2022 Fiscal Year Research-status Report
希土類元素に富む石炭の形成機構：石炭マセラルの微量元素分析によるアプローチ
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22K14108
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
高橋 幸士 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 主任研究員 (80762252)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 石炭 / マセラル / 希土類元素 / 微量元素分析 / LA-ICP-MS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
石炭を構成するμmサイズの微細組織(有機物)は、”マセラル”と呼ばれ、その起源毎に異なる形態と物理・化学的特性を示す。本研究では、マセラルレベルの希土類元素（Rare Earth Elements: REE）のポテンシャル評価を実施し、得られた結果に基づいて、REEポテンシャルの高い石炭の形成機構や特徴の解明を目指している。
一般に石炭内で最も存在度が大きいマセラルグループは、ビトリナイトグループである。本年度は、ビトリナイトグループの中でも数10μmのスケールを示すテロビトリナイト（主な起源：木本質・柔組織）、及びゲロビトリナイト（主な起源：植物の遺骸や分泌物の分解によって生成した成分の沈殿物）へのLA-ICP-MSによる分析結果を比較した。
LA-ICP-MSによる分析では、レーザー径に対して想定以上の範囲がアブレーションされてしまったが、テロビトリナイトは、アブレーションの範囲に対して十分な大きさであったため、ほぼ純粋な組織の分析値として解析を進めた。一方、ゲロビトリナイトを対象とした測定点では、アブレーションされた範囲よりもゲロビトリナイトが小さく、周辺のテロビトリナイトも含む分析値となったが、REE濃度の合計値はテロビトリナイトの値に比べて、同等以上の傾向を示した。テロビトリナイトとゲロビトリナイトを対象とした測定点について、砕屑物に由来するSi、Fe、Alの濃度の明瞭な違いは検出出来なかったことから、REE濃度の合計値の違いは、偶発的な砕屑物粒子の混入によるものではないと考えられる。これらの結果を踏まえ、純粋なゲロビトリナイトの分析値を得られる大型組織の測定点候補を探索するため、石炭試料の顕微鏡観察を進めると共に、成果の一部を国内学会で報告した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
LA-ICP-MSによる分析において、アブレーションされる範囲が想定以上に大きく、大型のマセラルの探索に時間を要したため。その一方で、マセラル毎のREEポテンシャルの差を示唆する分析値が得られており、予察的な成果の報告も進んでいる。以上のことから、おおむね順調に進展していると結論した。
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| Strategy for Future Research Activity |
ゲロビトリナイトやその前駆組織であるゲロヒューミナイト（褐炭におけるゲロビトリナイト相当）は、テロビトリナイトやテロヒューミナイト（褐炭におけるテロビトリナイト相当）に比べて高いREEポテンシャルを持つ可能性がある。そこで、大型のゲロビトリナイトやゲロヒューミナイトが確認出来る複数の試料を用いて、本マセラルの純粋な分析値の取得を目指す。また、熟成度の異なる石炭試料の分析値を比較し、熱熟成に伴う石炭層内のREEの挙動を検討する。
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| Causes of Carryover |
測定点候補の選定に時間を要し、LA-ICP-MSによる分析に必要な消耗品への出費が少なかったため。その分、2023年度の実験に要する消耗品の購入費用と、試料採取や成果発表に係る旅費に充てる予定である。
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