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2012 Fiscal Year Research-status Report

天然ガスを含むクラスラシル鉱物の生成機構に関する研究

Research Project

Project/Area Number 24740359
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Research InstitutionNational Museum of Nature and Science, Tokyo

Principal Investigator

門馬 綱一  独立行政法人国立科学博物館, 地学研究部, 研究員 (30552781)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywordsシリカ鉱物 / 結晶構造 / 炭素循環
Research Abstract

本研究課題では、天然ガス分子を含む特殊なシリカ鉱物について、その結晶化学的な性質と、地球科学的な視点での形成環境、天然ガス分子の起源について明らかにすることを目的とする。
1年目となる平成24年度は、放射光X線と実験室での単結晶X線回折実験、予備的な炭素同位体測定、およびフィールド調査を行った。単結晶X線回折実験では、千葉石と、もう一種類の新鉱物候補の常温での構造解析に成功した。また、千葉石は、20~30℃付近で相転移を起こし、高温では立方晶系、低温では正方晶系の結晶構造をとることが確認された。
炭素同位体測定に関しては、十分な量の試料を確保することが難しいことから、予備的な結果に留まるが、少量の千葉石を含む石英脈の測定を行い、-33.4±2.0 permilとの値を得た。この値は、メタン生成菌由来(-50から-110permil)より熱分解起源のメタンの値(-25から-50 parmil)に近く、地質環境から推察された成因を支持する。ただし、石英を含めた試料全体の測定であるため、試料中の炭素含有量が非常に少なく、現段階では誤差が大きい。また、石英中の流体包有物等の影響や、結晶が1000℃程度の高温まで安定であるために、燃焼法では全てのガスが乖離していない可能性が排除できない。こうした問題点については、合成試料を用いた比較実験も合わせて、今後検証を行う予定である。
フィールド調査に関しては、千葉県に次いで、長野県内から、世界で2番目となる千葉石の産出を確認した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

結晶構造解析については、ほぼ計画通りに進んでいる。炭素同位体測定に関しては、初年度の予備的測定に関しては計画通り目的を達したが、試料、および測定法の両方の制約から、より厳密な議論を行う上では、より一層の工夫や検証実験が必要である。一方、フィールド調査に関しては、新たな千葉石産地が発見できたことで、研究試料を大幅に拡充できる見通しが立った。新産地の地質は、原産地とは大きく異なっており、千葉石自体も、含まれるガス組成の比率や、相転移温度、結晶外形などにおいて、原産地のものと違いが見られる。そのため、結晶化学的議論においても、天然ガス分子の起源や、形成環境の解明に関しても、当初計画に比べて、「多様性と共通性」をより鮮明にできるはずである。

Strategy for Future Research Activity

今年度は長野県のフィールド調査を重点的に行い、可能な限り試料を確保するとともに、周辺地質の調査を行う。長野県産千葉石は、露出が非常にローカルな火山岩体中の亀裂を充填するように産出する。しかし、火山岩中に多量のメタンが含まれたとは考えにくく、火山岩が未固結の堆積岩に貫入した際に、堆積岩由来の有機物と火山岩の熱により、千葉石が形成されたと推察される。そのため、火山岩体の周辺も含めた調査を行う。
また、長野県産試料のラマン分光分析や単結晶構造解析、炭素同位体測定などを進める予定である。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

地質調査において、大型試料のサンプリングを業者に依頼する費用として約30万円、旅費として30万円、消耗品費・その他に50万円を見込んでいる。

  • Research Products

    (18 results)

All 2013 2012

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (12 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Shimazakiite-4 M and shimazakiite-4 O, Ca2 B2 O5, two polytypes of a new mineral from Fuka, Okayama Prefecture, Japan2013

    • Author(s)
      I. Kusachi, S. Kobayashi, Y. Takechi, Y. Nakamuta, T. Nagase, K. Yokoyama, K. Momma, R. Miyawaki, M. Shigeoka, and S. Matsubara
    • Journal Title

      Mineralogical Magazine

      Volume: 77 Pages: 93–105

    • DOI

      10.1180/minmag.2013.077.1.09

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Chevkinite-(Ce) in tuff at Heguri, Boso Peninsula, Chiba Prefecture, Japan2012

    • Author(s)
      Miyawaki, R., S. Matsubara, K. Yokoyama, K. Momma, T. Sano, Y. Tsutsumi, M. Shigeoka and K. Nishikubo
    • Journal Title

      Bulletin of the National Museum of Nature and Science, Series C

      Volume: 38 Pages: 7-13

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] LA-ICP-MS and SHRIMP ages of zircons in chevkinite and monazite tuffs from the Boso Peninsula, Central Japan2012

    • Author(s)
      Tsutsumi, Y., K. Horie, T. Sano, R. Miyawaki, K. Momma, S. Matsubara, M. Shigeoka and K. Yokoyama
    • Journal Title

      Bulletin of the National Museum of Nature and Science, Series C

      Volume: 38 Pages: 15-32

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Experimental visualization of lithium conduction pathways in garnet-type Li7La3Zr2O122012

    • Author(s)
      Han, J., J. Zhu, Y. Li, X. Yu, S. Wang, G. Wu, H. Xie, S. C. Vogel, F. Izumi, K. Momma, Y. Kawamura, Y. Huang, J. B. Goodenough and Y. Zhao
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 48 Pages: 9840-9842

    • DOI

      10.1039/c2cc35089k

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] シリカクラスレートの結晶構造2012

    • Author(s)
      門馬綱一
    • Journal Title

      セラミックス

      Volume: 47 Pages: 361-366

  • [Journal Article] 次世代三次元可視化プログラムVESTA 32012

    • Author(s)
      門馬綱一, 泉富士夫
    • Journal Title

      日本結晶学会誌

      Volume: 54 Pages: 119-120

  • [Presentation] DOH 型シリカクラスレート鉱物の結晶構造2012

    • Author(s)
      門馬綱一・池田卓史・長瀬敏郎・栗林貴弘・高橋直樹・本間千舟・西久保勝己・宮脇律郎・松原聰
    • Organizer
      平成24年度日本結晶学会年会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      20121025-20121026
  • [Presentation] 島崎石(shimazakiite)のポリタイプの結晶構造2012

    • Author(s)
      門馬綱一・草地功・小林祥一・武智泰史・中牟田義博・長瀬敏郎・横山一己・宮脇律郎・重岡昌子・松原聰
    • Organizer
      日本鉱物科学会2012年年会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      20120919-20120921
  • [Presentation] 福島県郡山市愛宕山産花崗岩ペグマタイト中の含ウラン・トリウム鉱物2012

    • Author(s)
      松原聰・宮脇律郎・横山一己・門馬綱一・重岡昌子・橋本悦雄
    • Organizer
      日本鉱物科学会2012年年会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      20120919-20120921
  • [Presentation] 三重県菰野町産、苦土ローランド石とイフティス石の結晶構造2012

    • Author(s)
      宮脇律郎・門馬綱一・松原聰・横山一己・重岡昌子・山本貞興,2012.
    • Organizer
      日本鉱物科学会2012年年会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      20120919-20120921
  • [Presentation] 群馬県茂倉沢産の鈴木石の結晶構造2012

    • Author(s)
      伊藤美久・中井泉・宮脇律郎・門馬綱一・松原聰・横山一己・加藤昭
    • Organizer
      日本鉱物科学会2012年年会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      20120919-20120921
  • [Presentation] The crystal structures of potassium tetra silicic fluoro micas (K-TSFMs)2012

    • Author(s)
      Miyawaki, R., K. Momma, M. Shigeoka, K. Yokoyama, Y. Tsutsumi, M. Okube, A. Yoshiasa, S. Ohta and S. Matsubara
    • Organizer
      2nd Asian Clay
    • Place of Presentation
      Seoul
    • Year and Date
      20120906-20120908
  • [Presentation] Silica clathrate minerals from Boso Peninsula, Japan2012

    • Author(s)
      Momma, K., T. Ikeda, T. Nagase, N. Takahashi, M. Takada, K. Nishikubo, C. Honma, M. Koda, Y. Furukawa, R. Miyawaki and S. Matsubara
    • Organizer
      7th International Conference on Mineralogy and Museums
    • Place of Presentation
      Dresden
    • Year and Date
      20120827-20120829
  • [Presentation] Mg-analogue of rowlandite-(Y) and yftisite from Suzuka granite, Mie Prefecture, Japan2012

    • Author(s)
      Matsubara, S., R. Miyawaki, K. Momma, K. Yokoyama and S. Yamamoto
    • Organizer
      7th International Conference on Mineralogy and Museums
    • Place of Presentation
      Dresden
    • Year and Date
      20120827-20120829
  • [Presentation] We, NMNS, have moved!2012

    • Author(s)
      Uchio, Y., R. Miyawaki, K. Momma and S. Matsubara
    • Organizer
      7th International Conference on Mineralogy and Museums
    • Place of Presentation
      Dresden
    • Year and Date
      20120827-20120829
  • [Presentation] Temperature dependence of local structure change in lithium peroxide2012

    • Author(s)
      Y. Matsushita, K. Momma, Y. Kubo, Y. Katsuya, and M. Tanaka
    • Organizer
      The 27th European Crystallographic Meeting
    • Place of Presentation
      Bergen
    • Year and Date
      20120806-20120811
  • [Presentation] 天然ガスを含むシリカ鉱物「千葉石」:Chibaite, a new silica mineral containing natural gas molecules2012

    • Author(s)
      門馬綱一
    • Organizer
      第25回DV-Xα研究会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      20120806-20120808
    • Invited
  • [Presentation] 三重県菰野町産rowlandite-(Y)のMg 置換体とyftisite2012

    • Author(s)
      松原聰・宮脇律郎・門馬綱一・横山一己・重岡昌子・山本貞興
    • Organizer
      第29 回希土類討論会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      20120515-20120516

URL: 

Published: 2014-07-24  

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