酸性雨の岩石鉱物に与える影響に関する実験的研究-炭酸、硫酸、硝酸、塩酸を用いて-

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12640473
• 研究機関: 倉敷芸術科学大学
• 研究代表者: 小林 祥一 倉敷芸術科学大学, 産業科学技術学部, 教授 (20109739)
• 研究分担者: 坂本 尚史 岡山理科大学, 理学部, 教授 (60098580) ; 妹尾 護 倉敷芸術科学大学, 国際教養学部, 教授 (50226677)
• キーワード: 酸性雨 / 人工風化実験 / ハンレイ岩 / 鉱物 / 飽和炭酸水 / 硫酸 / 硝酸 / 塩酸

研究概要

昨年度に引き続いて、ソックスレー抽出器を一部改良した装置を用い、主に、1.pH4の酸溶液による個々の鉱物に与える影響に関する研究、2.飽和炭酸水による岩石に与える影響に関する研究を行った。得られた知見をそれぞれ以下に示す。
1.溶脱元素の挙動、変質生成物の検討を詳細に行うために、これまで行っている花崗岩、ハンレイ岩を対象とした実験に加えて、これら岩石を構成する個々の鉱物、カンラン石、単斜輝石、黒雲母を対象に、pH4の硫酸、硝酸、塩酸による人工風化実験をこれまで560日間行っている。実験の条件はこれまでの研究と同様である。これまでのところ、これら3種鉱物のうちカンラン石の変質が最も大きく、黒雲母の変質はほとんど認められなかった。どの鉱物に対しても、硫酸溶液の影響が最も大きいことがわかった。
2.昨年度末からこれまで368日間、二酸化炭素を飽和した炭酸水が、ハンレイ岩、花崗岩質岩石に与える影響について、継続的に検討を行っている。温度および人工酸性雨の流速などの実験条件はこれまでの研究と同様である。このうちハンレイ岩について若干の検討を行った。鉱物表面および溶脱元素の研究結果は、炭酸水による影響の方が、蒸留水に比べ大きいことを示していた。ハンレイ岩中の鉱物のうち、炭酸水によって斜長石、カンラン石が影響を受けやすく、斜長石表面の(Na+Ca+K)/(Si+Al)比、カンラン石表面の(Mg+Fe)/Si比は、実験時間の増加に伴って減少した。抽出液中に溶脱した元素の多くは、蒸留水に比べ溶脱が顕著であるが、Ca, Mg, Mn, Sr, Feは少なくなっている。これらの元素は、溶脱後すぐに炭酸塩あるいは褐鉄鉱として鉱物表面などに沈殿したためと推定した。

研究成果

• [文献書誌] 増子貴胤, 坂本尚史: "セピオライトの水熱処理におよぼす磨砕の影響について"粘土科学. 42・1. 6-14 (2002)
• [文献書誌] 大前暁政, 草地 功, 小林祥一: "岡山県布賀に産する高圧型スカルンを形成した火成岩類の岩石学的研究"岩石鉱物科学. 31・1. 1-14 (2002)
• [文献書誌] 妹尾 護, 松浦浩久: "瀬戸内海西部、愛媛県大三島の後期中新世芸予火山岩類"倉敷芸術科学大学紀要. 7号. 85-94 (2002)
• [文献書誌] Shiraga, Kusachi, Kobayashi, Takechi: "Cahnite from Fuka, Okayama Prefecture, Japan"Journal of Mineralogy and Petrological Sciences. 97・2. 70-73 (2002)
• [文献書誌] Ohnishi, Kobayashi, Kusachi: "Ktenasite from the Hirao mine at Minoo, Osaka, Japan"Journal of Mineralogy and Petrological Sciences. 97・4. 185-189 (2002)
• [文献書誌] Miyazaki, Ohori, Kishi, Kobayashi, Kusachi: "Lindgrenite from the Sansei mine, Nara Prefecture, Japan"Journal of Mineralogy and Petrological Sciences. 97・4. 207-210 (2002)