12:30 〜 14:00
[R1-P-17] 長野県大鹿村のカンラン岩中の蛇紋石脈の微細構造
キーワード：クリソタイル、蛇紋石脈、自然鉄
はじめに
蛇紋岩化作用はカンラン石と熱水から蛇紋石を生成する反応で，カンラン石中の2価鉄から磁鉄鉱が生成するため2価鉄の一部が3価鉄になる．そのときに水素が発生し，還元的な環境が形成され，自然鉄，アワルワ鉱などが形成される場合がある(Frost, 1985)．長野県大鹿村のカンラン岩は入沢井と大河原にあり，その中の蛇紋石脈に日本で初めて蛇紋岩化作用で生じる自然鉄が報告され，蛇紋石脈はその前後関係から3段階あり，自然鉄は2段階目のクリソタイル(2Mc1)とブルース石からなる脈に見られるとされた(Sakai and Kuroda, 1983; 岡本ら, 1981)．自然鉄を含む蛇紋石脈について，カンラン石に近い場所はクリソタイル+多角柱状蛇紋で構成され，脈の中心はリザーダイト＋ブルース石＋自然鉄で構成されることを昨年の鉱物科学会で報告した．今回は，自然鉄を含まない蛇紋石脈についてのTEM観察を行い，自然鉄を含む蛇紋石脈と比較した．
方法
長野県大鹿村のカンラン岩について薄片を作成し，肉眼及び偏光・反射顕微鏡観察を行った．全岩及び蛇紋石脈の構成鉱物はX線回折分析(Rigaku Ultima Ⅳ，Rigaku RINT RAPID Ⅱ)で決定した．化学組成・微細組織観察にはSEM (JEOL JSM-7001F) 及びFE-EPMA(JEOL JXA-8530F)を用いた．FIB-SEM及びGATAN PIPSⅡ M-695を用いて薄膜試料を作成し，透過型電子顕微鏡で組織観察・化学組成の測定を行った．
結果
直線的な蛇紋石脈は前後関係から4方向あり，それらをⅠ～Ⅳとした．蛇紋石脈Ⅰ，Ⅱは自然鉄を含まず，蛇紋石脈Ⅲ，Ⅳは自然鉄を含む．蛇紋石脈Ⅰは幅2, 3 mm ～数百μmで，薄片の肉眼観察では黒色，偏光顕微鏡では黒褐色をしている．蛇紋石脈Ⅱは幅2, 3 mm ～数百 µmで，薄片の肉眼観察では灰緑色，偏光顕微鏡で褐色に見える．X線回折実験，SEM観察から蛇紋石脈Ⅰ，Ⅱはクリソタイルとブルース石，磁鉄鉱，アワルワ鉱で構成され，蛇紋石とブルース石は脈中に混在していた．TEM観察の結果，蛇紋石種は結晶性が悪いクリソタイル，クリソタイルと多角柱状蛇紋石の中間のような結晶が存在していた．蛇紋石脈Ⅰのブルース石は最大500 nmの結晶で一部鉄に富む粒子があった．蛇紋石脈Ⅱのブルース石は1 μm 程度の結晶で，蛇紋石との境界の一部に鉄に富む部分がみられる．TEM-EDSマッピングから蛇紋石，ブルース石の化学組成を求めた．蛇紋石脈Ⅰのクリソタイルの#Mgは0.96で，蛇紋石脈Ⅱのクリソタイルの#Mgは0.97だった．蛇紋石脈Ⅰのブルース石の#Mgは0.84，鉄に富む部分は0.83，蛇紋石脈Ⅱのブルース石の#Mgは0.88，鉄に富むブルース石の#Mgは0.83であった．自然鉄を含む蛇紋石脈はクリソタイル+多角柱状蛇紋で構成され，脈の中心にはリザーダイト＋ブルース石で構成される部分があった．自然鉄は楕円形で蛇紋石脈の中心に並んでいた．これらの蛇紋石脈の構造や構成鉱物の差は自然鉄の生成に関連する可能性がある．
参考文献
B.R. Frost; On the Stability of Sulfides, Oxides, and Native Metals in Serpentinite, J. Petrol, 26 (1985) 31-63
岡本 正也，井上 善嗣，黒田 吉益; 長野県大河原付近のかんらん岩より自然鉄の発見, 地質学雑誌, 9 (1981) 597-599
Sakai, Y. Kuroda; Native iron and the associated minerals from the ultramafic masses in the Sanbagawa belt, central Japan, J. Japan. Assoc. Min. Petr. Econ. Geol. 78 (1983) 467-478.
蛇紋岩化作用はカンラン石と熱水から蛇紋石を生成する反応で，カンラン石中の2価鉄から磁鉄鉱が生成するため2価鉄の一部が3価鉄になる．そのときに水素が発生し，還元的な環境が形成され，自然鉄，アワルワ鉱などが形成される場合がある(Frost, 1985)．長野県大鹿村のカンラン岩は入沢井と大河原にあり，その中の蛇紋石脈に日本で初めて蛇紋岩化作用で生じる自然鉄が報告され，蛇紋石脈はその前後関係から3段階あり，自然鉄は2段階目のクリソタイル(2Mc1)とブルース石からなる脈に見られるとされた(Sakai and Kuroda, 1983; 岡本ら, 1981)．自然鉄を含む蛇紋石脈について，カンラン石に近い場所はクリソタイル+多角柱状蛇紋で構成され，脈の中心はリザーダイト＋ブルース石＋自然鉄で構成されることを昨年の鉱物科学会で報告した．今回は，自然鉄を含まない蛇紋石脈についてのTEM観察を行い，自然鉄を含む蛇紋石脈と比較した．
方法
長野県大鹿村のカンラン岩について薄片を作成し，肉眼及び偏光・反射顕微鏡観察を行った．全岩及び蛇紋石脈の構成鉱物はX線回折分析(Rigaku Ultima Ⅳ，Rigaku RINT RAPID Ⅱ)で決定した．化学組成・微細組織観察にはSEM (JEOL JSM-7001F) 及びFE-EPMA(JEOL JXA-8530F)を用いた．FIB-SEM及びGATAN PIPSⅡ M-695を用いて薄膜試料を作成し，透過型電子顕微鏡で組織観察・化学組成の測定を行った．
結果
直線的な蛇紋石脈は前後関係から4方向あり，それらをⅠ～Ⅳとした．蛇紋石脈Ⅰ，Ⅱは自然鉄を含まず，蛇紋石脈Ⅲ，Ⅳは自然鉄を含む．蛇紋石脈Ⅰは幅2, 3 mm ～数百μmで，薄片の肉眼観察では黒色，偏光顕微鏡では黒褐色をしている．蛇紋石脈Ⅱは幅2, 3 mm ～数百 µmで，薄片の肉眼観察では灰緑色，偏光顕微鏡で褐色に見える．X線回折実験，SEM観察から蛇紋石脈Ⅰ，Ⅱはクリソタイルとブルース石，磁鉄鉱，アワルワ鉱で構成され，蛇紋石とブルース石は脈中に混在していた．TEM観察の結果，蛇紋石種は結晶性が悪いクリソタイル，クリソタイルと多角柱状蛇紋石の中間のような結晶が存在していた．蛇紋石脈Ⅰのブルース石は最大500 nmの結晶で一部鉄に富む粒子があった．蛇紋石脈Ⅱのブルース石は1 μm 程度の結晶で，蛇紋石との境界の一部に鉄に富む部分がみられる．TEM-EDSマッピングから蛇紋石，ブルース石の化学組成を求めた．蛇紋石脈Ⅰのクリソタイルの#Mgは0.96で，蛇紋石脈Ⅱのクリソタイルの#Mgは0.97だった．蛇紋石脈Ⅰのブルース石の#Mgは0.84，鉄に富む部分は0.83，蛇紋石脈Ⅱのブルース石の#Mgは0.88，鉄に富むブルース石の#Mgは0.83であった．自然鉄を含む蛇紋石脈はクリソタイル+多角柱状蛇紋で構成され，脈の中心にはリザーダイト＋ブルース石で構成される部分があった．自然鉄は楕円形で蛇紋石脈の中心に並んでいた．これらの蛇紋石脈の構造や構成鉱物の差は自然鉄の生成に関連する可能性がある．
参考文献
B.R. Frost; On the Stability of Sulfides, Oxides, and Native Metals in Serpentinite, J. Petrol, 26 (1985) 31-63
岡本 正也，井上 善嗣，黒田 吉益; 長野県大河原付近のかんらん岩より自然鉄の発見, 地質学雑誌, 9 (1981) 597-599
Sakai, Y. Kuroda; Native iron and the associated minerals from the ultramafic masses in the Sanbagawa belt, central Japan, J. Japan. Assoc. Min. Petr. Econ. Geol. 78 (1983) 467-478.