| 研究課題/領域番号 |
22K14108
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分17030:地球人間圏科学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
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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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 石炭 / マセラル / 希土類元素 / 微量元素分析 / LA-ICP-MS |
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| 研究開始時の研究の概要 |
希土類元素（Rare Earth Elements: REE）の供給源として、石炭や石炭灰の重要性が認識されつつあるが、REE濃度の高い石炭の形成機構や特徴には不明な点が多い。石炭を構成するμmサイズの微細組織は、”マセラル”と呼ばれ、起源の違いによって異なる形態と物理・化学的特性を示すため、マセラル組成は、石炭の形成機構の推定や炭質評価に用いられてきた。本研究では、マセラルレベルの微量元素分析によって、各マセラルのREEポテンシャル評価を実施し、得られた結果とマセラル組成に基づいて、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す。
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| 研究実績の概要 |
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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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
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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| 今後の研究の推進方策 |
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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