclusions composed of An-rich plagioclase, Mg-rich pyroxene, andphlogopite, (3) heterogeneous pyroxene phenocrysts, (4) tschermakitic hornblendes. Some of thepyroxenes and hornblendes have sieved textured rim. The compositional variations of the crystals
in the inclusions, the pyroxenes, and the hornblendes indicate the mafic magmas were differentiatedduring ascent by fractionating the crystals. The most early crystalized hornblende shows the
crystallization depth deeper than ca. 15 km. The preservation of the sieved textured rims indicatethat the mafic magma would inject to the shallow chamber short time before the eruption.
Keywords: magmas from deeper part, mafic inclusion, crystal clot type inclusion, high-P hornblende, El Hoyazo
volcano*ban@sci.kj.yamagata-u.ac.jp

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R6-03モンゴル，ハンガイ山地第四紀ハルグイット火山における溶岩流の定置過程
大場 司・星出隆志・近藤恵太・ナツァグドルジ ムンフエルデネ(秋田大学)・井村 匠（山形大学）

Emplacement process of Plateau lava from the Quaternary
Harguit volcanoe, Khangai Mountains, Mongolia
Tsukasa Ohba*, Takashi Hoshide, Keita Kondo, Natsagdorj MunkhErdene (Akita Univ)
Takumi Imura (Yamagata Univ)
Emplacement process of the plateau lava from Harguit volcano, Central Mongolia, wasinvestigated from the vertical vesicle distribution of the lava and a one-dimensional coolingmodel calculation. The temperature of lava was estimated at 1150C based on the olivinecpx geothermometer. The upward fining of vesicle cannot be explained by cooling of a static
emplaced lava. While a surface solid crust was developing by cooling, lower fluid magma
is replenished by new vesicle-bearing magma. Bubbles trapped in the viscous boundary
layer coalesced to become larger and the final size is larger in the lower part than upper
part as the duration of the layer is longer in the lower lava.
1．まえがき中央モンゴル後期更新世～完新世ハルグイット火山の粗面玄武岩質安山岩質溶岩の定置過程を検討した。本火山は我々が最近発見した火山であり，台地状溶岩と火砕丘からなる。溶岩流は 33km2 にわたり広がっており，縄状構造等の表面構造を有し，かつ表面はブロック化する Rubbly pahoehoe
lava の惨状を呈する。溶岩台地上に密にTumuli が発達し，頂部クレフトを中心に溶岩ブロックが崩落している。ここでは，溶岩台地北部の 3 地点での溶岩断面の観察を中心に，定置過程について検討した。
2．岩石学的特徴
台地状溶岩を構成する岩石は，かんらん石，普通輝石，斜長石斑晶を含むミュジア
ライトである。かんらん石と単斜輝石斑晶
それぞれのリム化学組成を用い，Loucks(1996)のかんらん石-単斜輝石温度計により
約 1150℃の結果が得られた。
3

気泡分布
3 地点において，溶岩断面の気泡の垂直分布を測定した。溶岩基底は確認できず，
溶岩中～上部のみ露出している。いずれのKeywords: Mongolian volcano, Plateau lava,
Vesicle distribution, Cooling process

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地点も上部数十 cm は気泡分布には垂直変化が乏しく，系統的変化が認められない。
その下に気泡の数密度が低く径が大きいゾーンが認められる。一地点では，露頭基底では気泡をほとんど含まない。
4

定置溶岩の一次元冷却と気泡上昇
厚さ 5m と仮定し，1150℃の溶岩が定置した場合の冷却固化と気泡上昇の関係を計算したところ，約 2 週間で全体が固結する結果となった。1ｃｍ以上の気泡は即座に溶
岩表面付近へ濃集するか表面から抜けだ
し，1-10mm の気泡は大きいほど上部に集まる級化構造を示し，1mm 未満の気泡はほぼ分級しない。また，冷却中は表面の固体
殻と下部低粘性溶岩の間に高粘性の境界層が生じ，そこに気泡が封じ込められる。
5

解釈
計算から導かれる気泡分布構造と実際の観察は異なる。これは，定置した溶岩によるものではなく，固体殻の下に気泡を含む溶岩が連続的に流入した結果生じたものと考えられる。気泡のサイズ分布は，高粘性境界層での気泡のトラップと合体により説明できる。下部では境界層の存在時間が長
いため，気泡が合体成長できたと考えられる。

R6-04
中部日本土岐花崗岩体に生じる熱水変質作用―炭酸塩鉱物の産状区分に基づく CL 像観察と化学的特徴―
初川悠・中島和夫・湯口貴史（山形大）

Hydrothermal alteration in the Toki granitic body, central Japan: Observation for cathodoluminescence patterns and chemical
characteristics of carbonate minerals in terms of their petrographicalclassification Haruka Hatsukawa*・Kazuo Nakashima・Takashi Yuguchi (Yamagata Univ.)
中部日本の土岐花崗岩体では，温度低下に境界の産状に基づいて細分される．

伴って，1. 黒雲母の緑泥石化，2. 斜長石の変CL 像観察では，塊状と脈状の炭酸塩鉱物

質，3. 炭酸塩鉱物の晶出の順で，熱水変質プのどちらも輝度の明暗差が存在し，特に塊状ロセスが進行することが報告されている（西炭酸塩鉱物はリム部分の輝度が高く，CL 像

本ほか, 2008; Nishimoto and Yoshida, 2010)．本の輝度の明暗と BSE 像の濃淡が一致してい研究では熱水変質プロセスの最終段階にあた．一方，脈状炭酸塩鉱物は一部で縞状の輝たる「3. 炭酸塩鉱物の晶出」に着目し，熱水度の明暗分布が見られた．

－鉱物間の定量的な物質移動の解明を目的

EPMA 分析では微量成分含有量が CL 像のとする．ここでは炭酸塩鉱物の産状分類とそ

輝度の明暗差に依存していた．高輝度域には，れに基づく微量含有成分や CL（カソードル

塊状の炭酸塩鉱物では Mn, Fe 含有量が多く，ミネッセンス）像の特徴を報告する．

脈状の炭酸塩鉱物では比較的 Sr 含有量が多土岐花崗岩体は岐阜県東濃地域の土岐市

い傾向が見られた．今後はデータの拡充を図～瑞浪市にわたって露出する深成岩体でありつつ，空間的な位置関係等の議論を加えてる．試料は瑞浪超深地層研究所内 06MI03 号

熱水－鉱物間の物質移動の検討を行う．

坑の深度 500m から採取された．
偏光顕微鏡による鏡下観察に基づいた炭酸塩鉱物の産状区分と SEM-CL 像観察による炭酸塩鉱物の成長様式の把握，EPMA による微量成分の定量分析を行った．その結果，産状区分では，炭酸塩鉱物の形状から塊状と

図 1 塊状（左図）と脈状（右図）の炭酸塩鉱

脈状に大別され（図 1），さらに周辺鉱物との物の SEM 像

Key words: Carbonates, Petrographical classification, Cathodoluminescence, Minor elements, EPMA, Mass transfer*Corresponding author: ksjars1214@yahoo.co.jp

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R6-05高速拡大海嶺の下部地殻マグマ溜まり構造―オマーン国際陸上科学掘削孔 GT1A・GT2A のコア試料解析結果より
海野

進・普代貴大・草野有紀・石塚治・田村明弘・森下知晃

The structure of lower crustal magma chamber below a fast-spreading
ridge ― Insight from the core analyses of the Oman ICDP drill hole
GT1A & GT2A
S. Umino*, T. Fudai, Y. Kusano, O. Ishizuka, A. Tamura, and T. Morishita

The ICDP Oman Drilling Project drilled the lower crustal section of the Oman Ophiolite in Wadi
Gideah, north of Ibra and recovered 400 m long cores each from Hole GT1A and GT2A. We
describe the microstructures and estimate the amount of trapped melt in the lower crustal gabbro
samples and discuss the conditions of magmatic and hypersolidus deformation that operated in thelower crustal magma chamber beneath the Oman paleoridge axis.
Cored samples are predominantly olivine gabbros with deformed olivine aggregates andclinopyroxene with quarter structures embedded in granoblastic plagioclase and large euhedral
plagioclases with resorbed turbid cores. These textures suggest deformation under the presence ofmelt, which assisted complete recovery of strain through recrystallization of fine-grained
plagioclase and overgrowth of euhedral rims around magmatic plagioclase cores. Poikilitic andophitic clinopyroxene occur sporadically throughout the holes, which are commonly present in theupper gabbros. Hypersolidus deformation structures are present irrespective to depth.
The lower GT1A and higher GT2A sections range in whole-rock Mg#s of 72-83 and 68-79,
respectively. The lowest Mg#s overlap those of the sheeted dikes above. The whole-rockcompositions are mainly controlled by accumulation of plagioclase, olivine, clinopyroxene andinterstitial melts. The lower whole-rock Mg# and higher REEs and HFSEs of GT2A suggest larger
amounts of trapped melt at stratigraphically higher levels. The amounts of trapped melt were
estimated by LREE concentrations in the clinopyroxene cores, and by assuming LREE abundancein trapped melts to be equivalent to that of the sheeted dikes. Mass balance calculations yield theamount of trapped melt in gabbros to be 5 to 10 mass% in general and 25 mass% at most.
Poorly developed modal layering, common hypersolidus deformation, ubiquitous zoned cumulus
minerals and common ophitic clinopyroxenes as well as the amount of trapped melt >5 mass% are
all characteristics of foliated gabbros. In addition to this, field observations of the gabbros in Wadi
Gideah show poorly develop modal layering but foliation defined by shape-preferred orientation ofclinopyroxenes in the stratigraphic levels including both GT1A and GT2A holes. We concluded
that both GT1A and GT2A holes sampled the thick foliated gabbros in Wadi Gideah section, which
crystallized on the axial melt lens floor and were transported downward in the lower crust.
Keywords: Oman ICDP, GT1A&GT2A, magma chamber, fast-spreading ridge, foliated gabbro* sesumin@staff.kanazawa-u.ac.jp

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R6-06
ジルコンの U-Pb 年代とチタン濃度の同時取得：黒部川花崗岩体，土岐花崗岩体，遠野複合深成岩体を用いたアプローチ
石橋梢（山形大），坂田周平（東京大・地震研），横山立憲（原子力機構），
伊藤大智（山形大），小北康弘（原子力機構），
八木公史（蒜山地質年代学研究所），大野剛（学習院大），湯口貴史（山形大）

Simultaneous determination of zircon U–Pb age and titanium
concentration using LA-ICP-MS: Case studies of the Kurobegawa
granite, the Toki granite and the Tono plutonic complex.
Kozue Ishibashi* (Yamagata Univ.), Shuhei Sakata (Tokyo Univ.), Tatsunori Yokoyama (JAEA),
Daichi Ito (Yamagata Univ.), Yasuhiro Ogita (JAEA), Koshi Yagi (Hiruzen Institute for Geology andChronology Co.,Ltd.), Takeshi Ohno (Gakushuin Univ.), Takashi Yuguchi (Yamagata Univ.)
本研究では，ジルコンの U-Pb 年代とチタン濃Ma，遠野複合深成岩体：127.41 ± 7.39 Ma から度の同時定量分析手法を構築し，その手法を110.23 ± 6.46 Ma）．チタン濃度の定量では，濃黒部川花崗岩体・遠野複合深成岩体・土岐花

度が低いことが原因で，黒部川花崗岩体で全崗岩体に適用し，手法の妥当性と温度・時間履

23 点中 20 点，土岐花崗岩体で全 26 点中 10

歴を論じる．U-Pb 年代からはジルコンの結晶化点が定量下限を下回る値を示した（定量下限：

年代，チタン濃度からは結晶化温度を導出する

1.92 – 3.35 ppm，ガスブランク値の標準偏差のことができる．結晶中の同一地点から得られた10 倍として計算）．一方，遠野複合深成岩体は

年代・温度の情報をカソードルミネッセンス像観

他 2 岩体よりもジルコンのチタン濃度が高く，全察から推測される内部構造と関連付けることで，25 点中定量下限を下回ったものは 1 点のみで単一のジルコンから岩体の温度・時間履歴（冷あった．

却プロセス）を議論することができる．このように各岩体の年代値は既存研究のデータと整合得られる冷却プロセスは隆起・侵食史の解明に的であった．また，遠野複合深成岩体から得らも寄与する．

れた温度・時間履歴は，約 900 ℃から 620 ℃

レーザーアブレーション試料導入を備えた誘へ急冷する挙動を示した．

導結合プラズマ質量分析法（LA-ICP-MS）によ

このようにチタン濃度が十分に高いことが期る分析には，日本原子力研究開発機構東濃地

待できるジルコンにおいては，本研究の分析条

科学センターの Analyte G2（エキシマレーザー）

件で U-Pb 年代とチタン濃度の同時定量が可能

及び Agilent7700（四重極型 ICP 質量分析装置）

である．

49

を用いた． Ti を分析対象とすることで，同じ質謝辞：本研究は，産業省資源エネルギー庁

量電荷比（m/z 比）をもつイオンの干渉を防ぎチ委託事業「平成 31 年度高レベル放射性廃棄物

タン定量の信頼性を確保した．
分析の結果，U-Pb 年代は全ての分析点において年代値を取得することができた（黒部川花崗岩体：8.88 ± 1.20 Ma から 0.45 ± 0.35 Ma，土等の地層処分に関する技術開発事業（地質環
境長期安定性評価技術高度化開発）」の成果の一部である．

岐花崗岩体：80.72 ± 5.11 Ma から 69.41 ± 7.29
Keywords: zircon, U-Pb age, Ti in zircon thermometer, CL image, LA-ICP-MS*Corresponding author: s191501m@st.yamagata-u.ac.jp

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R6-07東北日本弧，磐司岩火山岩類の K-Ar 年代
岩田尚能*・石井六夢・沼宮内信・齋藤和男（山形大学理学部）

K-Ar dates of Banji-iwa Volcanic Rocks, northeastern Japan Arc
IWATA, Naoyoshi*, ISHII, Mutsumu, NUMAKUNAI, Makoto and SAITO, Kazuo (Yamagata Univ.)
We measured K-Ar dates of volcanic rocks from Banji-iwa Volcanic Rocks. K-Ar dates of stages I andII volcanic rocks, Daitodake, Senoharayama, Yamagata Kamurodake, Minamiomoshiroyama andKoazumadake are ca.2.0–1.5 Ma, ca.2.0–1.4 Ma, ca.1.8–1.6 Ma, ca.2.0–1.6 Ma, ca.1.6 Ma and ca.1.8
Ma, respectively. K-Ar dates of the Banji-iwa Volcanic Rocks range from ca.2.0 Ma to ca.1.4 Ma. No
apparent date differences are presented between eruptive stages of the Banji-iwa Volcanic Rocks.
磐司岩火山岩類は山形県－宮城県境付近

1.5 Ma の年代値が得られた．III 期噴出物のに位置する単成火山と複成火山の複合体で，大東岳火山岩類からは約 2.0–約 1.4 Ma，瀬のデイサイト～安山岩質の溶岩および火山砕

原山火山岩類からは約 1.8–約 1.6 Ma，山形神

屑岩からなる．山本・石川（2006）は磐司岩

室岳火山岩類からは，約 2.0–約 1.6 Ma，南面

火山岩類の詳細な地質学的・岩石学的研究を

白山溶岩円頂丘からは約 1.6 Ma，小東岳溶岩行い，磐司岩火山岩類の活動を，水中での火円頂丘からは約 1.8 Ma の年代値が得られた．

山活動で特徴付けられる I 期・II 期と，陸上

磐司岩火山岩類の K-Ar 年代値は約 2.0－約での複成火山および溶岩円頂丘の形成で特1.4 Ma の範囲に分布し，形成期が異なること徴付けられる III 期の，3 つの形成期に分類しによる明確な年代差が見られないことが明た．I～III 期の各期間の境界に時間間隙は認らかになった．

められていないとしている．磐司岩火山類の

引用文献

放射年代値は，三村（2001）が報告した K-Ar

三村弘二（2001）東北日本火山フロントに沿年代（1.67 Ma，神室岳）のみが得られている．

う七ツ森火山岩，神室岳及び青麻火山の磐司岩火山岩類の火山岩試料に対して K-

K-Ar 年代，地質調査研究報告，52，309-

Ar 年代測定を行った．I 期噴出物北太郎川溶

313．

岩からは約 1.5 Ma の年代値が得られた．II 期

山本裕朗・石川賢一（2006）東北本州弧，磐噴出物磐司岩火山砕屑岩部層からは約 1.5

司岩火山岩類の地質と岩石，岩石鉱物科

Ma，カブト岩火山砕屑岩部層からは約 2.0–約

学，35，53-69．

Keywords: K-Ar dates, Banji-iwa Volcanic Rocks, Northeastern Japan Arc,
*Corresponding author: iwata@sci.kj.yamagata-u.ac.jp

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R6-08北上山地, 堺ノ神深成岩体の形成プロセスの解明：岩石学的研究による貫入定置プロセスの空間的解釈
鈴木哲士・浅井信夫・中島和夫・湯口貴史（山形大学）

Intrusive and emplacement processes of the Sakainokami plutonic bodyin the Kitakami Mountains, NE Japan
Satoshi Suzuki*, Nobuo Asai, Kazuo Nakashima, Takashi Yuguchi (Yamagata University)
北上山地の地質構造は中・古生界の堆積岩

Hama (1976)の定義を踏襲する．

類とそれを貫く火成岩類で構成される(生出一方，C 岩相は C1

ほか, 1989)．また，北上山地の深成岩類は，と C2 に細分すること

岩相変化に富み，斑レイ岩～花崗岩まで広いができる．C1 は C 岩

分布を持つことで特徴付けられる（片田ほか,

相の中央に位置し，

1971）．研究対象である堺ノ神深成岩体は，C2 は C1 を取り囲む

複雑な岩相変化を示すことが報告されておように周縁部に位置り(Kato and Hama, 1976) ，堺ノ神深成岩体はする（図 1）．また，C2

北上山地のミニチュアモデルとして捉えるに比べ C1 の方が優白ことができる．本報告では，堺ノ神深成岩体質（C1:SiO2 量が 65の貫入・定置プロセスの解明のために，岩石

wt.%以上，C2:56～60

記載や全岩化学分析の結果から岩相区分のwt.%: 図 2）である．

再検討を行う．

さらに B・C 岩相中に

堺ノ神深成岩体は Kato and Hama (1976)にいずれの岩相の特徴

図 1 堺ノ神深成岩体の岩相図

よって，野外調査と鏡下観察から 3 つの岩相にもあてはまらないSiO2に分類され，その形成は分別結晶作用による岩相が確認され，新たことが論じられている．本研究では貫入・定に D 岩相を定義した

置プロセスの空間的な解釈を行うために，全（図 1）．D 岩相の特120 個の試料を採取した．
得られた試料から，

徴としては斜長石と薄片観察に基づく岩石記載（モード），全岩

角閃石に富み（モード

化学組成の取得を行った．その結果，Kato andで 90 vol.%以上），全Hama (1976)の岩相区分を再検討する必要が岩化学組成で SiO2 量生じた．Kato and Hama (1976)は本岩体を黒は 46 ～53 wt.%を 示

雲母含有両輝石普通角閃石斑レイ岩（A 岩

す．また，野外調査で相）， 黒雲母普通角閃石モンゾ斑レイ岩～閃の貫入関係や各岩相

緑岩（B 岩相），黒雲母普通角閃石花崗閃緑

の出現鉱物，全岩化学組成から A 岩相から岩（C 岩相）に分類した．岩石記載や全岩化

D 岩相の順に貫入が生じたことが推定され学組成の結果から，A・B 岩相は Kato andる．

Keywords: Sakainokami plutonic body, Crystallization differentiation, lithofacies*Corresponding author: s191508m@st.yamagata-u.ac.jp

一般社団法人日本鉱物科学会2020年オンライン年会講演要旨(Wt.%))

図 2 SiO2 量の空間的分布

R6-09カソードルミネッセンス像およびチタン濃度定量による石英の結晶化プロセス解明：大崩山花崗岩体を例に
渡邊みのり(山形大)＊，加藤丈典(名古屋大)，小北康弘(原子力機構)，
湯口貴史(山形大)

Crystallization process of quartz deduced from cathodoluminescencepatterns and titanium concentration: Case study of the Okueyama granite
Minori Watanabe (Yamagata Univ.)*, Takenori Kato (Nagoya Univ.), Yasuhiro Ogita (JAEA),
Takashi Yuguchi (Yamagata Univ.)
石英は珪長質な深成岩に普遍的に産出す持つ内部構造がしばしば観察される．石英のる鉱物であり，石英の結晶化プロセスの解明

Ti 濃度は 17 ± 11 ppm から 382 ± 10 ppm

はマグマ溜まりの冷却過程の解明に寄与すの幅を有し，全点の加重平均は 93 ± 11 ppm

る．本研究ではカソードルミネッセンス(CL)（N =148）となった．ルチルが産出するためパターンと微量に含有されるチタン(Ti)濃度

TiO2 の活動度を 1 と仮定し，TitaniQ 地質温を組み合わせ，石英の結晶化プロセスを論じ

度計(Wark and Watson, 2006)を適用すると，Ti

る．研究対象は宮崎県北部の大崩山花崗岩体濃度に対応して最高温度が 939 ± 20℃，最低である．大崩山花崗岩から採取した試料を観温度が 556 ± 68℃と導出された．

察･分析し，
CL 像および Ti 濃度を取得した．

石英粒子の CL パターンと Ti 濃度の関係

石英の CL 像取得は山形大学の SEM-CLを図 1 に示す．コアの CL 低輝度域において（JEOL IT100A+Gatan mini CL）を用い，石英

比較的高い Ti 濃度を持つのに対して，リム

中の Ti 濃度定量は名古屋大学宇宙地球環境部(図 1 下部)の高輝度域でも比較的高い Ti

研究所の EPMA（JEOL JCXA-733）を用いた．

濃度を示す．つまり，CL の輝度の明暗と Ti

Ti 濃度定量の分析条件は，4 つの分光結晶

濃度が関連しない可能性を示しており，CL（PET）を Ti の検出に割り当て，加速電圧 15パターンと Ti 濃度の関連を示した Yuguchi

kV，照射電流 60 nA，ビーム径 20 μm，1 回

et al. (2020)と異なる結果となった。

の測定時間を 200 s（ピーク：100 s，バックグ
ラウンド：50 s ずつ）とし，同一地点で 8 回（計 1,600 s）カウントした値を積算すること
により 1 点の定量値を得た．
大崩山花崗岩体の石英の CL 観察の結果，

図1

大崩山花崗岩体の CL 像とチタン濃度

オシラトリーゾーニングなどの累帯構造をKeywords: Quartz, EPMA, Cathodoluminescence pattern, TitaniQ thermometer, The Okueyama granite*Corresponding author: s205006m@st.yamagata-u.ac.jp

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R6-10四国北西部高縄半島に分布する領家帯花崗岩類のSr-Nd 同位体組成と起源物質
下岡和也*、齊藤哲(愛媛大学)
高橋俊郎(新潟大学)、谷健一郎(国立科学博物館)

Sr-Nd isotope compositions and source material on the granitoids in
Ryoke belt, Takanawa Peninsula, northwest Shikoku
Kazuya SHIMOOKA*, Satoshi SAITO (Ehime Univ.), Toshiro TAKAHASHI (Niigata Univ.)
Kenichiro TANI (National Museum of Nature and Science)
1.はじめに 西南日本の領家-山陽帯には白亜
紀後期に形成された花崗岩類が分布している.
領家-山陽帯は白亜紀東アジア大陸東縁の仮想的大 陸 地殻 断面 と 考え ら れて お り ( 例 え ば,
Nakajima 1996), 領家-山陽帯に分布する花崗岩類の起源を検討することは大陸成長を議論する上で非常に重要である.
四国北西部高縄半島には領家帯に属する花
崗岩類・苦鉄質岩類, 変成岩類が広く分布している. 当地域の花崗岩類について, 越智(1982)
による岩石記載, Kagami et al. (1988)による全岩 Rb-Sr アイソクロン年代の検討, Shimooka etal. (2019)によるジルコン U-Pb 年代の検討がなされているが, Sr-Nd 同位体組成データに基づく起源物質の検討についてはこれまで詳細な議論がなされていない. そこで本研究では,
当地域の花崗岩類・苦鉄質岩類および変成岩類について全岩化学組成および Sr-Nd 同位体
組成分析の結果から, 起源物質の検討を行った.
2.全岩化学組成 ノルム An-Ab-Or 構成量比による分類により, 当地域の花崗岩類はトーナ
ル岩質岩, 花崗閃緑岩質岩, 花崗岩質岩に区分され, これらは越智(1982)のモード組成に基づく岩体区分と調和的である. ハーカー図上
では, 特に微量元素について, 複数の組成トレンドが認められる.

3. Sr-Nd 同位体組成 花崗岩類計 20 試料について Sr および Nd の同位体比を分析した. Shimooka et al. (2019)によるジルコン U-Pb 年代をもとに補正した Sr-Nd 同位体組成は, それぞれ
εSrI: +35.2 - +50.0, εNdI: -6.3 - -3.3 を示す. 花崗岩類の岩相, 全岩化学組成と同位体組成の間には対応関係は認められない.
4. 議論 ハーカー図上での組成トレンドは、当地域の花崗岩類が複数のマグマから形成されたことを示唆する. 一方で, 花崗岩類の Sr-Nd
同位体組成は比較的狭い範囲を示し, 異なる
組成トレンドを示す花崗類であってもその起源が類似していることを示唆している. また,
高縄半島周辺に分布する苦鉄質岩類は花崗岩類と類似した同位体組成を示しており(例えば,
Kodama et al. 2019), 苦鉄質岩類が花崗岩類の起源物質であることを示唆している. 以上のことから, 高縄半島に分布する花崗岩類は,白亜紀アジア大陸東縁でのマントル由来苦鉄質マグマの底づけにより形成された苦鉄質下部地殻を起源とする可能性がある.
引用文献: Kagami et al. (1988) Geochem. J. 22,
69-79. Kodama et al. (2019) J. Mineral. Petrol. Sci.
114, 99-104. Nakajima (1996) Trans. Royal Soc.
Edinburgh, Earth Sci. 越 智(1982) 地質学雑誌
88, 511-522. Shimooka et al. (2019) J. Mineral.
Petrol. Sci. 114, 284-289.

Key word: Takanawa Peninsula, Granitoids in Ryoke belt, Sr-Nd isotopes, Source materials*Corresponding author: shimooka19961213@yahoo.co.jp

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R6-11

黒部川花崗岩における石英のチタン濃度とカソードルミネッセンス像の関係
山嵜勇人（山形大）・加藤丈典（名古屋大）・小北康弘（原子力機構）・湯口貴史（山形大）

Relationship between cathodoluminescence patterns and titanium
concentration in quartz from the Kurobegawa granite
Hayato Yamazaki* (Yamagata Univ.), Takenori Kato (Nagoya Univ.),
Yasuhiro Ogita (JAEA), Takashi Yuguchi (Yamagata Univ.)
黒部川花崗岩はジルコンの U-Pb 年代が 10-のサブグレインから構成される事を示唆す

0.8Ma であることから、地表に露出する花崗る（図 1）。優黒質岩の石英粒子の CL パター

岩の中では世界で最も若い岩体であり (Ito

ンと Ti 濃度の関係を図 1 に示す。この粒子

et al., 2013)，年代学的な研究が盛んに行われ中では CL 像の輝度の明暗と Ti 濃度が関連せてきた。また，黒部川花崗岩の祖母谷温泉付

ず，CL パターンと Ti 濃度の関連を示した

近では，優白質岩と優黒質岩が非常に狭い範Yuguchi et al. (2020) と異なる結果となった。

囲で混在する領域が認められる。本研究の目的は，この優黒質岩と優白質岩の混在領域における岩石学的情報を取得し，それらの形成プロセスを解明する事である。
本研究は両岩相の主要鉱物である石英に着目し，カソードルミネッセンス(CL)像とチ

図 1.優黒質岩の石英の CL 像と Ti 濃度

タン(Ti)濃度の関係から，優黒質岩と優白質

Ti 濃度の最大値は、優黒質岩が 44 ± 11 ppm、岩の形成プロセスの相違を論じる。石英の優白質岩が 116 ± 11 ppm であり，優黒質岩とCL 像 取 得 は 山 形 大 学 の SEM-CL (JEOL

優白質岩の石英の Ti 濃度の含有量には異な

IT100A + Gatan mini CL) を用いた。化学分析った特徴を持つ。岩体中でルチルは見出されには名古屋大学宇宙地球環境研究所のないものの，イルメナイトが産出するため活EPMA (JEOL JCXA-733) を使用した。分析条

動度 0.5 を仮定し(Schiller and Finger, 2019)，

件は Yuguchi et al. (2020)を参照されたい。

これらを Wark and Watson (2006)の TitaniQ 地

優黒質岩と優白質岩の石英の CL パターン質温度計に適用すると，優黒質岩は約 780℃，の特徴として，累帯構造がない点が挙げられ

優白質岩は約 890℃の温度条件が得られた。

る。一方，多くの CL パターンは石英が複数

これは生成温度条件の相違を示唆する。

Keyword: Quartz, Cathodoluminescence pattern, Titanium concentration, EPMA, Kurobegawa granite*Corresponding author: s191514m@st.yamagata-u.ac.jp

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R6-12

阿武隈帯中部，南蔵王地域・栗子地域の白亜紀花崗岩類・変成岩類の岩石記載
丸山純一，加々島慎一 (山形大)Petrography of the granitic and metamorphic rocks in Southern Zao andKuriko areas, central part of Abukuma Belt, Northeast Japan
Jun-ichi Maruyama*, Shin-ichi Kagashima (Yamagata Univ.)
東北日本の阿武隈帯の南部地域では深成岩 的である．
類の研究が盛んに行われてきた．しかし阿武変成岩類は黒雲母片麻岩・ザクロ石黒雲母

隈帯北部～中部地域の岩石学的な研究はあま片麻岩・ザクロ石白雲母片麻岩などからなる．

り行われていない．阿武隈帯全体の火成活動

ほぼすべての変成岩に発達した片麻状構造がを解明するために北部～中部地域の岩石学的みられる．変成岩の鉱物組み合わせは，ザクロな研究は重要である．南蔵王および栗子地域

石±白雲母±珪線石±菫青石+黒雲母+石英+は阿武隈帯中部に位置し，その基盤岩類は後斜長石+カリ長石±アパタイト±ジルコン±期白亜紀の花崗岩類・変成岩類から構成され不透明鉱物である．Al 量に乏しく Al 鉱物がている．本研究では山形県高畠町大滝，宮城県

あまりみられない．片麻状構造が発達し，鉱物

七ヶ宿町の不忘山南方，龍ヶ岳東方，福島県福組み合わせが阿武隈変成岩と類似しているこ

島市大滝宿付近から花崗岩類・変成岩類を合とから広域変成作用により形成したと考えら

計 31 試料採取し，岩石記載，全岩・鉱物化学

れる．一方で不忘山南方の変成岩類には周囲組成分析を行った．その結果を報告する．

の花崗岩類に向かって変成度の上昇がみられ花崗岩類は主に黒雲母角閃石花崗岩類であるため，花崗岩体を熱源とした接触変成作用

る．主成分鉱物は石英，斜長石，カリ長石，黒 を受けたと考えられる．しかし，のちの変質作
雲母，角閃石，緑泥石，副成分鉱物はアパタイ 用を被っているため，どの鉱物が接触変成作
ト，ジルコン，白雲母，緑簾石，不透明鉱物か 用を被っているか判別できない．
らなる．黒雲母の緑泥石化，斜長石のソーシュ

今後はさらなる花崗岩・変成岩の岩石記載

ライト化がみられるため熱水変質を被ってい を行い，変成岩の温度-圧力履歴の解明を目指ると考えられる．全岩化学組成分析の結果， している．
SiO2 量は 61.9-76.5 wt.%を示し，SiO2 の増加に伴って TiO2,Al2O3，FeO*，MgO，MnO，P2O5 引用文献の減少がみられる．南蔵王地域の花崗岩類は 加々島ほか，2016，日本地質学会第 123 年学周辺岩体の蔵王地域(吉田ほか，2018)・栗子地 術大会講演要旨; 吉田ほか，2018，日本地質域西方(加々島ほか，2016)のトレンドと調和 学会第 125 年学術大会講演要旨
Keyword: Abukuma Belt
*Corresponding author: jm.zbcd.223.z@gmail.com

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R6-13北上山地，遠野複合深成岩体の鉄チタン酸化鉱物の離溶組織と化学組成
小北康弘*（原子力機構）・湯口貴史（山形大学）

Exsolution textures and chemical compositions of Fe-Ti oxide minerals
from the Tono plutonic complex, northeast Japan
Yasuhiro Ogita* (JAEA) , Takashi Yuguchi (Yamagata Univ.)
深成岩中のマグネタイトやイルメナイトといった鉄チタン酸化鉱物の組織・化学組成は，マグ
マ溜りの温度条件や酸化還元状態の指標となる（Buddington and Lindsley，1964）．北上山地の遠野複合深成岩体において，産状の異なる
複数のタイプのラメラを有するイルメナイトを見出した．本報告では，組織（ラメラの形状や境界）の記載や化学組成について報告する．観察・Fig. 1. Exsolution texture of ilmenite.

分析には，原子力機構東濃地科学センターのEPMA（JEOL JXA-8530F）を用いた．なお，本研究で使用した岩石試料は，発表者が山形大学在籍時に取得したものである．
遠野岩体のイルメナイトは，概ね半自形～他

Fig. 2. Elemental map of ilmenite.

形を呈し，粒径は最大 300 m 程度である．イ

Type-1 ラメラは FeO を主成分としており，TiO2

ルメナイトには，離溶組織を有する粒子が認めや MnO が全く含まれていない．Type-2 及びられた．組成像を取得したところ，低輝度の母

Type-3 のラメラは細粒であるため，化学組成分相中に高輝度のラメラが認められた（Fig. 1）．ラ

析には，さらに高倍率下でのマッピングが必要

メラは，イルメナイト粒子の長軸方向に平行にとなる．このような多段階の離溶組織は，マグマ

配列しており，高倍率の観察によると，丸みを溜りの冷却過程において生じるものであり，そ帯びた境界を有し比較的大きなラメラ（Type-1）の詳細な化学組成分析は，結晶質岩体が経験

や，シャープな境界を有するサブミクロンサイズ

した温度時間履歴及び酸化還元状態の変遷をのラメラ（Type-2），Type-1 ラメラ中にさらに小さより高精度に解明することを可能にする．

なスケールのラメラ（Type-3）が存在することを見

謝辞：本研究は経済産業省資源エネルギー

出した（Fig. 1）．

庁委託事業「令和 2 年度高レベル放射性廃棄化学組成分析の結果，母相は FeO を 40 wt%，

物等の地層処分に関する技術開発事業（地質TiO2 を 50 wt%，若干の MnO を含んでいた．ラ

環境長期安定性評価技術高度化開発）」の成メラ部分の化学組成は，点分析が困難であるた果の一部である．

め元素マップにより取得した（Fig. 2）．その結果，Keywords: Ilmenite, Exsolution texture, Tono plutonic complex, Granite, EPMA
*Corresponding author: ogita.yasuhiro@jaea.go.jp

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R7-01

中部沖縄トラフ伊平屋北海丘
チムニー中の共晶組織の成因大森敬太(東北大・院理), 長瀬敏郎(東北大・総科博),野崎達生(海洋機構), 栗林貴弘(東北大・院理)Genesis of coprecipitation textures in chimney sample
from Iheya-North knoll, middle Okinawa TroughK. Ohmori* (Tohoku Univ.), T. Nagase (Tohoku Univ.), T. Nozaki (JAMSTEC),
T. Kuribayashi(Tohoku Univ.)【はじめに】海底熱水噴出孔付近に形成され異方性をもつ数十 µm スケールの方鉛鉱からる海底熱水鉱床は、これまで黒鉱のモダンアなる懸滴状組織、組織③：一方向に伸長したナログとして比較されてきた。現世での海底形態的異方性を示し、数十～数百 µm の長さ
熱水鉱床のチムニーに類似した組織をもつと数 µm～数十 µm の幅をもつ方鉛鉱と、そ鉱石が黒鉱中でも報告されている。しかし、 れを取り囲む数 µm～数十 µm スケールの閃これら陸上の黒鉱試料と現世のチムニー試
亜鉛鉱。組織③において、方鉛鉱の伸長方向
料の組織について、電子線後方散乱(EBSD)法は<100>または<110>とほぼ平行である。方鉛を含めた鉱物学的比較は十分には行われて鉱は、閃亜鉛鉱に覆われている部分と覆われいない。両者の組織の鉱物学的比較には、まていない部分で幅が異なり、閃亜鉛鉱に覆わず、現世のチムニーの組織の特徴やその形成れていない部分の幅の方が広い。各組織にお過程を理解することが必要である。
いて、閃亜鉛鉱と方鉛鉱の間に結晶学的方位
チムニーには、2 種の鉱物の同時沈殿から関係は認められない。組織は、チムニーの成なる様々な共晶組織が特徴的に認められる。 長と共に組織①から組織③へと変化する。
中部沖縄トラフ伊平屋北海丘から採取した【考察】
チムニーの閃亜鉛鉱-方鉛鉱共晶組織
チムニーには、内壁部分に近い部分に閃亜鉛
は、閃亜鉛鉱と方鉛鉱が、熱水が急冷される鉱-黄銅鉱共晶組織が認められる。これに対し、 核形成頻度の高い環境で沈殿し、その後チム
外壁に近い部分では閃亜鉛鉱-方鉛鉱共晶組
ニーの成長と共にチムニー内部に取り込ま織が認められる。今回の研究の目的は、閃亜
れ、核形成頻度の低い環境で成長する過程で鉛鉱-方鉛鉱共晶組織の結晶方位解析および方鉛鉱の<100>および<110>方向以外への成組成分析を行うことで、この共晶組織の成因
長が閃亜鉛鉱によって阻害されることによを明らかにすることである。
って形成される。
【手法】中部沖縄トラフ伊平屋北海丘オリジ
閃亜鉛鉱-黄銅鉱共晶組織についても、
サブ
ナルサイトおよびアキサイトから得られた組織①～③に分類され、チムニーの成長と共チムニー試料について、反射顕微鏡ならびにに組織①から組織③へと変化する。各組織で走査型電子顕微鏡により構成鉱物の組織を粒径は変化しないが、黄銅鉱の形態的異方性
観察し、組成分析にはエネルギー分散型 Xが強くなっていくことから類似した形成過線分光装置を用いた。方位解析には、EBSD 法
程をもつことが示唆される。
(OXFORD, Aztec EBSD system) を用いた。
今後、陸上の黒鉱鉱石中のチムニー組織に【結果】閃亜鉛鉱-方鉛鉱共晶組織は、サブ組
共晶組織が今回の観察結果と同様に分布し織①～③に分類される。組織①：サブミクロていることが認められるかどうかを確かめ
ンサイズの閃亜鉛鉱-方鉛鉱の集合体、組織ることが、黒鉱鉱床の真の形成場を知るうえ②：数十 µm スケールの閃亜鉛鉱と、形態的で重要である。
Keywords : Sphalerite, Galena, Coprecipitation, Chimney, Kuroko
Corresponding author : keita.omori.s6@dc.tohoku.ac.jp

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Metallic mineralization associated with listwanitization
Yuho Fujimaki*, Yasushi Watanabe, Takuya Echigo (Akita Univ.)ࣜࢫ࢙࢘ࢼ࢖ࢺ (listwanite) ࡜ࡣ⇕Ỉኚ㉁ࢆཷࡅ, ⌛໬࣭Ⅳ㓟ሷ໬ࡋࡓ㉸ሷᇶᛶᒾࢆᣦ
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keywords: listwanite, serpentinite, hydrothermal alteration, Ni-Co mineralization, fluid inclusion*Corresponding author: yuho0504@hotmail.co.jp

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Chl

R7-03

西グリーンランド南部の中太古代地質帯中に産する
超苦鉄質岩の交代作用・変成作用と成因
⻄尾郁也*(⾦沢⼤)，森下知晃(⾦沢⼤)，Juan Miguel Guotana(⾦沢⼤)，⽥村明弘(⾦沢⼤)，板野敬太(⾦沢⼤)，Kristoffer Szilas(コペンハーゲン⼤)，針⾦
由美⼦(産総研)，⾕健⼀郎(国⽴科博)，D. Graham Pearson(アルバータ⼤)Metasomatism, metamorphism and origin of the Mesoarchean
Ulamertoq ultramafic body in southern West Greenland
Ikuya Nishio*(Kanazawa Univ.), Tomoaki Morishita (Kanazawa Univ.), Juan Miguel Guotana(Kanazawa Univ.), Akihiro Tamura (Kanazawa Univ.), Keita Itano (Kanazawa Univ.), Kristoffer
Szilas (Univ. of Copenhagen), Yumiko Harigane (Geological Survey of Japan/AIST), Kenichiro Tani
(National Museum of Nature and Science), D. Graham Pearsom (Univ. of Alberta)⻄グリーンランド南部の太古代地質帯中反応によって形成された⼆次的な直⽅輝⽯には超苦鉄質岩が⽚⿇岩中に数 m-数 100mの化学組成に類似する(Ishimaru et al., 2007)．

規模で包有されるように産する．太古代の⾓閃⽯は Sr と Eu の負異常を⽰す．この特徴

超苦鉄質岩からは初期地球の上部マントルは境界の岩相中の⾓閃⽯には⾒られないこの情報を得ることが期待されるが，その成とから超苦鉄質岩体が局所的な交代作⽤と因は未解決である(e.g., Szilas et al., 2018)．超は異なる広範囲の交代作⽤を受けているこ

苦鉄質岩は含⽔鉱物を含んでおり、交代作とを⽰唆する．

⽤などの⼆次的な組成改変を受けている可本岩体中のダナイト⼀試料からチタニア

能性がある．そこで本発表では中太古代地

ンクリノヒューマイトが発⾒され，超苦鉄質帯中で最⼤規模の Ulamertoq 超苦鉄質岩体

質岩が加⽔―脱⽔変成作⽤を経験しているを研究対象とし，超苦鉄質岩の記載岩⽯学

可能性が指摘されている(Nishio et al., 2019)．

的・化学的特徴を報告する．

先⾏研究の多くは全岩化学組成の組成幅

超苦鉄質岩，超苦鉄質岩を切る花崗岩質が深海性カンラン岩のそれと類似すること

岩脈と周囲の⽚⿇岩の境界には局所的に含からとけ残り岩起源であると結論づけてい

⽔鉱物濃集層と直⽅輝岩脈が観察される．

る(Friend et al., 2002)．Ulamertoq 超苦鉄質岩

構成鉱物の Mg#，重希⼟類元素の含有量かの全岩化学組成も同様の組成幅を⽰すが，ら，境界の岩相が花崗岩質岩脈/⽚⿇岩由来

この組成幅はダナイトに⼆次的な直⽅輝⽯の流体/含⽔メルトと超苦鉄質岩の局所的なと⾓閃⽯を付加する交代作⽤の程度の違い

反応によって形成されたことを⽰唆する．

を⽰していると考えられる．

直⽅輝⽯と含⽔鉱物である⾓閃⽯は境界以上の結果から Ulamertoq 超苦鉄質岩体はから離れた超苦鉄質岩中にも普遍的に観察

ダナイト質集積岩起源であり，後の交代作される．直⽅輝⽯の化学組成は低い Cr2O3,

⽤によって多様性を得ていることを⽰唆す

Al2O3, CaO 含有量で特徴付けられる．これる．今後，⽕成岩としての形成条件等を検は SiO2 に富む流体/メルトとカンラン⽯との討するときには注意が必要である．

Keywords: Archean, Ultramafic rock, Metasomatism, Metamorphism, SW Greenland*Corresponding author: ikuya240@kanazawa-u.ac.jp

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R7-04炭素含有物質の重要性：地球の多様物質形成における特徴
三浦保範（無職/元山口大）

Significance of carbon-bearing minerals: Earth case with variety
Yasunori MIURA (Non/Post Yamaguchi Univ.)
Minerals on solid-system of planetary bodies are not simple formation, but related rock system ofplanetary bodies. Based on experimental results of carbon-bearing materials, the sizes and composition
are dependent on global water system of planetary system. This means that characters of minerals aredifferent between Earth and other planetary bodies (including Asteroids)..

はじめに：地球の鉱物固体物の形成は三圏の固ある。実験では、炭素含有物の気体・溶液物質か体圏で安定的に生成されているが動的な生成物

ら鉱物固体の生成し、無水の気化固化条件ではミと理解されていない。本件では三圏で安定的に存

クロな鉱物物質集合体が生成し、溶液中でのガス在できる炭素含有物に着目して筆者が長く国内

照射固化条件ではより大きな炭素含有物鉱物結

外で学術活動した経験と成果をもとに地球惑星晶が生成している事が分かった（知財登録済）。

の鉱物物質の展開に寄与し、地球外の鉱物を対比

地球と地球外の生成鉱物の特徴：本室内実験に的に全圏視野から解明するのが目的である。
地球鉱物の問題点と解決法：鉱物のデータベー

おいて無水でも水惑星地球の鉱物の一部が再現できた。水惑星の形成は無水惑星に地球外衝突後、スである地球の鉱物は大結晶で共通な組成で人全域の蒸発固体内保存の展開により、海水圏形成

工物の合成も可能である。しかし地球外の古い天と活動で地球鉱物結晶が生成した。地球外の鉱物

体は水惑地球とは異なり、初期無水圏であったの

生成環境の議論には対比的な考察が必要である。

で、海水圏の存在で｢地球型鉱物｣が多数できたこ

まとめ：惑星鉱物は単純形成固体ではなく、惑

とになる。本件では、その相違を炭素含有物の形

星体固体圏の特徴を示す。炭素含有物質の本実験

成で実証している。この新手法は、鉱物・岩石のにより生成固体のサイズと組成は惑星系の全域

特徴が無水惑星(小惑星)と水惑星地球で異なり、の海水圏の有無に依存する。水惑星地球の鉱物は

水惑星形成過程が非常に特異的であることを示

多様な大きさと幅広い組成を示すが、無水圏惑星す。換言すれば無水惑星で水惑星が散逸したので(小惑星)の鉱物のサイズと組成は限定している。

あればこの鉱物の特徴が確認できるはずである。

以上から鉱物形成の水環境が地球と他の惑星・小地球鉱物を再現する室内実験：地球の鉱物結晶

惑星と異なり、多様な地球型鉱物物質は海水圏のは、地球圏の三状態物質に相当する加熱後冷却等環境を受けていることが本実験で示唆できた。

で室内再現できる。全圏の三状態を形成し消滅を参考文献：三浦保範 (1996)「衝撃波ﾊﾝﾄﾞﾌﾞｯｸ」

繰り返すには、地球内部起源の地震・火山でなく、地表で衝突衝撃波による過程が継続的に可能で（ｼｭﾌﾟﾘﾝｶﾞｰﾌｪｱﾗｰｸTokyo), 1073-1209.
Miura
Y. (2017) Planet. Sci.-2050, 8101 (USA). Miura
Y. (2018) IMA2018 (Melbourne, Australia) 2039.

Keywords: Various minerals, Water-system planet Earth, Carbon-bearing grains

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yasmiura50@gmail.com

R7-05

インド Aravalli-Delhi 造山帯に露出する
シュードタキライト形成の摩擦溶融プロセス
岡崎淳哉*, 安東淳一, Das Kaushik (広島大)Frictional melting process during formation of pseudotachylyte,
Aravalli-Delhi orogenic belt, India
Jun-ya Okazaki*, Jun-ichi Ando, Kaushik Das (Hiroshima Univ.)
はじめに：シュードタキライト（Pst）は断層面に沿って発達し、高速すべりに起因する摩擦溶融によって形成される。従って Pst は過去の断層運動の情報を保持する重要な岩石である。Pst は主に脆性変形領域で形成されるが、マイロナイト化に伴って形成されるものも報告されている（例えば Chattopadhyay etal., 2008）。すなわち塑性変形領域において断層運動が生じていることが Pst から示唆される。では、なぜ塑性変形領域において断層運動が生じているのか？この断層発生メカニ
ズムは現在も議論されている。本研究ではインド Aravalli－Delhi 造山帯に露出する花崗片麻岩中に、脆性、塑性領域で形成されたと思われる 2 種類の Pst を対象に、微細組織観
察と鉱物相の同定およびその化学組成分析
から、各々の摩擦溶融プロセスを考察し、さらに塑性変形領域での Pst の成因を明らかにすることを目的とした。
結果：露頭観察において、母岩の面構造に対して、“平行な Pst 脈”と“大きく斜交する Pst
脈”を確認した。
“平行な Pst 脈”は母岩の塑性変形と同じ応力場で形成されたと考えられる。
微細組織観察では、どちらの Pst 脈にも両端に急冷による黒色脈が存在する。“平行なPst 脈”の急冷縁の幅は、“大きく斜交する Pst脈”よりも大きい。これは冷却速度の違いを示しており、“平行な Pst 脈”は“大きく斜交する Pst 脈”より冷却速度が遅いと考えられる。Pst 脈内に岩片として残る鉱物を比較す
ると、“平行な Pst 脈”は主に石英、珪線石であるのに対して、“大きく斜交する Pst 脈”はそれらに加えて、斜長石、カリ長石が多く存在している。またどちらの Pst 脈にも母岩で多く含まれていた黒雲母は岩片として残っていないため、黒雲母は完全に溶融していると考えられる。しかし、特に“平行な Pst 脈”
で、基質中に針状の黒雲母が多く形成されており、これらはメルトから結晶化したものと考えられる。これらの鉱物の融点から、メルトの最高温度は“平行な Pst 脈”は 14001726℃、“大きく斜交する Pst 脈”は 12001300℃であったと考えられる。しかし、非平衡溶融や黒雲母の脱水による融点の降下を考慮すると、実際は推定より低い温度であったと考えられる。上記から、“平行な Pst 脈”
は塑性変形領域、“大きく斜交する Pst 脈”は脆性変形領域でそれぞれ形成されたと考えられ、それらの摩擦溶融プロセスは以下である。まず断層運動により母岩が破砕され、高速すべりに起因する摩擦溶融によってメルトが生じる。この時、“平行な Pst 脈”は“大きく斜交する Pst 脈”よりもメルトの最高温度が高く、斜長石、カリ長石はほとんど溶融してしまった。その後、“平行な Pst 脈”は“大きく斜交する Pst 脈”より冷却速度が遅いた
め、幅の大きい急冷縁が形成され、またメル
トからは針状の黒雲母が晶出する。
また塑性変形領域で生じたと考えられる“平行な Pst 脈”では以下のことが分かった。
母岩中の黒雲母のへき開面（（001）面）は不規則な方向を向いているが、Pst 脈に近づく
につれ、片理面に平行な向きに定向配列している。黒雲母の（001）面はファンデルワール
ス力による結合であり強度が非常に小さい。
この観察事実から、片理面が弱面として働き、応力集中を引き起こし、片理面において歪速度が増加して脆性破壊に至ったと考えられる。

Keyword: Pseudotachylyte, Frictional melting, Plastic deformation, Biotite*Corresponding author: d202541@hiroshima-u.ac.jp

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R7-06

Thermal History deduced from Precipitation Texture in Augite
of Ultra-High Temperature Metamorphic Rock from
Lützow-holm Complex, East Antarctica
Shoichi TOH* (Fukuoka Univ. Faculty of Science),
Tomoharu MIYAMOTO (Kyushu Univ. Faculty of Science)

東南極リュッツォホルム岩体産超高温変成岩中の Augite に認められる析出組織と温度履歴
藤 昇一（福岡大学理学部）、宮本 知治（九州大学理学部）
Introduction Lützow Holm Complex (LHC) on Dronning Maud Land, East Antarctica is a major
component of old continental crust “Gondwana”, and the Complex were partly suffered by ultra-hightemperature (UHT) metamorphism. We found some exsolution lamellae texture in minerals composedof the UHT metamorphic rocks from Skallevikshalsen and Rundvågshetta on the LHC. About them, weobserved by using microscope (PM), SEM, EPMA, and TEM for analyzing orientation and morphologyof the lamellae in the host minerals, and considered to their genesis from the observed results.
Geological Setting The LHC, situated to the west of the Rayner Complex and to the east of the YamatoBelgica Complex, is a high grade metamorphic terrane within the East Antarctic Shield, where small
coastal exposures are found between 45° and 37°E. The metamorphic grade of the LHC increases fromupper amphibolite facies on the NE to granulite facies on the SW of the Complex, with a thermal
maximum at Rundvågshetta (Hiroi et al., 1991). In the highest grade locations, some of themetamorphic rocks shows sapphirine + quartz assemblage, which is an evidence of the UHT
metamorphism.
Exsolution Texture Enstatite and Pigeonite (Pig) precipitated in Augite, and the exsolution orientationof the latter was "001". Pig precipitates show morphological change phenomenon (Kitamura et al. 1981,
Proc. Japan Acad, 57). The "001" Pig lamella with multiple orientations is more common in samples
from Skallevikshalsen than in Rundvågshetta. The"100" Pig lamella is also tilted about 4 degrees from(100).
Discussion Thermometer based on the "Exact Phase
Boundaries" model proposed by Robinson et al.
(1977, Am. Mineral. 62, p.857) was applied to "001"and "100" lamellae. As a result, about 700 to 900°C
was obtained (Fig. 1). The relationship between
temperature and lamella thickness suggest thepossibility of re-heating of rock from
Skallevikshalsen. In addition, the temperature from
Rundvågshetta is consistent with previous study
Fig. 1 Relationship between lamella width(Motoyoshi & Ishikawa, 1997).
and temperature
Keywords: Metamorphic rock, Pyroxene, Microstructure, Exsolution, exact phase boundary*Corresponding author: tohs@fukuoka-u.ac.jp

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R7-07

MgSiO3 ガラスの衝撃圧縮による構造変化
荒砂 茜・奥野 正幸（金沢大学）、川合 伸明（熊本大学）

Structural changes of MgSiO3 glass by shock-wave compression
Akane Arasuna*・Masayuki Okuno (Kanazawa Univ.), Nobuaki Kawai (Kumamoto Univ.)【Introduction】
MgxSi(1-x)O3 をはじめとした星間塵を構成する鉱物の衝突挙動の解明は、宇宙空間での星間塵の形成・進化を明らかにする上で非常に重要と考えるが、これらの物質を実際に捕獲して地上に持ち帰り、高圧実験等を行うことには多くの困難がある。本研究では上記のモデル実験として、MgSiO3 組成のガラスを合成して衝撃圧縮実験を行ない、MgSiO3 の構造変化を解明することを試みた。なお、星間塵中の MgSiO3 の結晶度には幅が見られるため、本研究では非晶質の MgSiO3 を用いた。
【Experimental】
試料の合成：MgO、SiO2(非晶質)の試薬をモル比で 1:1 でエタノールを用いて混合したあと、50℃で乾燥し溶融試薬とした。同試料を白金るつぼで 1675℃で 3.5 時間加熱したのちに急冷し、ガラス化させた。
実験：バルク試料を得られなかったため、粉末にした試料を Al 合金チューブに封入し、１軸方向にプレスして厚さ 2mm 直径 11mm のの衝撃圧縮用試料とした。同試料を熊本大学の一段式火薬銃を用いて 15.5、21.2GPa の
圧力で圧縮し、回収後の試料について赤外
吸収分光測定、ラマン分光測定を実施した。
【Results and Discussion】
未圧縮試料のラマン分光測定、赤外分光測
定は、結晶性のピークはなく、非晶質様のスペクトルを示した。衝撃圧縮後の試料もいずれも結晶性のピークは見られず、試料は21.2GPa の圧縮でも非晶質のままであった。
しかし、圧縮後の試料の赤外吸収スペクトルでは ν = 902cm-1 のブロードなバンドが圧縮前よりも低波数側にシフトするなど、Si-O の結合距離等に変化が生じている。また、ラマン分
光では、さらなる精密な測定が必要だが、21.2GPa の圧縮でν=1100cm-1 のバンドの強度が低下する可能性があり、非晶質構造に変化が生じていると考えられる。20GPa 程度の圧力で結晶化に至らない点はシリカガラスや シ リ カ ゲ ル の 先 行 研 究 （ Shimada et al.,
2002；Arasuna et al.,2016）と同様であり、衝撃波の持続時間や、圧縮に伴い発生する熱の残余時間が短いことに起因すると考えられる。

*Corresponding author: aarasuna@staff.kanazawa-u.ac.jp
Keywords：MgSiO3 glass, shock-wave compression, cosmic dust, enstatite

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R7-08ブッシュフェルト複合岩体東縁
リンポポ鉱山における白金族鉱化作用
尾留川万季・渡辺寧・越後拓也 (秋田大・国際資源)

PGE mineralization in the Limpopo mine,
Eastern Limb of the Bushveld Complex, South Africa*Maki Birukawa, Yasushi Watanabe, Takuya Echigo (Akita Univ.)
ブッシュフェルト複合岩体は南アフリカ共和国北東部に位置する世界最大の層状貫入岩体であり，東縁における主な白金族鉱化帯はUG2クロム鉄鉱層とメレンスキーリーフとである．本研
究では，東縁北部に位置するリンポポ鉱山バオ
バブシャフトDKP119のドリルコア試料を用いて岩相，硫化物，白金族鉱物を記載し，集積構造，
鉱物晶出順序とPGE濃集の関係から白金族鉱化作用を考察した．
コアはクリティカルゾーンの苦鉄質岩が大部分を占め，薄い層厚の超苦鉄質岩を含んでいる．下部から苦鉄質岩，超苦鉄質岩（層厚５ｍ），
苦鉄質岩，超苦鉄質岩（層厚10m），苦鉄質岩と岩相は変化し，超苦鉄質岩から苦鉄質岩への変化が2サイクル見られる (Fig.1)．苦鉄質岩はノーライトと斜長岩で，超苦鉄質岩は斜方輝岩,
珪長質輝岩, クロム鉄鉱岩から構成される．鉱化帯であるUG2，メレンスキーリーフは超苦鉄質岩中に胚胎する．UG2クロム鉄鉱岩ではクロム鉄鉱ヘタードキューミュレイトの集積構造を示し，間隙充填鉱物が斜方輝石，斜長石，金雲母である．斜方輝岩は斜方輝石オルソキューミュレイ
トを示し，間隙充填鉱物が斜長石である．
鉱化帯における硫化物はマグマ性のものと斜長石のソーシュライト化に伴うものの2つがあり，
超苦鉄質岩中のマグマ性硫化物はペントランド鉱，黄銅鉱，磁硫鉄鉱であり，メレンスキーリー
フでは斜方輝石の粒間，UG2クロム鉄鉱層ではクロム鉄鉱の粒間に存在する．白金族鉱物は
cooperite や braggite の 硫 化 物 ， kotulskite やmoncheiteのテルル化物としてマグマ性硫化物
中に自形から半自形で晶出している．クロム鉄鉱と斜方輝石は比較的高温で晶出するため，高温で生成した硫化物メルト中にPGEは濃集し，晶出したと考えられる．

SEM-EDS分析による斜方輝石のMg#は，超苦鉄質岩と苦鉄質岩でおおよそ一定であり（Mg# 79-81），異なる斜方輝石のMg#を持つマ
グマの混入は認められない．
白金族鉱物がマグマ性硫化物中に自形で産出していたこと，またその硫化物が結晶分化の初期に晶出する斜方輝石，クロム鉄鉱に伴っていること，異なる斜方輝石のMg#を持つマグ
マの混入は認められたことから，本研究地域では超塩基性マグマの結晶分化作用によって不混和硫化物メルトが形成され，PGEの濃集と沈殿が生じたと推定される．

Fig 1. DKP119の岩相と鉱化帯を示す柱状図
超苦鉄質岩から苦鉄質岩への変化が，PGE鉱化帯であるメレンスキーリーフとUG2クロム鉄鉱層を始点として2サイクル認められる．

Key words: Bushveld Complex, PGE mineralization, orthomagmatic deposit, cumulus texture*Corresponding author: m6020113@s.akita-u.ac.jp

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R7-09サウジアラビア王国，ジャバルタウラ深成岩体に産出する
Ca-Y-フッ化鉱物群
越後 拓也 1*・高木武蔵 1・門馬綱一 2・宮脇律郎 2・渡辺寧 1(1 秋田大院国際資源，2 国立科学博物館)

Ca-Y-fluoride minerals from the Jabal Tawlah plutonic rocks,
Kingdom of Saudi Arabia
T. Echigo1*, M. Takagi1, K. Momma2, R. Miyawaki2, Y. Watanabe1(1Akita Univ. and 2Nat’l. Mus. Nat. Sci.)
ジ ャ バ ル タ ウ ラ 深 成 岩 体 (Jabal Tawlah
plutonic rocks) はアラビア楯状地の北西部に位置する小規模なアルカリ花崗岩体である．本岩
体は空中放射能探査により 1960 年代に発見された後，Nb，Ta，Sn，Th，希土類元素 (REE)の鉱化作用が認められ，多くの研究者によって研究が進められてきた．本研究では，これらの元素の中でも特に Dy を含む重希土類元素(HREE) 鉱床としての高いポテンシャルに着目
し，ジャバルタウラ岩体に産出する Ca-Y-フッ化
鉱物群の化学組成や結晶構造を詳細に検討した．
研究試料は，ジャバルタウラ岩体から採取されたREEに富む花崗岩質岩石であり，すでに
Atencio et al. (2015) に よ っ て waimirite-(Y)(YF3) をはじめとするHREE鉱物の産出が確認されている試料である．本研究では，電子線マイクロプローブ分析による局所化学分析に加え，
顕微ラマン分光分析と単結晶X線回折分析を用いることでCa-Y-フッ化鉱物群の種同定を行い，光学顕微鏡による観察結果と合わせて構成鉱物の晶出順序を決定した．
本研究で用いた試料中に同定されたHREE
含有フッ化鉱物は，Y+HREE濃度が高いものからwaimirite-(Y)，gagarinite-(Y) (NaCaYF6)，
tveitite-(Y) [(Y,Na)6(Ca,Na,REE)12(Ca,Na)F42]，
Y-bearing fluorite [(Ca1-xYx)F2+x (0.05 < x <0.3)] の4種であった．反射電子像 (BEI) 観察の結果，半自形のwaimirite-(Y)とgagarinite-(Y)がtveitite-(Y)に包有されている産状から，
tveitite-(Y)がこれらの鉱物中で最後に晶出したことが判明した．また，tveitite-(Y)とY-bearing
fluoriteの共生が確認され (Fig. 1)，これらの鉱物の産出は連続的であったことが示唆された．
研究試料の構成鉱物の晶出順序および晶出時期を検討した結果，アルカリ長石や磁鉄鉱の晶出に代表されるマグマ期と蛍石や方解石の晶出に代表される熱水期に区分されることが分かった．さらに，本研究の主要研究対象である
Ca-Y-フッ化鉱物群は，マグマ期後期から熱水期初期にかけて晶出したことが判明した．
一般的に，Fに富む過アルカリ花崗岩質マグ
マでは，メルト中のZrがアルカリ珪酸塩錯体やフッ化物錯体を形成するためにジルコン (ZrSiO4)として晶出しにくくなる (Harris 1981)．ジルコン
はHREEの主要なホスト鉱物であるため，このような環境では結晶分化作用の進行に伴いメルト中のHREE濃度が上昇する．また，Fに富む珪酸塩メルトから揮発性成分が分離する際，
HREEは揮発性成分よりもメルトにより多く分配される (Cullers et al. 1973)．本研究で同定された
Ca-Y-フッ化物群がマグマ期後期から熱水期初期に集中して晶出しているのは，アルカリ元素とFに富むメルト中での結晶分化作用によるHREE
濃度の漸進的上昇と，それに続く揮発性成分の離溶によって急激にメルト中のHREE濃度が過飽和に達した結果と考えられる．

Fig 1. BEI showing the occurrence of tveitite-(Y)and fluorite in Jabal Tawlah. Note that bright part influorite is enriched in Y and HREE. Abbreviations:Tvt; tveitite-(Y), Fl; fluorite, Ab; albite

Key words: HREE, peralkaline granitoids, Jabal Tawlah, EMPA, single-crystal XRD
Corresponding author: echigo@gipc.akita-u.ac.jp
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R7-10⾧野県大鹿村のカンラン岩の蛇紋岩化作用と自然鉄
武田侑也・上原誠一郎（九大・理・地惑）Native iron and serpentinization of peridotite in Oshika, Nagano, Japan
Yuya Takeda* and Seiichiro Uehara (Dept. Earth and Planet. Sci., Fac. Sci., Kyushu Univ.)
蛇紋岩化作用はカンラン石ととした。脈の構成鉱物は主にクリノクリソタ

熱水から蛇紋石を生成する反応で，カンランイル，リザーダイト，ブルース石，磁鉄鉱，

石中の 2 価鉄から磁鉄鉱が生成するため 2 価

自然鉄，アワルワ鉱である。脈Ⅰ～Ⅳの特徴

鉄の一部が 3 価鉄になる。そのときに水素がを table 1 に示す。脈中の蛇紋石とブルース石

発生することで自然鉄，アワルワ鉱などが形の化学組成#Mg = Mg/(Mg+Fe)を求めた結果，成される場合がある (Frost, 1985)。

脈Ⅰ，Ⅱの蛇紋石とブルース石は脈Ⅲ，Ⅳの1．はじめに

⾧野県大鹿村のカンラン岩は入沢井と大ものより鉄に富んでいた。自然鉄は主に脈Ⅲ，

河原にあり，その中の蛇紋石脈に日本で初めⅣに見られ，大きさは 1 ㎛～100 ㎛，最大て蛇紋岩化作用で生じる自然鉄が報告され3.2％の Ni と 3.1％の Co を含む。脈Ⅲの自た(岡本ら, 1981; Sakai & Kuroda , 1983)。本研

然鉄は楕円体の形状で、蛇紋石脈に対して楕

究ではこの特異な蛇紋石脈の再検討を行い，円の⾧軸が垂直に並ぶ。また，カンラン石の金属鉱物の形成について考察した。

亀裂や粒界にある直線的ではない脈にも自2．実験手法⾧野県大鹿村のカンラン岩

体を野外調査し，カンラン岩と蛇紋岩について肉眼及び偏光顕微鏡観察，組織観察と化学分析(SEM-EDS, 日本電子製 JSM-7001F，FEEPMA，JMS-8530FF，TEM，JEOL 製 JEM-

然鉄が見られた。アワルワ鉱は全ての脈に見られ，大きいものでは 10 ㎛程度であるが，ほとんどは 50 ㎚～数 100 ㎚で，自形結晶もある。アワルワ鉱の組成は Ni0.79Fe～Ni2.55Feであり，鉄に富むものが多い。

3200FSK)，Ⅹ線回折実験(リガク Ultima IV,
リガク RINT RAPIDⅡ)を行った。
3．結果

カンラン岩はカンラン石，クロム鉄鉱で構成され，その中に幅数㎝～数 10 ㎛の直線的な蛇紋石脈がある。脈は最大 4 方向あり，脈の前後関係の早い順に脈Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ
Keywords: awaruite, native iron, Oshika Nagano, serpentine, brucite*Corresponding author: takeda.yuya.767@s.kyushu-u.ac.jp

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R7-11
南アフリカ共和国ブッシュフェルト貫入岩体東部におけるペグマタイト質輝岩の形成機構
吉田柊平・越後･渡辺寧 (秋田大・国際資源)

Crystal growth of pegmatitic pyroxenite in the Bushveld Complex,
South Africa
Shuhei Yoshida*, Takuya Echigo, Yasushi Watanabe (Akita Univ.)
南アフリカ共和国Tweefontein地域には，ブッシュフェルト層状貫入岩体の層状構造に不調
和に貫入する超塩基性岩が分布する．この超塩 基 性 岩 は ， Rustenburg Layered Suite のUpper Critical Zoneに位置し，母岩のアノーソサ
イトを単斜輝岩が鉛直方向に貫入している．この輝岩は，粒径2mm以上の結晶が観察されることからペグマタイト質 (pegmatitic)と呼ばれ，岩枝の先端部が比較的粗粒 (-2cm)で根元部が比較的細粒 (-1cm)な結晶粒子が観察される．
また，この貫入岩はブッシュフェルト層状貫入岩
体外の影響を受けていない閉鎖系であることが知られている．
本研究では，Tweefontein地域の単斜輝岩の鉱物の同定および産状記載とSEM-EDS分析，
単斜輝石結晶に対する粒径分布図 (CSD)を作
成し輝石の形成過程を考察した．岩枝の先端部と根元部から採取したサンプルの薄片を作成
して顕微鏡観察した後，SEM-EDSで輝石結晶の組成の分析を行った．
顕微鏡観察の結果，単斜輝岩の岩枝の先端部では単斜輝石，斜方輝石，ホルンブレンド，
黒雲母，緑泥石が見られ，岩枝の根元部では単斜輝石，斜長石，斜方輝石，ホルンブレンド，黒雲母が見られた．
SEM-EDS分析の結果，単斜輝岩中の単斜輝石は岩枝の先端部と根元部で組成に大きな差異は見られず，ウラストナイト成分46-47%，エンスタタイト成分43-44%，フェロシライト成分910%のディオプサイドであった．また，単斜輝石
結晶には組成累帯構造が見られなかった．
岩枝の先端部のCSDと，岩枝の根元部のCSDはどちらも極大値を持たず線形の分布を示したため，単斜輝石結晶はオストワルド熟成やアニーリングの作用を受けずに結晶成長したと考えられる．ただ，どちらのCSDも下に凸の傾向を示している．これには，核形成が促進される環境であったために細粒の粒子が次々に形成され，分布が図の左上に偏り下に凸の分布に至った，という解釈と結晶成長が促進される環境であったために粒子の粗粒化が進行し，分布が右上に偏り下に凸の分布の分布に至った，という二通りの解釈が出来る．ここで，Tweefontein地域の貫入岩は閉鎖系であることから，この貫入岩に見られるホルンブレンドは貫入したマグマに含まれていた水に由来すると考えられる．また，
含水ケイ酸塩メルトの粘性は無水のケイ酸塩メ
ルトと比べ低いことが分かっている．そして，流体の粘性が低いとき，その流体は核形成よりも結晶成長が促進される環境となる．以上のこと
から，Tweefontein地域の超苦鉄質貫入岩は，単純な結晶成長により形成され，貫入したマグ
マの粘性が低かったことから粗粒化したと考えられる．

Fig.1 Tweefontein地域のペグマタイト質輝石結晶のCSD図．どちらも線形の分布を示し，下に凸の傾向が見られる．

Key words: Bushveld complex, pegmatitic pyroxenite, crystal size distribution
Corresponding author: nadegata@gmail.com

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R7-12北海道北見地域北ノ王浅熱水性金銀鉱床における地質および熱水変質作用
小関雅弥*・渡辺寧・越後拓也 (秋田大・国際資源)

Geology and hydrothermal alteration of the Kitano-o epithermal
Au-Ag deposit, Kitami region, Hokkaido, Japan.
Masaya Koseki*, Yasushi Watanabe, Takuya Echigo (Akita Univ.)

北海道北見地域にある低硫化系浅熱水性金

いてイライト・カリ長石・緑泥石の検出で特徴づ

銀鉱床である北ノ王鉱床はその金賦存可能性けられるⅠ帯およびイライト・緑泥石・方解石のから，Japan Gold 社によって探鉱され，2019 年

検出で特徴づけられるⅡ帯が約 50－100 m のに同鉱床西部にボーリングが実施された．その間隔で，岩相に関わらず交互に認められる．イ

コア試料(KTD001, 555.1m; KTD002, 403.2m)

ライト変質帯は地表・コア試料に限らず全域におよび秋田大学所有の地表試料(n=70)を用い

おいて普遍的に検出され，本研究によって示唆て，同鉱床の地表・地下の地質および X 線回された蒸気加熱変質帯や既に発見されていた

折・偏光顕微鏡を用いた熱水変質鉱物の記載

シリカシンター露頭とも同水準で共存することにを行った． その結果，北ノ王中央部の地表試なる．

料には，基質が石英である熱水角礫岩のほか，Ⅰ帯およびⅡ帯の成因は以下のように考察さ強い変質を受け，褐鉄鉱とカオリンの縞状構造

れる．Ⅰ帯はカリ長石が含まれるため，熱水沸を有する鉱山廃石中の褐鉄鉱層内部に約 50

騰時に炭酸が脱ガスし，pH が上昇し，アルカリµm の金粒が認められた．海抜 120－150m のレ環境下であったことを示し，方解石が残存する

ベルで認められた砕屑岩類を除けば，地表およⅡ帯は熱水通路遠方と考えられる．地下浅部にび地下では火山灰・火山礫・火山岩塊・基盤岩存在する蒸気加熱変質帯および地表に形成さ由来と考えられる泥岩片を，多様な割合で構成れるシリカシンターに，より高温で生成するイライ

する火山砕屑岩類が主要な岩相であり，地表かト変質が重複していることは，北ノ王浅熱水系が，ら約 70 m の深度まで珪化変質を伴った薄層

複数期の異なる温度の熱水流入を経験したこと(<15m)をしばしば挟在させる．KTD001 では，を示す．初期の熱水は下位から順にイライト変凝灰岩を母岩とした石英脈群が，地表から約 85

質帯，蒸気加熱変質帯，シリカシンターなどの－120 m の深度に認められた．同水準では，熱諸鉱徴を形成する．その後，削剥作用を受け，

水変質鉱物として XRD 分析および顕微鏡下で蒸気加熱変質帯まで含む地下浅部が削剥され，

明ばん石・カオリン・白鉄鉱が検出され，蒸気加潜在していたイライト変質帯および，後に採掘さ熱変質帯の存在が示唆された．その下位にはれる金銀鉱脈が地表に露出した．その後，新た黄鉄鉱脈が流理構造に沿って発達した流紋岩

な熱水系が発達し，既にイライト変質作用を被(層厚約 100m)が認められた．砕屑岩類が認めった母岩に重複して，蒸気加熱変質がシリカシられる層準からそれ以深では，両コア試料におンター共に形成された．

Keywords: Epithermal deposit, Silica sinter, Illite, Steam heated zone
Corresponding author: *Masaya Koseki: masayakoseki815@outlook.jp

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R8-01
インド東ガーツ造山帯境界衝上断層：
2D 熱モデリングの結果
佐藤史彦*, 中久喜伴益, ダス カウシク
(広島大・院・理)“Hot-on-cold” boundary thrusting, Eastern Ghats Belt, India:
Results of 2D thermal modelling
Fumihiko Sato*, Tomoeki Nakakuki, Kaushik Das(Hiroshima Uni. Grad. Sci)

造山帯とクラトンの境界領域は、複数の変むグラニュライトのモナザイト U-Th-total P

成作用、変形、地殻流体活動を経験しており、b (EPMA) 年代測定および岩石学データに

大陸の成長と進化に関する重要な情報を保より、この地域は 1000-900 Ma に深部地殻で持している。そして、境界領域における造山

ピークとなる超高温変成作用を受けたこと

運動中の温度構造については、造山運動を数が明らかになった。その後の最も若い熱イベ

値シミュレーションにより再現することにントは、珪長質片麻岩に 650-550 Ma と記録

よって得られる温度構造と、岩石学的証拠かされている。この最も若い年代は、境界断層

ら得られる温度構造を比較検証することがから両側数 km 以内でのみ見つかり、境界付有用である。

近で最も顕著である[1]。この年代の地域的な

インド東ガーツ帯(EGB)は Proterozoic の造

広がりは、インド大陸と EGB の最終合併時

山帯で、インドの東海岸に沿って北東-南西方の衝上断層運動に関連していると考えてい向に約 1000km で広がっている。そして Archる。また、この熱のオーバープリントは角閃

ean の Bastar クラトン(BC)がそのすぐ西に位岩-グラニュライト相まで達した。

置している。詳細な構造地質学、岩石学、地ピーク後の冷却過程を理解するため、この

質年代学の研究から、深部地殻である EGB と年代分布を岩石学的な温度構造モデルの境浅部地殻である BC の間に衝上断層運動が起界条件とし、衝上断層運動の数値シミュレー

こったことが分かっており[1]、この運動をションを行った。本発表では 2D モデルの現“Hot-on-cold” thrusting と呼称する。

状結果を示し、岩石学的モデルとの比較を行本研究地域は EGB の境界断層から東に約10 km 離れた地域である。Crn+Spl+Grt を含う。数値解法は、熱移流拡散方程式を基礎式とする有限体積法に基づいている。

References: [1] Chatterjee et al. (2017) Lithos, 290–291, 269–293.
Key words: 2D thermal modeling; Hot-on-cold thrusting; Orogen-boundary shear zone; EGB, India*Corresponding author: E-mail address (m195399@hiroshima-u.ac.jp)

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R8-02
Eclogite blocks within the serpentinite body in the Gotsu area, SW
Japan and its relation with surrounding blueschists
Md Fazle Kabir* (Fujii Consulting and Associates),
Akira Takasu and Shunsuke Endo (Department of Earth Science, Shimane University)
The glaucophanic Sangun belt exposed in the Inner zone of SW Japan underwent high-P/T type
metamorphism. Based mainly on the metamorphic age, the Sangun belt is divided into two belts, e.g.
the older Renge (330–280 Ma, c. 300 Ma), and the younger Suo metamorphic belt (230–160 Ma, c.
200 Ma) (Nishimura, 1998). The Suo belt is characterized by high-P/T-type schists and underwent
metamorphism at pumpellyite–actinolite facies to epidote–blueschist facies (Nishimura, 1998) withthe presence of rare epidote–amphibolite facies (Hashimoto, 1990). Serpentinites and associatedmetagabbroic rocks occur sporadically as small blocks or lenses throughout the belt. In the Gotsu areaof the Hazumi-minami Formation consists mainly of pelitic schists with intercalations of basic,
siliceous and psammitic schists. Blueschists occur as lenses or layers within pelitic schists. The peakmetamorphic conditions of blueschists are estimated as 475–500 °C and 14–16 kbar, suggesting theglaucophane schist facies conditions (Kabir et al., 2018).
The eclogitic mineral assemblage of garnet+omphacite found in a garnet-glaucophane schist in
the Gotsu area. The eclogitic garnet-glaucophane schist consists mainly of garnet, amphibole (sodic,
sodic-calcic and calcic: Gln, Wnc, Brs, Mkt, Act, Mhb, Ed, Prg), albite, epidote, and chlorite, withminor amounts of phengite (Si 6.60–7.35 pfu), omphacite (XJd 0.29–0.41), K-feldspar, rutile, titanite,hematite, and quartz. Porphyroblastic garnet with a maximum diameter is 8mm across and contains
inclusions of omphacite, epidote, chlorite, albite, K-feldspar, rutile, titanite, and quartz, and it isreplaced by chlorite, albite, and K-feldspar along the rim and cracks. Schistosity-forming amphiboles
are mostly barroisite in composition. Glaucophane occurs in the core of barroisite, and the barroisite
is rimmed by actinolite. These glaucophanes sometimes contain inclusions of calcic amphibole (Act,Mhb, Ed, Prg). Albite occurs as a large porphyroblast and contains all the matrix minerals. Phengites
occurring as inclusion in epidote have slightly higher Si (6.60–7.35 pfu) than those as inclusion in
albite (Si 6.80–7.10 pfu).
The garnet-glaucophane schists suffered two folds metamorphic events, precursor, and eclogitic
metamorphic event. The precursor metamorphic event suggesting relatively high-temperature
metamorphic conditions such as the amphibolite facies at 600–610 °C and 5–8 kbar. Garnet,
omphacite, glaucophane, and phengite are the constituents of the peak eclogitic metamorphic stage,
and these suggest eclogite facies metamorphic conditions. The peak metamorphic conditions are
determined using pseudosection modeling in the NCKFMASHO system, and the peak conditions are
estimated as, 585–600 °C and 22–23 kbar. The peak metamorphic conditions show significantly
higher pressure and temperature than that blueschist reported by Kabir et al. (2018).
In the Gotsu area, a small block of eclogite occurs within the serpentinite body. The peakmetamorphic conditions of eclogite is estimated as 570–580 °C and 24–25 kbar, and the metamorphic
conditions are similar to that of garnet-glaucophane schists, except for the precursor metamorphic
event. The Gotsu eclogite occurred within the serpentinite body and the mode of occurrence andestimated P–T conditions are similar to those of the Hakuba, Omi and Osayama areas of the Renge
belt (Tsujimori, 2002; Tsujimori & Liou, 2004; Kabir & Takasu, 2016). Suggesting that the Gotsu
eclogitic rocks probably belongs to the Renge metamorphic belt. Further geochronological study todate the peak metamorphic age (LA-ICP-MS/SHRIMP zircon) is needed to fully characterize that the
Gotsu eclogites are belonged to either Suo metamorphic belt or in the Renge.
References
Hashimoto (1990) Journal of Mineralogy Petrology and Economic Geology, 85, 37–42. Kabir & Takasu (2016)
Abstract, Annual Meeting of the Japan Association of Mineralogical Sciences, 220. Kabir et al. (2018)
Mineralogy and Petrology, 112, 819–836. Nishimura (1998) Journal of Metamorphic Geology, 16, 129–140.
Tsujimori (2002) International Geology Review, 44, 797–818. Tsujimori & Liou (2004) International Geology
Review, 47, 215–232.
Keywords: Suo-Renge metamorphic belt, Gotsu area, eclogite, serpentinite body*Corresponding author: fazlekabir@gmail.com

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R8-03
鳥取県日南町のジュラ紀周防変成岩の変成・変形履歴
遠藤俊祐＊・衛藤充正（島根大）

Metamorphic and structural evolution of the Jurassic Suo metamorphic
rocks in the Nichinan area, SW Japan
S. Endo* and M. Eto (Shimane University)

周防変成岩は西南日本内帯の後期三畳紀

どがアルバイト斑状変晶内に見出された．岩～ジュラ紀高圧変成岩である．鳥取県日南町

石組織観察および相平衡解析により，緑れん

は Hashimoto (1973) によるバロア閃石片岩

石青色片岩相の昇温期，ざくろ石＋単斜輝石の記載以降，最高変成度域として知られ，が安定な圧力ピーク期，緑れん石角閃岩相へ

Shibata and Nishimura (1989) は 177±8 Ma のの等温減圧，緑色片岩相へ至る後退変成期とバロア閃石 K–Ar 年代を報告した．同地域はいう時計回り P–T 履歴が導出された．

西南日本ジュラ紀沈み込み帯の実態解明に同地域は 2 段階の片理を形成する高歪延性

おいて重要地域であるが，Hashimoto 以降，

変形（D1，D2）が認識できる．アルバイト

詳しい研究は行われていない．そこで本研究

斑状変晶は D1 と D2 の間に成長し，D2 同時

は，同地域の周防変成岩の地質調査および変成長のリムを伴う．苦鉄質片岩では D2 期に成・変形履歴の検討を行った．

緑泥石が出現している．泥質片岩の基質片理

日南町には，ざくろ石とアルバイト斑状変

は D2 であるが，苦鉄質片岩層内には D1 片晶を含む粗粒の泥質片岩が広く分布する．苦理と D2 片理の重複がみられる．D1 と D2 は鉄質片岩（バロア閃石片岩）は，従来の認識それぞれ等温減圧と後退変成期に関係づけ

より大規模であり，厚さ 50 m に達する側方

られ，D2 歪の最大伸長方向は東西である．

連続性の良い層をなし，珪質片岩を伴う．そ

ジュラ紀周防変成岩は，沈み込み時に緑れのほか，アンチゴライト蛇紋岩が泥質片岩中ん石青色片岩相を経る「温かい」沈み込み帯のブロックとして散在する．

での形成が示唆される．また，泥質岩中にコ

苦鉄質片岩は，バロア閃石＋緑れん石＋ア

ンピテントな苦鉄質岩が側方連続の良い層

ルバイト＋石英＋チタナイト＋フェンジャをなし，蛇紋岩化マントルとの著しい混合をイトの組合せを普遍的に含み，アルバイトは示さない．上昇後期に arc-parallel に近い延性

斑状変晶をなす．初期の変成ステージのレリ伸長変形を受けている．以上の特徴は，白亜ックとして，ざくろ石，藍閃石，エジリンオ

紀三波川変成岩と共通し，両者は「コヒーレージャイト，ルチル，高 Si フェンジャイトなント型」高圧変成帯として類型化できる．

Keywords: barroisite, glaucophane, Jurassic, Suo metamorphism*Corresponding author: s-endo@riko.shimane-u.ac.jp

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R8-04

Na2CO3‒H2O 流体中のルチル溶解度と Ti 溶存種に関する実験的研究
高橋菜緒子 1, 鎌田誠司 1,2, 辻森樹 1,3, 中村美千彦 1 (1. 東北大・院理, 2. 東北大・学際科学フロンティア研, 3. 東北大・東北アジア研究センター)

Experimental study on rutile solubility and Ti-species in Na2CO3–H2O
fluidsNaoko Takahashi*1, Seiji Kamada 1,2, Tatsuki Tsujimori 1,3, Michihiko Nakamura 1 (1. Grad. Sch. ofSci., Tohoku Univ., 2. FRIS, Tohoku Univ., 3. CNEAS, Tohoku Univ.)
炭素を含む水流体と鉱物の反応は、地殻・600℃までのその場観察から、Na2CO3 水溶液

マントルにおける岩石‒水相互作用及びそのに対する石英の溶解度が同じ P‒T 条件での純元素輸送の理解に重要である。近年、高圧変粋な水への溶解度よりも桁で高いことを示し成岩の観察や実験的研究、熱力学モデリング

た。さらに 800℃までの加熱中に、ルチル結により沈み込み帯の温度圧力条件で流体中に晶が徐々に小さくなっていき、急冷過程では炭酸イオンおよび重炭酸イオンが安定的に存ルチルが溶液から試料室内壁に再晶出した。

在 す る こ と が 示 さ れ た ( 例 え ば 、 Schmidt

TiO2‒H2O 系の先行研究の結果と比較すると、2014; Galvez et al. 2015)。しかしながら、そ本実験ではより低温でより多くのルチルが溶

れらの陰イオンが高温高圧下で鉱物の水流体解していた。一方、ジルコンの結晶サイズがへの溶解に与える影響を明らかにした実験的変化しなかったことから、ジルコンよりルチ

研究は少ない。

ルの方が Na2CO3 水溶液に対して高い溶解度

本研究では、沈み込みスラブ中で HFS 元素を持つことが示唆された。これらの結果は、の主要なホスト鉱物であるルチルの水流体へ

超高圧変成岩に産する炭酸イオンや重炭酸イの溶解に対する炭酸イオンや重炭酸イオンのオンを検出した流体包有物中の娘鉱物として効果を調べた。地殻条件は外熱式ダイヤモンのルチルや、変成岩脈中に炭酸塩鉱物と共存

ドアンビルセルを用いて再現した。合成ルチ

する大量のルチルを説明できる可能性がある。

ルと圧力センサとして用いるジルコン、石英、 本発表では、決定したルチル溶解度を先行研
1 mol/kgH2O 以下の Na2CO3 水溶液を試料室究と比較し、さらに同時測定した溶液のラマに封入し、800℃まで加熱を行った。高温下でンスペクトルから流体中の Ti 溶存種についの圧力と溶液中の溶存種の情報を得るため、て議論を行う。

同時にラマンスペクトルの測定を行った。
Keywords: rutile, solubility, carbonate and bicarbonate ion, externally-heated diamond anvil cell
*Corresponding author: naoko.takahashi.t1@dc.tohoku.ac.jp

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R8-05
Lithology dependent stress accommodation mechanisms of shallow
crustal faults in vicinity of Main Frontal Thrust, Himalayas
Dyuti Prakash SARKAR*(Hiroshima Univ.), Jun-ich ANDO (Hiroshima Univ.), Kaushik DAS(Hiroshima Univ.), Gautam GHOSH (Presidency Univ.), Prabir Dasgupta (Durgapur Govt. Coll.)
The nature of the shallow crustal faults has been widely studied for elucidating their stressaccommodation mechanisms leading to stress localizations and ultimately stress release by rupture orcreep mechanisms. In the recent years, there has been a paradigm shift in interpretation of the natureof these faults (Collettini et al., 2019) indicating the heterogenous nature of the fault in response totectonic stresses. In the present study, we have focused on elucidating the nature of deformation
mechanisms developed in Nahan Thrust (NT), a shallow crustal thrust fault within the Main Frontal
Thrust (MFT) sheet of the Himalayan Fold Thrust belt (Bose et al., 2009). In the studied locality, NT
has developed within the alternation of quartz-rich and phyllosilicate-rich sandstone of the Paleogene
Dagshai Formation. It forms a wide damage zone of 110 m and a fault core of 40 m. The damage zoneof NT shows dominantly brittle deformation with increasing degree of brecciation toward the fault core.
The fault core exhibits alternating layers of grey-green gouge and red gouge with a single layer ofultracataclasite (forming black gouge). Calcite vein fragments present with the damage zone rocks andfault core, show development of deformation twins, that suggests a deformation temperature of ~170℃(Rowe and Rutter, 1990; Ferrill et al., 2004). The major minerals were identified by SEM-EDS and
EPMA. The modal mineral analysis of the fault core and intact rocks were determined from thegrayscale SEM-BSE images by ImageJ software (Schneider et al., 2012), indicating the formation ofdifferent zones within the fault core based on the lithology of individual layers of the rock. Grain size
analysis of the fault core rocks by ImageJ and microstructural observations show the dependence ofinherited mineralogy in generation of microstructures and therefore the deformation mechanisms.
Based on the microstructural observations, the quartz-rich sandstone has dominantly deformed byfracturing and cataclasis with minimum effects of fluid alteration during the fault activity. The
phyllosilicate-rich sandstone, however, has exhibited pervasive alteration and generation of finer
phyllosilicates, with deformation dominantly by pressure solution creep and low-temperature
dislocation creep. Therefore, the fault core of NT is a product of the preferential activation of
deformation mechanism within a multi-layered lithology comprising of quartz-rich and phyllosilicaterich sandstone . The black gouge indicates release of stress build-up within the quartz-rich layers bypossible seismic slip (Tesei et al., 2014), as evidenced from the presence of sub-microscopic circular
gas escape structures and clay clast aggregates or CCA (Boutareaud et al., 2008) due to shear heating.
Keywords: MFT, NT, Fault gouge, CCA, Calcite e-twins
References: Bose et al., (2009), Journal of Struc. Geol.; Boutareaud et al., (2008), Geophys. Res. Lett.; Collettini
et al., (2019), J. Geophys. Res. Solid Earth; Ferrill et al., (2004), Journal of Struc. Geol.; Rowe and Rutter, (1990),
Journal of Struc. Geol.; Schneider et al., (2012), Nat. Methods; Tesei et al., (2014), Earth Planet. Sci. Lett.
Corresponding author: sarkardp16@hiroshima-u.ac.jp

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R8-06
Zr-in-rutile 温度計を用いた超高温変成岩の変成温度－
圧力－溶融履歴の解析：東南極リュツォ・ホルム岩体
ルンドボークスヘッタの例
鈴木康太＊、河上哲生（京都大・院理）Pressure-temperature-melting history of ultrahigh-temperature
metamorphic rock constrained by Zr-in-rutile geothermometer:
an example from Rundvågshetta in the Lützow-Holm Complexof East Antarctica
Kota SUZUKI* and Tetsuo KAWAKAMI (Kyoto Univ.)
超高温変成岩は一般的に珪長質片麻岩中は、先行研究によって実験的に制約された変にレンズ状や層状に産するが[e.g., 1]、母岩の成ピーク条件[4]の上限とほぼ整合的であっ珪長質片麻岩には超高温条件の指標鉱物組

た。また、基質の鉱物反応組織に基づいて、合せは見られず、温度－圧力履歴の解析もほ先行研究と整合的な等温減圧過程[e.g., 5]をとんどされていないため、超高温変成岩と母確認した。

岩の成因関係が不明なことが多い。我々は近以上よりルンドボークスヘッタ地域では、

年、ルンドボークスヘッタ（東南極リュツォ・

超高温変成岩の方が母岩の Grt-Sil 片麻岩よホルム岩体）に産する超高温変成岩を取り囲りも約 100 oC 高い変成ピーク条件を記録しむ Grt-Sil 片麻岩に対して Zr-in-rutile 温度計ていることが分かった。母岩のみ後退変成作[2]を適用し、温度－圧力－溶融履歴を解析

用の影響を強く受けた可能性もあるが、両岩した[3]。その結果、Sil 安定領域内の約 850-

相の成因関係を解明するために、更なるペトo930 C の変成ピーク条件下で部分溶融が起ロクロノロジー的研究が必要である。また、きたことを明らかにした[3]。

超高温変成岩中の Grt のコア部から得られた

一方、本研究では、Grt-Sil 片麻岩中に層状

温度－圧力－溶融条件は、マントル部から得に産する超高温変成岩（Grt-Opx-Sil 片麻岩）られた変成ピーク条件以前の、昇温変成期のに対して同様の手法を適用し、温度－圧力－

ものである。したがって本研究手法は、超高溶融履歴を解析した。Grt 中のリンによる組

温変成岩の昇温過程の解明に有効である。

成累帯構造を用いて、Grt のコア、マントル、リムを定義した。コア部にはナノ花崗岩包有物、Sil、マントル部には Spr+Qtz、Ky、Sil、リム部には Sil がそれぞれ包有されていた。
Grt 中に包有される Rt に対して Zr-in-rutile 温度計[2]を適用した結果、Sil 安定領域内で部
分溶融を 伴って 成 長した コア部か らは約840-920 oC、Sil/Ky の安定領域境界近傍で成長したマントル部からは約 1030 oC、Sil 安定領域内で成長したリム部からは約 800-860o

C の温度－圧力条件を得た。これらの中でも、マントル部から得られた温度－圧力条件

一般社団法人日本鉱物科学会2020年オンライン年会講演要旨

引用文献：[1] 小山内ほか, 2017, 地質学雑誌, 123,
879-906. [2] Tomkins et al., 2007, JMG, 25, 703-713.
[3] Suzuki and Kawakami, 2019, JMPS, 114, 267-279.
[4] Kawasaki and Motoyoshi, 2006, Antarctica:
Contributions to global earth sciences, 23-36. [5]Motoyoshi and Ishikawa, 1997, The Antarctic region:
Geological Evolution and Processes, 65-72.
Keywords: UHT, trace element, partial melting,nanogranite inclusion, prograde*Corresponding author:
suzuki.kouta.22u@st.kyoto-u.ac.jp

R8-07
Mélange formation at high T and P during subduction initiation:
clues from Dalrympole amphibolites, Palawan Ophiolite
Gabriel Theophilus Valeraa*, Tetsuo Kawakamia, Betchaida Payotb
aDepartment of Geology and Mineralogy, Graduate School of Science, Kyoto University
bNational Institute of Geological Sciences, University of the Philippines

Metamorphic soles are slivers derived from the subducted oceanic lithosphere and welded at the base ofophiolitic sequences. They record an inverted thermal gradient and are formed during the early stages ofsubduction. Metamorphic soles therefore record the deformation and metamorphism during the first few
million years of intra-oceanic subduction1. In this study, the metamorphic sole of the Late Eocene
Palawan ophiolite is investigated. The Palawan ophiolite, exposed in western Philippines, represent a
trapped oceanic lithosphere emplaced due to the collision of continental and island arc terranes in thisregion2. Structurally below the mantle peridotites of the ophiolite are high grade metamorphic rocks
collectively referred to as the Dalrympole amphibolites. These metamorphic rocks crop out extensively
in Botoon point and Dalrympole point. In Botoon point metamafic blocks (amphibolites and epidote
amphibolites) are surrounded by a sheared schistose matrix. In Dalrympole point, the exposure is divided
into a coherent epidote amphibolite block with occasional amphibolite lenses and a block-dominatedzone where garnet amphibolites, metapelitic schists and metacherts are interlayered. The matrix inDalrympole point are already extensively replaced by muscovite (ms) and chlorite (chl).
Field characteristics suggest that the history of this metamorphic sole can be divided into distinct phases.
Phase 1 corresponds to the metamorphism and deformation associated with the subduction of the oceanicslab. The P-T conditions of Phase 1 is preserved in the blocks. Garnet amphibolite sample TK9 forexample is composed of garnet (grt) set in a matrix of hornblende (hbl), rutile (rt), epidote (ep), quartz(qz) and rare kyanite (ky). The grt exhibits prograde zonation with Mn-rich (Sps15-25), low Mg# (0.170.27) cores and Mn-poor (Sps13-17), high Mg# (0.42-0.47) rims. Zr-in-rutile thermometry3 and Raman
barometry of qz in grt4 applied to the inclusions in the core of grt constrain the P-T at 625oC and 11.5
kbars, while rt and qz included at the rim of grt suggest peak metamorphic conditions of 700oC; 13 kbars.
Subsequent deformation along the interface of the subducting slab and overlying mantle (Phase 2) thenpossibly resulted to the formation of ky-rich matrix surrounding relatively competent blocks. This Phase
is further subdivided into two substages which occurred within the ky-stability field. Phase 2a matrix(matrix 2a) is composed of varying proportions of ky, hbl, biotite (bt), grt and ilmenite (ilm). The grt are
fine-grained and typically unzoned although subtle prograde zonation is observed in some grains. The
matrix 2a sample TK2 composed of ky, grt, rt and qz was used to estimate the conditions for Phase 2a.
Raman barometry was applied to qz grains included in grt which are in turn hosted in ky. Zr-in-rutile
thermometry was applied to rt inclusions in ky. The P-T conditions obtained (700oC; 12.9 kbars) arecomparable to peak Phase 1 P-T suggesting extensive deformation at relatively high T and P. Foliation
parallel quartz lenses further indicate the presence of fluids during or prior to this phase. Quartz-kyanite
and ky-only veins also crosscut the blocks and matrix 2a in Botoon. A subsequent deformation event(Phase 2b) is evidenced by the formation of matrix 2b (paragenesis: bt-ky-hbl-orthoamphibole) whichcross-cut matrix 2a. Matrix 2a also occur as locally-derived clasts in some sections of the exposure.
Lastly, a retrogression stage (Phase 3) was possibly promoted by migrating fluids. Phase 3 is preserved
as fine ms surrounding ky and chl and ep replacing earlier stage grt, hbl and bt.
Keywords: Dalrympole point, metamorphic sole, mélange*Corresponding author: gtv.valera@gmail.com
References: 1Agard, P., et al., 2016. Earth Planet Sc Lett 451, 208-220; 2Encarnacion, J. et al., 1995., J Petrol 36,
1481-1503; 3Tomkins, H.S. et al., 2007. J Metamorph Geol 25, 703-713; 4Angel, R.J. et al., 2014. Am Mineral 99,
2146-2149.

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R8-08石英–藍晶石系を用いたラマン地質圧力計：
四国三波川帯・石英エクロジャイトの例
冨岡優貴*, 纐纈佑衣（名古屋大）, 田口知樹（早稲田大）

Raman geobarometry using the quartz–kyanite system:
Application to quartz eclogite from the Sanbagawa belt, Shikoku island
Yuki Tomioka*, Yui Kouketsu (Nagoya Univ.), Tomoki Taguchi (Waseda Univ.)
変成岩の形成温度圧力条件の推定には、

留圧力値に換算すると 0.16 から 0.89 GPa の共存鉱物間の化学平衡を利用した熱力学的幅広い値を示した。残留圧力のばらつきの手法が広く用いられてきた。しかし、近年原因について評価するため、石英包有物のは包有鉱物が保持する残留圧力をラマン分粒径を計測したが、残留圧力との間に有意

光法によって見積もり、変成圧力に換算すな相関は見られなかった。また、ラマンマ

る「ラマン地質圧力計」の開発が進んでいッピングを行い、包有物内の残留圧力分布

る。特に石英包有物–ザクロ石ホストの組みを確認したが、ホスト鉱物との境界部を除

合わせを用いたラマン地質圧力計は有用な

いて顕著な偏りは確認できなかった。その手法として提案されており、従来の熱力学ため、残留圧力のばらつきは包有物が完全的解析によるものと調和的な変成条件が見に包有された際の様々な温度圧力条件を反[1]

積もられている 。一方、ザクロ石は固溶体映していると考えられる。数値計算モデルの組成により物性パラメータが変化するたを用いて残留圧力の最高値（0.89 GPa）からめ、天然のザクロ石を端成分と仮定した計

推定した変成条件は、先行研究[2]の熱力学的算には理論的誤差が生じるという問題点が解析によって見積もられたピーク変成条件あった。

（2.3–2.4 GPa/675–740 ℃）とよく一致しそこで、本研究では包有物に石英、ホスた。また、サンプル採取地点別の最高残留

ト鉱物に藍晶石を用いた新しい系のラマン

圧力値に有意な差は認められず、権現地域

地質圧力計について検証した。石英–藍晶石に産する石英エクロジャイトは広域的にプ系は固溶体について考慮する必要がなく、レート収束域深部まで沈み込んでいたことそして広い温度圧力条件で安定に存在するが示唆された。

ため、実用化されれば様々な地域の高圧型変成岩に適用できる可能性がある。

本研究によって、藍晶石はホスト鉱物の条件を満たしており、石英–藍晶石系を用い分析試料として、四国中央部三波川帯権てピーク変成条件を推定できることが示さ

現地域に産する石英エクロジャイトを用いれた。包有物・ホスト鉱物の異方性を考慮た。3 地点の計 7 試料において厚さ～100した研究を今後進めることで、ラマン地質

m の岩石薄片を作成し、藍晶石ホストに完

圧力計はさらに汎用性の高い手法になると全に包有されている石英粒子の中心部につ考えられる。

いてラマン分光分析を行った。石英包有物
236 粒子のラマンスペクトルは、圧縮応力に[1] Kouketsu et al. (2014) AM, 99, 433–442.

よる高波数側へのピークシフトを示し、残[2] Miyamoto et al. (2007) JMPS, 102, 352–367.

Keywords: Raman spectroscopy, Geobarometer, Residual pressure, Kyanite, Quartz*Corresponding author: y.tomioka@nagoya-u.jp

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R8-09アンチゴライトに記録された蛇紋岩化の歴史：
西南日本三波川変成帯 白髪山地域の例
纐纈佑衣 1、安藤宏太 1、坂口イロナ 1、伊神洋平 2、道林克禎 1(1 名古屋大学大学院環境学研究科、2 京都大学大学院理学研究科)

Serpentinization history recorded in antigorite: A case study of the
Shiraga-yama area, Sanbagawa metamorphic belt, southwest Japan
Yui Kouketsu1*, Kota Ando1, Ilona Sakaguchi1, Yohei Igami2, Katsuyoshi Michibayashi1(1 Nagoya University, 2 Kyoto University)
四国中央部三波川変成帯の白髪山地域でType1 に含まれるアンチゴライトは、Mg-採取された蛇紋岩中に含まれるアンチゴラ

rich な化学組成を持ち、m 値(a 軸方向の SiO4

イト粒子について、ラマン分光分析、EPMA、四面体の数)は 18-19 の値を示した。Type2 に

FIB-TEM を用いて分析し、蛇紋岩化したタイ

含まれるアンチゴライトは、Fe-rich な化学組

ミングを検証した。研究対象地域に産する蛇成で、m 値は 15-16 の値を示した。本研究で紋岩はウェッジマント起源とされており、中鉄の酸化状態は評価できていないが、化学組

央部に位置する白髪山周辺には 1km を超え成の特徴から Fe3+を多く含んでいることが示

る大規模な蛇紋岩体(白髪山蛇紋岩体)が露出唆された。Type3 は Type1 に近い化学組成のしている。また、白髪山蛇紋岩体の周辺には特徴を示すが、Al に富む傾向がある。それぞ

数百 m 程度の小規模な蛇紋岩ブロックが点れのタイプに含まれるアンチゴライトのラ在している。蛇紋岩は微細組織の違いから、

マンスペクトルを比較した結果、Type1 とType1 (白髪山蛇紋岩体に含まれる蛇紋岩)，

Type2 で明瞭なピーク位置の違いが確認されType2 (白髪山地域に点在する小規模なブロ

た。Type3 は、Type1 と同様な傾向を示すが、ックに含まれる蛇紋岩)，
Type3 (白髪山蛇紋岩

一部は Type2 に近いピーク位置の特徴を示し

体のスラブ－マントル境界に相当する東境た。化学組成との相関を検証した結果、界の蛇紋岩)の 3 タイプに分類した。

377cm-1 付近の Si-O 結合ピークは Si が Fe3+にType1 に含まれるアンチゴライトは、変成置換された結果を、229cm-1 付近の O-H 結合

かんらん石に囲まれており、ピーク温度前のは Mg が Fe2+に置換された影響を反映してい沈み込み期のウェッジマントルの加水作用ると解釈された。

によって形成されたと解釈される。Type2 に

これらの結果から、Type1 と Type3 は沈み含まれるアンチゴライトは、変成かんらん石

込み期に加水した情報を保持しているのにを切って成長しており、ピーク温度後の上昇

対し、Type2 と Type3 の一部のアンチゴライ

期の加水反応によって形成されたと解釈さ

トは上昇期の浅部において、Fe-rich な酸化流れる。Type3 は変成かんらん石やブルース石体と反応して形成された事を示唆する。ラマを含んでいないため、スラブから供給された

ン分光法は EPMA や TEM に比べて分析が簡Si-rich な流体によって蛇紋岩化したと報告

便であるため、様々な地域の蛇紋岩の形成履されている(Kawahara et al., 2016_LIthos)。

歴を解明するのに有用なツールとなり得る。

Keywords: Antigorite, Serpentinite, Sanbagawa metamorphic belt, Raman spectroscopy, FIB-TEM*Corresponding author: kouketsu.yui@nagoya-u.jp

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R8-10東南極ナピア岩体, Fyfe Hills における花崗岩質片麻岩の年代論・成因論
遠藤美空*・加々島慎一*・植田勇人**(*山形大学 **新潟大学)

Zircon U-Pb ages and trace elements of granitic gneiss from
Fyfe Hills in the Napier Complex, East Antarctica
Miku. Endo*・Shin-ichi. Kagashima*・Hayato Ueda**(*Yamagata University
本研究地域は東南極ナピア岩体西側沿岸部に位置する Fyfe Hills である. およそ 4.0～**Niigata University)
から中央部にかけて同時期に熱イベントがあったことを示唆している.

3.8 Ga のトーナライト質火成活動とその後

火成ジルコンの REE パターンからは,の超高温変成作用(2.6～2.5 Ga)による変火成

HREE の枯渇と Eu の小さな負の異常がみら岩, 変堆積岩と, 原生代の地殻熱イベントのれた. これは HREE の分配係数が大きいザ

ダイクからなる(Sandiford and Wilson, 1986).

クロ石が平衡共存したためにジルコンへの研究試料は第 46 次日本南極地域観測隊行動分配が制限されたことと長石の成長に起因で採取された花崗岩質片麻岩である. 鉱物

する. 一方変成ジルコンの REE パターンは分離によるジルコンの抽出とマウンティン

HREE に富む右肩上がりの勾配を持ち Eu のグを行い CL 像観察, LA-ICP-MS を用いた U-

大きな負の異常が特徴的である. これはザ

Pb 年代測定, REE 測定を行った.

クロ石とジルコンの非平衡共存を示唆して

火成ジルコンからは 2437±24 Ma の年代いる.

値が得られた. これは Fyfe Hills の新しい地

ナ ピ ア 岩 体 は 反 時 計 回 り の P-T path

殻構成要素であり, 超高温変成作用の温度(Motoyoshi and Hensen, 1989)と変成期間が長下降期に形成した局所的なイベントと推測期的であること(Hokada et al., 2003)から安定

さ れ る . 変 成 ジ ル コ ン の Inherited igneous的なテクトニック環境である海洋プレート

core から得られた 2622 Ma は先行研究によの沈み込みに伴う超高温変成作用を受けたって Carson et al., 2002a によって報告されたと考えられる(Kelsey and Hand, 2015). 海嶺のTonagh Island の年代値, さらに Suzuki et al.,

沈み込みがスラブウィンドウを形成し, そ2006 によって報告された Mt. Riiser-Larsen のの間をアセノスフェア性のマントルが上昇

年代値と一致する. また本研究で測定されするという超高温変成作用が起こる環境下た 2580 Ma は Horie et al., 2012 によって測定において, Fyfe Hills の花崗岩質片麻岩はスラされた Mt. Cronus の年代値と一致し, ナピア

ブウィンドウの真上や, 海洋プレートと大岩体における他地点との地質年代の一致を

陸プレートの接触する地点付近で局所的にもたらした. これはナピア岩体西側沿岸部形成したと考えられる.

Keywords: Antarctica, ultrahigh-temperature, zircon U-Pb age, REE
E-mail:s205016m@st.yamagata-u.ac.jp

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R8-11
肥後変成帯のかんらん石を含む超苦鉄質岩にみられる
高温交代作用柳

綾彦（元千葉大学大学院）、角替敏昭（筑波大学）

High-Temperature metasomatism of an olivine-bearing ultramaficrock from the Higo metamorphic complex
Ayahiko Yanagi※ (former Chiba Univ.), Toshiaki Tsunogae (Univ. Tsukuba)
九州中央部西側に位置する肥後変成帯高低い XMg (= 0.87) 値をもち NiO に著しく乏

温部の泥質岩中には、かんらん岩などの超苦しい。スピネル (XMg = 0.75) も Cr をほぼ含鉄質岩類の産出が報告されている。このかん

まないことから、これら鉱物組合せは変成作

らん岩（竹葉石）は、粗粒で伸長したかんら

用起源といえる。特に Na を含むゼードル閃ん石を含み、水田 (1978)、西山ほか (2012)、

石は、サフィリンや Mg 十字石を含む高温～

惠口ほか (2012) で形成過程や温度圧力が超高温泥質変成岩 (例えば Tsunogae & Van

詳しく議論された。今回、同岩帯高温部に相Reenen 2006 の南アフリカ Grt-Ged 岩) から当する熊本県松橋町から採取されたかんら報告されている。また 600℃,6 kbar 付近で、ん石やスピネルに富む超苦鉄質岩について、マグマからの流体と泥質岩中の菫青石が反高温下での交代作用について考察した。この

応して形成された Na 含有ゼードル閃石＋黒

岩石は優黒質で風化面に伸長したかんらん

雲母を含む組合せ (Safonov et al. 2014) の報石が多数浮き出て見える。かんらん石は未変告がある。Si に乏しく Al に富む岩石中に Na

質で厚さ 2 cm、長さ 3 cm ~ 5 cm の板状であを含むゼードル閃石があり、本岩石は高温下り一部樹枝状を呈する。ただし鏡下ではこので交代作用を受けた超苦鉄質岩である可能

かんらん石は細粒のかんらん石の集合体か性がある。黒雲母が高い XMg を示し F や Cl

らなり板状ではない。かんらん石の周囲はスに乏しいことから、黒雲母は後退時に加水な

ピネルや黒雲母が埋めている。鉱物組合せは、どに伴い成長した。なお岩石は高温下での部

かんらん石＋スピネル＋黒雲母 (XMg = 0.92,

分融解の関与も考えられる。また肉眼で板状TiO2 = 1.41 – 1.65 wt%, F = 0.35 wt%) ＋Na 含に見えるかんらん石部分にスピネルが直線

有ゼードル閃石 (XMg = 0.87, NaO = 2.4 wt%,

的に配列するように見える。同高温部のザク

Al2O3 = 18.6 – 19.3 wt%) ＋ 燐灰石である。

ロ石セクター構造を示す泥質岩 (Yoshimura

鉱物組成から、この岩石は SiO2 に乏しく

& Obata, 1995) と関連がある可能性がある。

MgO に富むと考えられ、本地域のトレモラ

Keywords: olivine, ultramafic rock, high-T

イトを含むかんらん岩と比べると Al2O3 に富metasomatism, Higo complex, Kumamoto

むといえる。EPMA 分析から、かんらん石はCorresponding author: ayahikoyanagi@gmail.com

一般社団法人日本鉱物科学会2020年オンライン年会講演要旨※