東南極，セール・ロンダーネ山地産のジルコノライト：京都府産新鉱物「河辺石」との関係

抄録

ジルコノライト（zirconolite, 以下略号Zrc）は理想構造式CaZrTi₂O₇で表される酸化鉱物で（Bayliss et al., 1989），SiO₂に乏しく高温で形成された岩石に産する．地球では希少な鉱物で，苦鉄質～超苦鉄質岩・サフィリングラニュライト・エメリー・スカルンなどに産する．月面では普遍的に産し，アポロ計画・ルナ計画・嫦娥5号による全ての着陸地点の岩石試料から報告されており，玄武岩・斜長岩・インパクトメルト角礫岩などに含まれている．月起源の隕石中からも報告されている．ジルコノライトはUやThを多く含むことから，月の年代学に用いられているほか，人工のものは高レベル放射性廃棄物の固定（SYNROC）にも利用されている．　河辺石（こうべいし）[ kobeite-(Y) ] は京都府中郡河辺（こうべ）村（現：京丹後市大宮町河辺）から発見された新鉱物である（田久保ほか, 1950）．長石に富むペグマタイト中に，パーサイトと共生した柱状・樹枝状結晶として産する．現状では河辺石の化学式は(Y,U)(Ti,Nb)₂(O,OH)₆とされている．メタミクト化しているため，結晶構造は原記載では報告されていない．　第50次日本南極地域観測隊（2008-2009）により，東南極大陸 セール・ロンダーネ山地，ブラッドニーパネ地域 小指尾根の変成スカルン中から，新鉱物マグネシオヘグボマイト2N4S （magnesiohögbomite-2N4S, IMA#2010-084）（以下略号Hög）が発見された（Shimura et al., 2012）．本発表で述べるジルコノライトは，その同じ岩石中に含まれ，Högとも共生している．この変成スカルンは，ドロマイトマーブルと黒雲母片麻岩との間に3～10 m程度の幅で狭長に分布している（Shimura et al., 2012）．ジルコノライトはこのスカルン帯内の，以下の３種の岩石中に産する．・Dol + Fo + Spl ± Phl + Gk + Rt + Zrc スカルン・Spl + Phl ± Tr + Zrc スカルン・Hög + Crn + Spl + Clc + Zrc スカルン　この露頭の各種岩石の解析から，このスカルン帯は最高変成温度850 ℃程度以上で形成され，その後700 MPa以上・700 ℃程度の条件を経て温度低下してゆくような，反時計回りの変成P-T-t 経路を経てきたと思われる．また，スカルン中のジルコノライトやウラニナイトなどから約528 MaのCHIME年代が得られている（志村ほか, 2018）．　このジルコノライトについて，山口大学のEPMA（JEOL JXA-8230）により，33元素の定量分析をおこなった．その結果，Y₂O₃は最大約9.1 wt%，REE合計では最大約20.7 wt%含まれていた．そして，(REE, U, Th) (Zr, Hf) (Ti, Al, Fe²⁺, Mg)₂ O₇のような化学組成である事がわかった．また，ThO₂を2～3 wt%， UO₂を3～7 wt %含んでいる．メタミクト化しており，現段階では結晶構造は不明である．　一方，河辺石については，国立科学博物館所蔵の原記載産地産標本，NSM-M32642（櫻井標本）の母岩から暗褐色の河辺石の小片を分離した．さらにその微小片を用い，前述と同様に山口大学のEPMAにより，31元素の定量分析をおこなった．その結果，河辺石にはSc₂O₃最大約3.6 wt%，Y₂O₃最大約18.3 wt%，REE合計では最大約32.6 wt%含まれていた．そして，(REE, Ca) Zr (Ti, Fe³⁺)₂ O₇ のような化学組成であることがわかった．また，先述の小片を国立科学博物館において粉末X線回折と示差熱分析をおこなった．その結果，メタミクト化前の河辺石の原構造は，加藤（1989）が指摘したように，三方晶系ジルコノライト型である事がわかった（宮脇ほか, 2019）．　したがって，南極産ジルコノライトと河辺石は，どちらもジルコノライト（Ca²⁺ Zr⁴⁺ Ti⁴⁺₂ O₇）の希土類置換体であり，◆南極産のものは，ジルコノライトの REE³⁺・Al³⁺ 置換体で，Y³⁺ Zr⁴⁺ (Ti⁴⁺, Al³⁺)₂ O₇◆河辺石　　は，　　ジルコノライトの REE³⁺・Fe³⁺ 置換体で，Y³⁺ Zr⁴⁺ (Ti⁴⁺, Fe³⁺)₂ O₇であると再定義されるべき鉱物である．文献Bayliss, P. et al. (1989) Mineral. Magazine, 53, 565-569.加藤 昭 (1989) 日本鉱物学会要旨, 103.宮脇律郎ほか (2019) 日本鉱物科学会要旨, R1-11.Shimura, T. et al. (2012) Amer. Mineral., 97, 268-280.志村俊昭ほか (2018) 日本地質学会要旨, R4-P4.田久保實太郎ほか (1950) 地質学雑誌, 56, 501-513.