| 研究概要 |
K-NH_4系型雲母鉱物の層間イオン分布構造としては,KとNH_4が均質に混じりあう固溶体モデルよりもそれぞれが別個にK雲母層(illite)とNH_4雲母層(tobelite)を形成しながら互層するI-T(illite-tobelite)混合層構造モデルの可能性がDrits et al.(1997)の研究で指摘された。Dritsらが検討したI-T混合層構造は不規則(ランダム)型モデルの場合だけに限られたので,本研究では規則型や分離型の場合についてもI-T混合層構造モデルを拡張しながらXRDプロファイルのシミュレーション計算を行った。また,各種熱水鉱床の変質帯に産するK-NH_4系雲母鉱物試料および合成試料についてのXRDプロファイルの特徴をシミュレーション結果と比較解析することにより,これら熱水性雲母鉱物におけるI-T混合層構造モデルの妥当性に関する検証と追究を行った。
1.層間イオン種によって底面間隔が10.00Å(K雲母)から10.36Å(NH_4雲母)に拡がることから,I-T混合層鉱物のX線回折では両成分層の干渉により一部の底面反射がブロード化する。この特徴に注目すれば,I-T混合層鉱物の混合層構造(不規則型,規則型,分離型)の識別も可能になり,実用的には干渉幅の最も大きい2Å(005)反射を比較的干渉幅の小さい5Å(002)反射で基準化したときのピーク半値全幅比(FWHH)として測定比較するのが便利である。
2.広島県豊蝋ロウ石鉱床産雲母鉱物10試料の解析結果は不規則と規則型の中間に近いI-T混合層構造を示し,合成雲母は規則性の高いI-T混合層構造と解析された。
3.一方,ボリヴィア国の錫鉱脈型鉱床変質帯を構成する5試料については層間NH_4比が0.18-0.35の変動域に限定され,その多くがやや不規則性の高いI-T混合層構造を示す。
4.スメクタイト成分層も含む3成分I-T-S混合層鉱物の場合の検討には実験解析法の工夫が要る。試料はKCI溶液またはNH_4Cl溶液と混じて150℃に6時間加熱して充分な層間イオン交換を行った後,相対湿度0%に制御した雰囲気中でのX線回折実験を行うと,スメクタイト成分層(S)を完全に雲母相当成分層(IまたはT)に変化させることができる。その結果I-T-S混合層をI-T成分混合層として解析することが可能になる。
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