10:00 AM - 10:15 AM
[R5-05] Observation of internal structure of diamond in carbon grains in DaG 999 ureilite.
Keywords:SR-CT, mateorite, ureilite, diamond, graphite
はじめに：ユレイライトは主に粗粒なカンラン石と輝石からなる超苦鉄質深成岩様のエコンドライトである。この隕石はサンプル間で酸素同位体が質量分別線に乗らないことから、大規模溶融は経験していないと考えられており、始原的エコンドライトとされることもある。この隕石中には、エコンドライトとしては例外的に多量の炭素が含まれており、主にグラファイトとダイヤモンドから成る炭素粒子として産する。炭素粒子中のダイヤモンドの成因としては、結晶構造的特徴、及び準安定相であるロンズデレアイトが産することから衝撃によって形成したとする説が有力視されている[1など]。一方で近年の研究により、従来想定されていたナノスケールの微細結晶ではなくマイクロサイズのダイヤが発見されるなど[2]、衝撃説に疑問を呈する報告も存在しており整合的理解には至っていない。我々は、走査結像X線顕微鏡（SIXM）を用いることで、ほとんど理解されていなかった炭素粒子の組織を詳細に観察できることを明らかにした。本件では、複数の炭素粒子を観察した結果から、それらの形成過程を考察する。 試料と手法 試料はDaG 999の薄片試料を用いた。表面観察にて確認した3つの炭素粒子から集束イオンビーム装置（Helios NanoLab G3, FEI）を用いて、それぞれの粒子から2-3個の微小試料を作成した。CT撮影は、SPring-8、BL47XUにて行った。CT撮影は、8keVでのSIXMに加えて、詳細な鉄の３次元分布を明らかにするために鉄吸収端(7.11keV)を挟んで7keV及び7.35keVでのナノCTを行った。 結果と考察 観察した炭素粒子を粒子1-3とする。粒子１は破砕された鉱物片で構成された領域に産する。平板状の形状をしており表面は凹凸である。粒子２と３は、Ol-Pigモノミクトユレイライト様の岩片中に産する。この岩片中のカンラン石は、平面割れ目を示し、細粒化した輝石も一部確認される。衝撃変成度はU-S3であると推測される。粒子２は不定形でありアメーバ状の突起がカンラン石中、粒間に潜りこむような形状をしている。粒子３はブレード状であり、大部分がカンラン石に取り囲まれている。粒子２、粒子３の表面状態は共に凹凸である。粒子３中央部の凹凸は、粒子先端部と比較して細粒であり、凹凸に弱い配向性が見られる。 CT撮影によりこれら粒子の3次元構造を確認すると、粒子１、粒子２は比較的一様なグラファイト中に10-20um程度のマイクロダイヤが産する構造を持っている(図１a)。一部のダイヤモンドは特徴的な産状を持ち、双晶のように産するもの、板状に集合して産するものが確認された。マイクロダイヤ中には鉄に富む包有物が多く存在している。 一方で、粒子3は、非常に細粒な粒子からなっており、粒径は数十nmサイズであると推測される（図1b）。微細粒子はダイヤモンドとグラファイトの中間的な値を持ち、2相が混合した値であると考えられる。全ての微小試料は層構造が発達しており、粒子伸長方向とほぼ平行である。また観察した試料全てに鉄に富むシートが存在する。一部には、板状に発達した粗粒なマイクロダイヤの集合体が層構造と平行に存在する。これらの粗粒ダイヤモンド中には鉄に富む包有物が多く存在する。一部には層構造とほぼ直行方向に面構造があり、画素値が完全に一致しないもののダイヤモンドと思われる相から成る。この構造は層構造に切られるように存在し、層構造の発達以前に形成したものと推測される。 粒子１と粒子２に産するマイクロダイヤは、惑星説の根拠の一つであるマイクロダイヤの産状と類似している。一方で、粒子３の細粒組織は、Goalparaなどの強い衝撃を受けた試料に見られる炭素粒子の構造に類似している。しかしながら、粒子２と粒子３は同じ岩片中に産するため、これら粒子の熱史や衝撃史は同じはずである。またマイクロダイヤ中に選択的に鉄包有物が観察され、これは粗粒ダイヤの形成過程に関与していることが示唆される。 本結果は、ユレイライト中炭素粒子の組織が複雑かつ多様性のあるものである事を示している。ダイヤモンドの形成過程もこれまでに想定されている単一プロセス、シングルイベントではない可能性が高い。 [1] Nakamuta et al. (2016) JMPS, 111, 252-269. [2] Miyahara et al. (2015) GCA, 163, 25-26.
