R2：結晶構造・結晶化学・物性・結晶成長・応用鉱物

[R2-11] マントル鉱物Ir₂S₃ kashiniteとRh₂S₃ bowieiteの合成と 単結晶構造解析

*吉朝 朗¹、徳田 誠¹、北原 銀河¹、石丸 聡子¹、中塚 晃彦²、杉山 和正³ (1. 熊本大学、2. 山口大学、3. 東北大学)

キーワード：Ir2S3 kashinite、Rh2S3 bowieite、単結晶構造解析、Debye 温度、マントル構成鉱物

Ir₂S₃ kashinite-Rh₂S₃ bowieiteは連続固溶体を形成し、アクセサリ鉱物としてマントル岩に広く産出する。Lauriteなどの白金族鉱物はマントル岩の分類に役立つが、各鉱物の結晶学的詳細については知られていないことが多い (Arai et al. 1999, Zaccarini et al., 2016)。Rh₂S₃の構造はParthe et al. (1967)により解析されているがIr₂S₃の報告は無い。これらはRh₂O₃の高圧相と同構造である。単結晶構造解析ではDebye-Waller因子からDebye温度θ_Dを見積もることができる。Debye温度は硬度や融点に関連した物質の固有値である。
　Ir₂S₃ kashiniteとRh₂S₃ bowieiteの端成分単結晶を封入管法により作製し、リガク社製XtaLAB Synergyによる単結晶構造解析を行い, Debye-Waller因子を測定した[1]。kashiniteとbowieiteはいずれも化学組成は単純であるが、複雑な結晶構造を有している(図１)。歪んだ陽イオン八面体は、隣接する八面体と 1 つの面を共有してM₂S₉ ユニットを形成する。 M₂S₉ は隣接するユニットと4つのエッジを共有することで (100) に平行なスラブを形作る。精密構造解析により得られたDebye-Waller因子から、Debye温度θ_Dを決定した。中央海嶺下のマグマだまりの底部で形成されたマントル岩に由来した(Osanai et al. 2014)熊本県払川産kashinite-bowieite固溶体についてDebye温度を基に議論する。