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論文

Infrared spectroscopic study of OH defects in monazite

阿部 健康; 栗林 貴弘*; 中村 美千彦*

European Journal of Mineralogy, 29(6), p.949 - 957, 2017/12

https://doi.org/10.1127/ejm/2017/0029-2663
 被引用回数：2 パーセンタイル：6.21(Mineralogy)

合成単結晶および放射損傷した天然試料の偏光赤外線スペクトルを取得し、モナザイト中のOH基について調べた。純粋な合成モナザイトのIRスペクトルは、3163および3335cm$$^{-1}$$に2つのOH伸縮バンドを示し、対照的な半値幅(約40および90cm$$^{-1}$$)をもっていた。2つのOHバンドは強い異方性を示し、Y方向に赤外線吸収が支配的である。天然モナザイトのIRスペクトルは、約3400cm$$^{-1}$$を中心とする異方性の弱いOHバンドを示し、200cm$$^{-1}$$を超える半値幅を有する。段階加熱実験の間、この広いOHバンドはいくつかのバンドに分割され、これらのバンドは合成サンプルのスペクトルで観察されるバンドとは異なる。天然および合成試料の両方のスペクトルにおけるOH伸縮シグナルは、1000$$^{circ}$$Cでの加熱後に消失した。赤外線吸光度から推測されるH$$_{2}$$O濃度は、合成モナザイトで22(2)ppm、天然試料で130$$sim$$520ppmであった。これらの結果に基づいて、天然のモナザイトにおけるOH欠陥は、天然のジルコンおよびゼノタイムの場合のように、放射損傷によって促進される二次的な水和のために生じる。

口頭

Current status and future development of mineralogical studies on geochronometers

阿部 健康

no journal, , 

希土類元素(REE: Y+La$$sim$$Lu)やアクチノイド元素(U, Th)を含有する鉱物は、ホストとなる岩石の生成過程を議論するために重要な地球化学的情報や地質年代を保持している(cf. Harlov, 2016 review article, Journal of the Indian Institute of Science)。変成岩の研究では、ジルコンやザクロ石, 燐灰石, モナズ石, ゼノタイムが主に重要とされ、多くの先行研究がこれまで行われてきた(e.g. Hoskin and Schaltegger, 2003, Reviews in Mineralogy and Geochemistry; Meagher, 1982, Reviews in Mineralogy and Geochemistry; Spear and Pyle, 2002, Reviews in Mineralogy and Geochemistry)。本講演では、それら年代測定鉱物に関する最近の研究動向と、それを踏まえた今後の研究の方向性について、モナズ石を中心に議論を行う。

口頭

MoO$$_{3}$$-Li$$_{2}$$O系フラックスで合成したモナズ石CePO$$_{4}$$の単結晶X線構造解析; 格子間席への不純物固溶の検討

阿部 健康; 栗林 貴弘*; 中村 美千彦*

no journal, , 

モナズ石CePO$$_{4}$$は、変成岩や火成岩に広く産し、U-Pb年代測定に利用される重要な鉱物として知られる。モナズ石の結晶構造中には空隙が存在する。3価のCe席や5価のP席が電荷の異なるカチオンによって置換される場合、その空隙が格子間席として使われ、電荷バランスを保つための不純物が固溶する可能性がある。本研究では、Ce席に2価のカチオンをドープしたCePO$$_{4}$$単結晶をフラックス法により合成し、単結晶X線回折実験を行い構造を精密化した。格子間席への不純物固溶を検証するため、ドープなし及び2価カチオンドープ試料について差フーリエ図を作成して比較した。ホットプレス装置に内蔵のシリコニット炉を使用し、pure及びCaO-doped CePO$$_{4}$$、の二種類を用意した。回折強度データを取得し、CaO-doped CePO$$_{4}$$について構造精密化を行った結果、CeO$$_{9}$$-PO$$_{4}$$鎖間の位置に、pure CePO$$_{4}$$の解析結果には見られない2種類の残差ピークが観察された。Ce席, P席の占有率パラメータは、それぞれ0.97, 0.95と1より小さい値を示し、Ce席やP席に空孔が生じている可能性が示唆された。

口頭

Termination criterion of step-etching in monazite fission-track thermochronometry; Toward the realization of etching of various characteristic monazites

福田 将眞; 中嶋 徹; 鈴木 彩世*; 末岡 茂; 田上 高広*

no journal, , 

モナザイトフィッション・トラック(MFT)法は、超低温(50度以下)領域の熱年代法として有力視されている。Jones et al.(2019)は、デボン紀モナザイトにCfを人工照射したトラックを用いて、MFT法のエッチング条件(6M HClで90$$^{circ}$$C 60-90分)を提案した。われわれの予備実験では、日本の白亜紀モナザイトの自発トラックは90-120分以内でエッチングされ、FT密度がプラトーに達した。しかし、日本の第四紀モナザイトでは、600分間のステップエッチングを行った後では、細い(すなわち、エッチング不足の)自発トラックがわずかに得られた。また、ラマン分光分析およびEPMA分析の結果から、放射線損傷の少ないモナザイトほど長いエッチング時間を必要とする傾向があることが示唆された。そこで、MFT法の段階エッチングの終了基準として、ジルコンFT法の段階エッチングに倣って、最も細いトラック幅が約1.0$$pm$$0.5ミクロンになるまでエッチングを行うことを提案した。この1ミクロン幅の基準は、モナザイトの特性(放射線損傷や化学的性質など)に関係なく有効である。

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