1991 Fiscal Year Annual Research Report
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02045003
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
塚本 勝男 東北大学, 理学部, 助手 (60125614)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
GRAHAM U. ペンシルヴァニア州立大学, 地球及び鉱物科学, 助手
POULSON S. ペンシルヴァニア州立大学, 地球及び鉱物科学, 助手
KUMP L.M. ペンシルヴァニア州立大学, 地球及び鉱物科学, 助教授
OSSEOーASARE アサレ ペンシルヴァニア州立大学, 地球及び鉱物科学, 教授
奈良岡 浩 東北大学, 理学部, 助手 (20198386)
林 謙一郎 東北大学, 理学部, 助手 (40124614)
北風 嵐 東北大学, 理学部, 助手 (90035064)
島田 昌彦 東北大学, 工学部, 教授 (80029701)
平井 敏雄 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (50005865)
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| Keywords | 黄鉄鉱 / 磁硫鉄鉱 / 半導体的性質 / 熱電率 / 微量成分 / 光学的異方性 / モルフォロジ- |
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| Research Abstract |
本年度は1.天然の黄鉄鉱(FeS_2)中の微量成分と物性との関連、2.黄鉄鉱と磁硫鉄鉱(Fe_<1ーx>S)の合成および合成条件と物性との関連、3.モルホロジ-および硫黄同位体比の測定などの研究を行った。1.本邦およびカナダ各地の種々鉱床、海底熱水鉱床産黄鉄鉱約100試料につき、微量元素(As,Sb,Co,Ni,Au,Ag,Cu,Zn)濃度の測定を行い、熱電率の測定から推定される半導体的性質、格子定数、反射率および光学的異方性など物性との関連を明かとした。微量成分のうち黄鉄鉱の物性と顕著な関連が見いだされたのはAs,Sb,Co,Niである。AsSb含有量が高い黄鉄鉱は熱電率が大きく(p型半導体)、これら元素がドナ-としての働きを有することを示唆する。この種の黄鉄鉱は格子定数が大きく、光学的異方性が強い傾向がある。熱電率の小さい(n型半導体)黄鉄鉱中にはNi,Coの含有量が高く、これらの元素がアクセプタ-として働いていると思われる。このように各種微量元素が黄鉄鉱の物性と明瞭に関連していることが明かとなった。2.HClーNaClーFeSー(CaSO_4)系、150ー350℃で熱水実験を行い、黄鉄鉱と磁硫鉄鉱を合成した。黄鉄鉱は1)磁硫鉄鉱の表面に生成、2)硫黄の表面に生成する2つの場合がある。前者は黄鉄鉱は溶液中の硫化水素から直接生成するが、後者の場合一旦ポリ硫化物(H_2Sx)を作り、これが黄鉄鉱の生成に関与している。黄鉄鉱の生成には上記2種の道程があり、両者の違いは物性の差に表れる。1)に比し2)の方が格子定数が大きく、相対的に鉄に富み、光学的異方性が強いことが明かとなった。3.堆積岩中の鉄硫化鉱物には種々のモルホロジ-を示すものがあり、起源が単一ではないことを示唆する。この情報を定量的に検討するため、鉱物中微小部分の硫黄同位体比を測定する方法を確立した。
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[Publications] 塚本 勝男,小沼 一雄: "Dissolution kinetics of KーAlum crystals as judged from the mesurements of surface undersaturations." J.Crystal Growth. 110. 724-732 (1991)
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[Publications] 大本 洋,塚本 勝男,林 謙一郎: "Solubility and reaction kinetics of solutionーsolid reactions determined by in situ observations." Nature. 351. 634-636 (1991)
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[Publications] 林 謙一郎,大本 洋: "Solubility of gold in NaClーand H_2Sーbearing aqueous solutions at 250ー350 C." Geochimica et Cosmochimica Acta. 55. 2111-2126 (1991)
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[Publications] K.Osseo-Asare: "Semiconductor electrochemistry and hydrometallurgical dissolution processes." Hydrometallurgy. 29. 1-29 (1992)
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[Publications] K.Osseo-Asare K.K.Mishra: "Fermi level pinning at pyrite (FeS_2)/electrolyte junctions." J.Electrochemical Society. 139. 749-752 (1992)
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[Publications] S.Poulson H.Ohmoto: "Local-scale and regional scale geochemical behavior of sulfur in granitoids during the intrusion of the South Mountain batholith,Nova Scotia,Canada." Geochimica et Cosmochimica Acta. 55. 3809-3830 (1991)
