ESR and cathodoluminescence studies of radiation defects in clays and quartz from some U deposits

電子スピン共鳴分光法及びカソードルミネッセンス法によるウラン鉱床産粘土鉱物及び石英の放射線損傷の研究

Clozel, B.*; 小室 光世; 中嶋 悟*; 永野 哲志*; 正木 信行*; 林 久人*

Clozel, B.*; Komuro, Kosei; Nakashima, Satoru*; Nagano, Tetsushi*; Masaki, Nobuyuki*; Hayashi, Hisato*

主に堆積岩中に胚胎する世界のウラン鉱床6地域の岩石試料について、鉱物の放射線損傷を電子スピン共鳴分光法(ESR)及びカソードルミネッセンス(CL)法によりしらべた、カオリン鉱物を含む粘土フラクション粉体のESRスペクトルには、カオリナイトに知られている放射中心と同様のシグナルが観察された。しかし、他のスメクタイトやイライト等の粘土鉱物にはこのような放射中心は認められなかった。したがって、岩石の風化や変質の際の、ウラン等の放射性元素の挙動の指標としては、カオリン鉱物が最も適している。同じ試料薄片のCL法による観察では、ウランの含有量の高い試料中の石英粒子の周縁部に、30ミクロン程度の放射線損傷リムが存在していることが観察された。このリムは、ウランの含有量が低くても年代の古い試料には存在しており、石英の堆積時から現在までの放射線被爆歴を示している。したがって、これら2つの手法は、鉱床生成時から現在にかけてのウランの2次的移動・濃集過程の解析の手段として用いることができる。

Rock samples from different world U deposits mainly in sedimentary rocks have been studied by Electron Spin Resonancc (ESR) spectroscopy and Cathodoluminescence (CL) measurement in order to characterize radiation damage centers in clays and quartz. The presence of kaolinite-like radiation centers ill ESR spectra in some of the samples containing kaolin group minerals suggests that this type of radiation damages can be used as an indicator of U behavior during supergene and hydrothermal alteration of U ores. Other clay minerals such as smectite and illite were not found to exhibit radiation damage centers by ESR. CL measurement on quartz grains iadicated the presence of radiation damage rims for the samples containing high U content. These rims can also be recognized for older samples with low U cocentration because of the longer contact of quartz with U. Although much more systematic studies are need for the reconstruction of the U behavior, these two methods have been proven useful for the characterization of radiation damage histories recorded in minerals.