[S-EM13] 地磁気・古地磁気・岩石磁気

[SEM13-04] 赤褐色黒曜石中のε-Fe₂O₃の単磁区粒子

*福間 浩司¹、磯部 博志²、石丸 聡子²、篠田 圭司³、大鉢 忠 (1.同志社大学理工学部環境システム学科、2.熊本大学大学院先端科学研究部基礎科学部門地球環境科学分野、3.大阪公立大学理学部地球学科)

キーワード：岩石磁気学、ラマン分光法、Ｘ線回折、磁気ヒステリシス

ε-Fe₂O₃ は室温において 1 T をこえる巨大な保磁力をもつ磁性体であり，2000年代にはいって数十 nm の粒径の単相が合成されるようになった．考古遺物やスコリアにおいても発見され，2016年に新鉱物 luogufengiteと認定された．特徴的な低いキュリー点 (< 210℃) で ε-Fe₂O₃ を同定することは容易であるが，考古遺物やスコリアは巨大だがくびれた磁気ヒステリシスループをもち ε-Fe₂O₃ と他の磁性鉱物が共存していることをしめす．今回複数の産地から得た赤褐色黒曜石のバルク試料について，Ｘ線解析とラマン顕微鏡による観察をおこない，ヒステリシス曲線をunmixingして ε-Fe₂O₃ 単相の磁気ヒステリシス特性を得た．赤褐色黒曜石は黒色と赤褐色のまだら模様をしめすが，研磨片をもちいて赤褐色部に 0.5 mm 径にしぼったＸ線を照射しリートベルト解析をおこない，ε-Fe₂O₃ と α-Fe₂O₃ (ヘマタイト) が1:2～1:3の体積比でふくまれていることがわかった．ラマンスペクトルにより赤褐色部では α-Fe₂O₃ が優勢であるが，粒径数 μm の ε-Fe₂O₃ も同定することができ，Fe₃O₄ (マグネタイト) の存在も確認できた．赤褐色部のチップについて低温磁気ヒステリシス測定をおこない，unmixing を行って３成分に分離した．もっとも保磁力の高い成分は，室温での保磁力は 1 T をこえ，200 K でピークをもつ．M_r/M_sは温度によらずほぼ一定の 0.5 である．このヒステリシス特性は合成された ε-Fe₂O₃ と一致し，一軸異方性の単磁区粒子であることをしめす．