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[PPS10-11] 始原的炭素質コンドライトAcfer 094マトリクスの３次元構造：非晶質珪酸塩の探索
キーワード：非晶質珪酸塩、GEMS、炭素質コンドライト、Acfer 094
Introduction: 非晶質珪酸塩は、chondritic porous (CP-) IDPsの主要構成物として知られ、太陽系で最も始原的な物質の１つである。しかし、隕石中の非晶質珪酸塩は、ごく一部の限られた試料からしか報告されておらず[e.g., 1, 2, 3]、またCP-IDPs中の非晶質珪酸塩との関係性も明らかになっていない。
炭素質コンドライト隕石Acfer 094は、プレソーラー粒子に富み、含水鉱物をほとんど含まないことなどから、最も始原的な隕石の1つであると考えられている[e.g., 1, 4, 5]。また、そのマトリクスに非晶質珪酸塩を多く含むことが報告されている[1, 2]。我々は、始原的炭素質コンドライト隕石中の非晶質珪酸塩の起源、初期太陽系での固体原材料物質の集積過程、および水質変成過程を明らかにすることを目的として、Acfer 094のマトリクスにおける非晶質珪酸塩を含む組織の３次元構造に着目した。
Methods: 約1x2 mmの研磨厚片について、試料全体の不均質性の有無を確認するため、FE-SEM観察を行った。得られたEDS/BSE-mapを元に、約25x25x30 μmサイズのXCT試料をFIB（Focused Ion Beam）で作成した。これらの３次元構造を非破壊で観察するため、SPring-8 BL47XUにて高解像度（画素サイズ：~100 nm）の放射光X線CT撮像を行った。この時、鉱物を識別するためDETと呼ばれる吸収コントラストを用いた手法[6]、空隙・水・有機物を識別するためSIXMと呼ばれる位相・吸収コントラストを同時に取得できる手法[7]で撮像し、これらを複合させた解析[8]を行った。
Results and Discussion: FE-SEM/EDS観察から、マトリクスは比較的均質な組成・組織であることが確認された。また、先行研究[e.g., 9]で報告されている非常に16O-poorな酸素同位体組成を示す宇宙シンプレクタイト（Cosmic Symplectite, COS）[7]に組織・組成の類似する粒子がマトリクス中に複数分布していた。COSは天体上での変成・変質に弱い物質であることが知られているため、非晶質珪酸塩が含まれる始原的な領域の指標になると考え、COSを含むマトリクス領域とマトリクスの代表的な組織を示す領域をFIBにより、それぞれ切り出した。
これらの観察の結果、マトリクスは空隙率や組織の異なる複数の岩相から構成されることが明らかになった。例えば、水質変成鉱物と思われる針状の細粒結晶を含む非常に空隙率の低い岩相(岩相4)や、10-20 μmサイズで周囲と明確に区別できる非常に空隙率の高い岩相(岩相1)など様々な組織・変成度を示す岩相が複雑に混合している。特に空隙率の非常に高い岩相1については、XCTから推定される組織・組成が、CP-IDPに似通っていることから、マトリクスの中でも非晶質珪酸塩に富む領域ではないかと期待される。発表では、本領域についてのTEMによる詳細観察の結果を含め、各岩相と非晶質珪酸塩の有無および変成度の違いを議論する。
References: [1] Greshake, 1997, Geochimica et Cosmochimica Acta, 61, 437-452. [2] Balnd et al., 2007, Meteoritics & Planetary Sciences, 42, 1417-1427. [3] Leroux et al., 2015, Geochimica et Cosmochimica Acta, 170, 247-265. [4] Nagashima et al., 2004, Nature, 428, 921-924. [5] Nguyen and Zinner, 2004, Science, 303, 1496-1499. [6] Tsuchiyama A. et al., 2013, Geochimica et Cosmochimica Acta, 116, 5-16. [7] Takeuchi A. et al., 2013, J. Synch. Rad. 20, 793. [8] Tsuchiyama et al., 2017, 48th LPSC, 2680. [9] Sakamoto et al., 2007, Science, 317, 231-232.
炭素質コンドライト隕石Acfer 094は、プレソーラー粒子に富み、含水鉱物をほとんど含まないことなどから、最も始原的な隕石の1つであると考えられている[e.g., 1, 4, 5]。また、そのマトリクスに非晶質珪酸塩を多く含むことが報告されている[1, 2]。我々は、始原的炭素質コンドライト隕石中の非晶質珪酸塩の起源、初期太陽系での固体原材料物質の集積過程、および水質変成過程を明らかにすることを目的として、Acfer 094のマトリクスにおける非晶質珪酸塩を含む組織の３次元構造に着目した。
Methods: 約1x2 mmの研磨厚片について、試料全体の不均質性の有無を確認するため、FE-SEM観察を行った。得られたEDS/BSE-mapを元に、約25x25x30 μmサイズのXCT試料をFIB（Focused Ion Beam）で作成した。これらの３次元構造を非破壊で観察するため、SPring-8 BL47XUにて高解像度（画素サイズ：~100 nm）の放射光X線CT撮像を行った。この時、鉱物を識別するためDETと呼ばれる吸収コントラストを用いた手法[6]、空隙・水・有機物を識別するためSIXMと呼ばれる位相・吸収コントラストを同時に取得できる手法[7]で撮像し、これらを複合させた解析[8]を行った。
Results and Discussion: FE-SEM/EDS観察から、マトリクスは比較的均質な組成・組織であることが確認された。また、先行研究[e.g., 9]で報告されている非常に16O-poorな酸素同位体組成を示す宇宙シンプレクタイト（Cosmic Symplectite, COS）[7]に組織・組成の類似する粒子がマトリクス中に複数分布していた。COSは天体上での変成・変質に弱い物質であることが知られているため、非晶質珪酸塩が含まれる始原的な領域の指標になると考え、COSを含むマトリクス領域とマトリクスの代表的な組織を示す領域をFIBにより、それぞれ切り出した。
これらの観察の結果、マトリクスは空隙率や組織の異なる複数の岩相から構成されることが明らかになった。例えば、水質変成鉱物と思われる針状の細粒結晶を含む非常に空隙率の低い岩相(岩相4)や、10-20 μmサイズで周囲と明確に区別できる非常に空隙率の高い岩相(岩相1)など様々な組織・変成度を示す岩相が複雑に混合している。特に空隙率の非常に高い岩相1については、XCTから推定される組織・組成が、CP-IDPに似通っていることから、マトリクスの中でも非晶質珪酸塩に富む領域ではないかと期待される。発表では、本領域についてのTEMによる詳細観察の結果を含め、各岩相と非晶質珪酸塩の有無および変成度の違いを議論する。
References: [1] Greshake, 1997, Geochimica et Cosmochimica Acta, 61, 437-452. [2] Balnd et al., 2007, Meteoritics & Planetary Sciences, 42, 1417-1427. [3] Leroux et al., 2015, Geochimica et Cosmochimica Acta, 170, 247-265. [4] Nagashima et al., 2004, Nature, 428, 921-924. [5] Nguyen and Zinner, 2004, Science, 303, 1496-1499. [6] Tsuchiyama A. et al., 2013, Geochimica et Cosmochimica Acta, 116, 5-16. [7] Takeuchi A. et al., 2013, J. Synch. Rad. 20, 793. [8] Tsuchiyama et al., 2017, 48th LPSC, 2680. [9] Sakamoto et al., 2007, Science, 317, 231-232.