planetscope blog

  • 2011-02-28

2-2 千葉石とシリカ鉱物


  本館planetscopeで千葉石の特集ページ作りました!

http://teruteru.bakufu.org/Chibaseki.html


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◆シリカ鉱物たち
今回発見された千葉石はシリカ鉱物ですが、通常、シリカ鉱物の代表といえばなんといっても石英です。
なんとなく「シリカ鉱物」と呼んでしまいますが、天然に産する「シリカ」は以下のように分けることができます。

1)二酸化ケイ素SiO2のみを成分とする結晶質のもの
・α石英(低温石英、α-Quartz)
・β石英(高温石英、β-Quartz)
・鱗珪石(トリディマイト、Tridymite)
・方珪石(クリストバル石、Cristobalite)
・モガン石(Moganite)
・(Lutecite)=モガン石?
・(Lutecine)
・コース石(Coesite)
・スティショフ石(Stishovite)
・Keatite

2)二酸化ケイ素をSiO2を主成分とし非晶質なもの
・蛋白石(オパール、Opal)
・"火山ガラス"(鉱物ではない。黒曜岩など、Silica grass)

3)シリカをホストとする包接化合物
・黒珪石(メラノフロジャイト、Melanophlogite、Ⅰ型)
・千葉石(Chibaite、Ⅱ型)
・「第2の千葉石」(H型)


地表でもっとも安定なのはα石英であり、当然最も普通に見られます。ただし、今まで普通に石英だと思っていたものが実はモガン石Monganiteなどの他の鉱物であることが最近明らかになったということもあります。それについても大変面白く興味深い話ですが、本題の千葉石からそれてしまうので気になる方はこちらのサイト『鉱物箱』のページを参考にどうぞ

千葉石や、2-1で登場した黒珪石(メラノフロジャイト)、そして今回発見され未発表の「第2の千葉石」などのシリカ鉱物も地表では不安定なため、石英に変化していきます。千葉石の場合、千葉石である間は透明ですが、石英になったもの(千葉石仮像の石英)は白濁します。1-1で紹介したように、はじめて発見されたのはそういった千葉石の仮像の石英でした。
黒珪石もやはり地表の通常の環境では石英のほうが安定なので、仮像の石英となって見つかることが多いといいます。

以下ではシリカ包接化合物の鉱物、特に黒珪石と千葉石について、詳しく比較していきます。(シリカの包接化合物の結晶構造については2-1 千葉石と結晶構造をご覧ください)

メラノフロジャイト(黒珪石)
↑画像6 黒珪石(メラノフロジャイトMelanophlogite)
 Loc.Fortullino, Rosignano Marittimo, Livorno Province, Tuscany, Italy
 Mindat.orgの記事より

千葉石
↑画像7 千葉石の結晶 (産経新聞のサイトより 物質・材料研究機構提供)


◆シリカ包接化合物による鉱物
黒珪石(メラノフロジャイト、Melanophlogite)は、千葉石よりもはるかに古く19世紀にはその存在が知られていました。
化学組成は46SiO2・2(CH4,N2)・6(N2,CO2)、正方晶系です。和名は明治時代の鉱物学者がつけたもので、その由来は火にかけるとゲストとして含まれてる有機物が黒変することから来ています。
千葉石と同じく包接化合物ですが、包接化合物であると知られたのは発見からだいぶたった1965年であったといいます。千葉石との違いは、千葉石はメタン、エタンなどの天然ガス成分しかゲストになっていませんが、黒珪石はメタンの他に二酸化硫黄、二酸化炭素、窒素ガスなども含んでいます。成分は産地によって変動すると言われています。
ところで、千葉石も黒珪石と同じくメタンなどの有機物の包接化合物ですから、(もったいなくてそんなことできないですが笑)火で炙ってみたら黒く変色するかもしれませんね。

今回の千葉石の発見にともなって、「第2の千葉石」、黒珪石も同じ標本から見出されています。しかし、黒珪石は千葉石と同じような付加体の冷湧水による環境(後の3-1 千葉石の産地と生成環境で詳しく書きます)からだけでなく、というよりも今まで主に発見されてきていたのは千葉石と異なります。
まず画像6の標本の産地であるイタリアのシシリー島では自然硫黄や方解石の結晶の上に低温低圧下で生成さたものです。シシリー島の自然硫黄はきれいな色と結晶で有名ですが、ここのものは日本各地の火山噴気口で見られる自然硫黄とは異なり、石灰岩の地層に酸性の硫黄成分を含むガスが侵入することによってできたものです。その末期生成物として黒珪石があるようです。
また、アメリカのカリフォルニア州ではドロマイト化作用を受けてドーソン石などを生じている結晶片岩の隙間に1mm程度の黒珪石の立方体結晶が生成しているといいます。日本では群馬県鈩沢が同じような産地ですがまだ黒珪石は見つかってないそうです。
さらに、鉱物同志会の会誌『水晶 11号水晶特集号』(1998年3月)のP.32『新潟県黒岩産の黒珪石仮晶と思われる石英』(堀秀道、徳本明子)によると、火山岩の隙間に生成した沸石の産地である新潟県黒岩にて、立方体結晶をした石英が見つかっており、これが黒珪石の仮像ではないかと書いてありました。


このように、黒珪石と千葉石は大変関連性の高い鉱物ですが全く違う産状で産しています。黒珪石の産状が色いろあるように、今後、千葉石の新たな産状の産地が現れるかもしれません!


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~参考~
・『The Quartz Page』 http://www.quartzpage.de/gen_mod.html
・Wikipedia英語版よりMelanophlogiteの記事
・サイト『鉱物箱』より http://kobutubako.web.fc2.com/Melanophlogite.htm
・鉱物同志会の会誌『水晶 11号水晶特集号』(1998年3月)のP.32『新潟県黒岩産の黒珪石仮晶と思われる石英』(堀秀道、徳元明子)

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コメント

 

てるてるさん、こんにちは。
細かくてスミマセンが、名前の訂正をおねがいします。
徳元→徳本でよろしくです。

とくじろうさん

申し訳ありませんでした。すぐに訂正しますね。

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沢田 輝
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東京大学広域科学専攻D2(駒場キャンパス)
博士課程より、東京工業大学地球惑星科学専攻から移籍しました。
地球惑星科学のなかでも、大陸地殻の成長と進化などといったテーマの地質学・地球化学あたりの研究をしてます。

中学から鉱物コレクションをはじめて早くも15年くらい、鉱物学から地球科学全体へ興味が広がっていって今こうなってしまったという感じの院生です。
石の話や、大学の話、学問とか関係ない雑記も適当に書いていきます。

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