花崗岩類中の鉱物分布および鉱物組合せとその量比(モード組成)の新たな評価手法の構築; 走査型X線分析顕微鏡で取得した元素分布図を用いた画像解析

Development of new method for evaluating the mineral distribution and mode; Quantitative image analysis using the elemental maps obtained by the scanning X-ray analytical microscope

石橋 正祐紀; 湯口 貴史*

Ishibashi, Masayuki; Yuguchi, Takashi*

花崗岩類中の鉱物分布やモード組成は、その形成過程の検討、花崗岩類中の割れ目の分布特性や基質中の物質移動を理解する上で有用な情報である。モード解析手法としては、ポイントカウンティング法、電子顕微鏡など用いた画像解析手法などが提案される。しかし、既存手法では観測者の技量や解析可能な領域が狭いなどの課題がある。そこで、本研究は、測定領域が広い走査型X線分析顕微鏡(SXAM)で取得した元素分布図を用いて、鉱物個々の化学組成の不均質性を考慮し、花崗岩類中の二次鉱物も含めた鉱物分布とモード組成を簡易かつ客観的に評価できる新たな手法(MJPD法)を提示する。MJPD法は、各鉱物から出力される元素のX線強度分布を正規分布と仮定し、X線強度のバラつきを考慮して各画素の鉱物種を同定可能とした。土岐花崗岩の肉眼観察で顕著に変質を被る試料と被らない試料を対象としてMJPD法の妥当性を検証した結果、岩石薄片程度であれば、SXAMで約10,000秒測定することで簡易にモード組成が把握でき、かつ鉱物分布図の構築が可能であることを確認した。また、MJPD法は、他の機器で取得した元素分布図にも適用可能であり、今後の適用の拡大が期待できる。

Mode of granitic rocks is important information for evaluating their formation process, characterizing fracture distribution and understanding mass transfer in the rock matrix. However, previous methods to evaluate the mode of granitic rocks have several issues. Thus, this study provides the new image analysis method (MJPD method) using scanning X-ray analytical microscope for evaluation of mineral distribution and mode including the secondary minerals. The MJPD method can deal with the heterogeneity of elemental distribution in each mineral. For evaluating the applicability of MJPD method, the method was applied to elemental maps of thin sections. As a result, it was found out that the mineral distribution and mode are easily evaluated by MJPD method using the elemental maps measured in approximately 10,000 seconds. In addition, the MJPD method can be potentially applied to the elemental maps obtained by other analytical instrumentation such as EPMA and SEM-EDS.