サーサス石Mn²⁺₂Al₃Si₃O₁₁(OH) ₃および同構造であるマックホール石における結晶構造的・化学組成的関係の解明， および水素結合システムの解明のために， 4産地からのサーサス石の結晶構造解析を行った． 3種類の6配位席(M1, M2, M3)のうち， M1の3価の陽イオンは2価の陽イオンによって一部置換され，M2はAlのみに占有される．マックホール石と同様，6配位席に3価の陽イオンのみが存在するときは１構造式あたり3つのOH位置が存在するが， M1に2価の陽イオンが存在する場合，4つ目の新たなOH基によって電気的中性が維持される． しかし，M1における2価の陽イオンの影響のため，サーサス石における水素結合システムはマックホール石のものと異なる．

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Keweenaw産マックホール石の化学分析，熱重量・示差熱分析，フーリエ赤外分光分析，単結晶構造解析を行った。化学式は(Ca_2.03Na_0.01)_Σ2.04(Mn³⁺_2.51Al_0.27Mg_0.09Cu²⁺_0.03V³⁺_0.01)_Σ2.91Si_3.05O_10.88(OH)_3.12 (Z = 2), 格子定数はa = 8.959(3), b = 6.072(2), c = 10.218(4) Å, β = 110.75(3)° (P2₁/m)，6配位のM1，M2，M3の原子数はそれぞれMn_0.82Al_0.06Mg_0.09Cu_0.03，Mn_0.75Al_0.25，Mn_0.95Al_0.05であった。OH基はO6，O10，O11に存在し，O7位置は酸素および少量のOH基が存在する。赤外線スペクトルはOH基による3つの強い吸収線（3413, 3376, 3239 cm^-1）とブロードな吸収線（2900 cm^-1）からなる． M1サイトにおいて3価の陽イオンが2価の陽イオンに置換されると，電気的中性を維持するために， 4つめのOH基が出現する．

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エンスタタイト(Mg2Si2O6)－ディオプサイド(CaMgSi2O6)系において1970年代から1400℃付近で安定領域を持つ斜方輝石(Opx)相が注目され続けており、当時は低温領域に安定領域を持つOpx相であるとされていた。しかし低温と高温の離れた領域に同じ相が安定領域を持つのは考えにくいとして、Carlson (1988) は低温のOenとは異なる独立したOpx相であることを示唆した。しかしCarlson et al. (1988)ではOenとは異なるOpxを示す結果を得ることができなかった。 本研究では、高温その場X線回折実験により、実験的にHT-OpxとLT-Opxの相変化をその場観察しており、両相が熱力学的に異なるということを示している。

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地球下部マントル条件下で、MgSiO₃はペロブスカイト構造であることが知られている。近年MgSiO₃ペロブスカイトにMg²⁺Si⁴⁺とFe³⁺Al³⁺の陽イオンが組になって置換し、固溶していることが示唆されてきた。そこで下部マントル下でのペロブスカイトの状態を調べるため、類似の置換形式により完全固溶体を形成するCaTiO₃-NdAlO₃系のペロブスカイトを合成し、陽イオンの秩序化が起こるかを中心に研究を行ってきた。すると粉末X線回折パターンでは秩序化による超周期を示すようなピークがまったく現れていないにもかかわらず、透過型電子顕微鏡下での観察の結果、超周期を示すような制限視野回折スポットが現れることがわかった。本研究ではこの解釈を中心に報告する。

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Mg2Al2O5組成を持つ高圧相が新たに発見された。粉末X線回折パターンが極めて類似しているルードビッヒアイトの構造に基づき、新Mg2Al2O5高圧相の結晶構造モデルを作成した。得られた構造モデルでは、稜共有および頂点共有により繋がった(Mg,Al)6八面体に囲まれた三角型のトンネルができており、その中にMgが位置している。トンネル中のMgは三角柱型MgO6の配位環境を持つ。X線回折ピークの消滅側から、空間群はPba2またはPbamの何れかであることが分かった。リートベルト解析の結果、Pbamを採用した場合のR因子はPba2の場合よりも小さくなることから、空間群はPbamが妥当であると考えられる。

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最新の電子顕微鏡技術、Cs補正のSTEMによるHAADFを使い、鉱物中の単原子の直接観察を試みた。電子線強度はI∝Z^２となり(Z効果)、像コントラストが原子番号の２乗に比例することから、Zの大きい原子がZの小さい原子と共存する鉱物では明確に単原子として原子の直接観察が可能となる。メタミクト状態中では単原子の観察が可能だろうとの予測のもとに足摺岬産thoriteでSTEM－HAADFによる Th原子の像を初めて観察できた。観察中に、原子斑点は輝度がかわり動き、これは電子線エネルギーで、アモルファスに近いメタミクト構造の中を、Th原子が動き回っていることを示している。thoriteからメタミクト状態の生成かて、動的変化しうることが直接的に示された。

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竹の葉に含まれるシリカについて、加熱処理に伴うそのナノ構造の変化を、X線回折法ならびに赤外分光測定の結果に基づいて解析を行った。竹の葉から抽出したシリカ成分は、シリカゲルとシリカガラスの中間的な構造を持ち、その他にシラノール基（Si-OH）も含んでいることを明らかにした。また、このシリカは最高1150℃の温度まで加熱処理を行った。加熱処理を行った試料の赤外吸収スペクトルを解析した結果、1000℃でシラノール基が脱水され、新たなSi-O-Si結合が生じSiO4四面体の重合度が上昇する事が分かった。また、X線回折パターンの解析から、加熱処理の結果、未加熱試料に含まれていたSiO4四面体の４員環構造は加熱により６員環構造に変化したことが明らかになった。

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Nesquehonite(MgCO3·3H2O) 熱分解中間相の構造解析を行った。合成Nesquehoniteを30℃/minの昇温速度で加熱した結果、結晶水が脱離する350℃から、発熱反応の直前である500℃の範囲で中間相が存在することを確認した。指数付け結果から、等軸晶系 I格子、格子定数a = 8.517 Å である。消滅則から可能な空間群はI432、I43m、Im3mである。組成はTGより求めた3MgO·2CO2 あるいはこれに近い組成と推定された。結晶構造モデル探査プログラムSMAPで探査したところ、CaO6八面体とCO3三角形から構成される構造モデルを見出し、RIETAN2000を用いリートベルト解析をおこなったところ、Rwp = 8.3% まで収束した。

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含水フォルステライトにおける可能な水素位置はMO₆八面体の稜を構成する酸素と水素結合する位置と考えられるが[1][2]，13.5 GPa and 1300 ºC で合成された[3] Feを含まないhydrous forsterite の結晶構造解析の結果(Kudoh et al., 2006)[1][4]では，主としてM1-siteに vacancy，13.5 GPa and 1400 ºC で合成された[5] Feを含む hydrous forsterite の結晶構造解析の結果(Kudoh et al., 2007)[2]では主としてM2-siteにvacancy　が見出されている．Feを含まないhydrous forsteriteでは、イオン半径から期待される理想的なSiO4四面体の大きさに対して、M1-siteの歪みはM2-siteの歪みより大きい．歪みを最小にするために、HはM1-site のMgを置換し、M1-siteにvacancyが観測されると考えられる．Feを少量含む hydrous forsteriteでは、FeはM1-siteとM2-siteに入る．この場合、M1-M2に入る元素は、Mg-Mg, Fe-Fe, Mg-Fe, Fe-Mg の4通りの組み合わせが可能であるが、このうちFe-Mgの組み合わせの歪みが最も大きい．歪みを最小にするために、HはM2-site のMgを置換し、M2-siteにvacancyが観測されると考えられる． References: [1] Kudoh, Y., Kuribayashi, T., Kagi, H. and Inoue, T. (2006), Journal of Mineralogical and Petrological Sciences, 101, 265-269. [2] Kudoh, Y., Kuribayashi, T., Litasov, K. and Ohtani, E. (2007), Journal of Mineralogical and Petrological Sciences, 102, 306-310. [3] Chen, J., Inoue, T., Yurimoto, H. and Weidner, D. J. (2002) Geophys., Res., Lett., 29, 1875, doi:10.1029/2001GL014429. [4] Kudoh, Y., Kuribayashi, T., Kagi, H. and Inoue, T. (2007), Journal of Mineralogical and Petrological Sciences, 102, 161. [5] Litasov, K. D., Ohtani, E., Kasgi, H., Jacobsen, S. D. and Ghosh S. (2007) Geophys., Res., Lett., 34, L16314, doi:10.1029/2007GL03073

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Allanite（褐廉石）は、一般式(Ca,RE)(Fe²⁺,Fe³⁺,Al)₃(Si₂O₇)(SiO₄)O(OH)で表され、緑廉石族に属す。天然に産するAllaniteの多くは、微量に含まれる放射性元素（Th,U）の壊変による結晶構造の損傷（メタミクト作用）により、構造複雑化している。そこで、本研究は、動径分布関数（RDF）の導出と透過型電子顕微鏡（TEM）観察を組み合わせてメタミクト化の検討を行った。 　試料にはBrazil、Teofilo、Otoni産のAllaniteを用い、波長分散型EPMAによって（Ce）-Allaniteであることを確認した。RDF解析は放射光源(PF-AR NW10A)を用いて実施した。またTEM観察は加速電圧200KeVにて、TEM像および電子回折像を得た。 解析の結果、本試料は、メタミクト化によって結晶構造が壊され、非晶質構造中に結晶質部が局所的にランダム分布するような構造不均一な状態であることがわかった。

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　一般式 XY₃Z₆(BO₃)₃Si₆O₁₈W₄で表されるtourmalineは、含まれる陽イオンの種類によって様々な色を呈する。アルカリ電気石であるelbaiteは、緑色、青色、黄色および赤色などの様々な色を示し、特に珊瑚礁の海の色のPariba産のelbaiteは人気がある。これまでの研究から、青色の発色は含有されるCu²⁺が主因と結論されている¹⁾。しかし、ピンク色の発色要因に関しては、Mn²⁺およびMn³⁺の両者の可能性があるが詳細は明らかではない^2,3)。またこれまでの研究では、cuprian elbaiteに含有されるMnはMn³⁺として扱われている³⁾。 　本研究では、SR-XANES (物質構造科学研究所放射光実験施設BL-4A)を応用してrubellite (Mogok, Myanmar)およびcuprian elbaite (Dos Quintos, Brazil)に含まれるMnの状態分析を行った。Fig.1に分析に使用したrubelliteおよびcuprian elbaiteの写真を示す。今回分析したrubellite(Fig.1(a))には、色の濃淡が明瞭に観察できた。また、cuprian elbaite(Fig1(b))に関しても、青色およびピンク色領域が明瞭に分離できたので、それぞれ色の異なる領域に関してMn-XANES測定を行なった。今回分析したrubelliteおよびcuprian elbaiteのMn K-吸収端はMnOに近接し、Mn²⁺が卓越していることが判明した(Fig.2)。また、EXAFS解析からは、Mn-O原子間距離は0.22nmとなり、Mn²⁺の存在を示唆している。

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　珪灰石の格子定数は、a≒7.9Å, b≒7.4Å, c≒7.1Å, α≒90゜,β≒95゜,γ≒103゜であり、基本的な特徴としては、SiO4の鎖がb軸に平行に走っている。今回、a軸が２倍(a≒16Å)の長さ及び４倍の長さ(a≒32Å)をもつ結晶の合成に成功し構造解析を行った。成分的にはCa(Ge0.65,Si0.35)O3、 Ca(Ge0.50,Si0.50)O3及びCa(Ge0.15,Si0.85)O3の３種類である。最初の結晶を65Woと呼び、２番目を50Wo、３番目を15Woと呼ぶことにする。65Woについては、Ｘ線回折強度パターンが偽Ｃ格子を示した。これはa軸方向に２つ並んだ基本構造が、互いに b/2ずれていることを示すが、この食い違っている２個の基本構造で２倍構造を構成していることが判明した。50Woの構造は単純にa軸方向に基本構造が２つ並び、それらで２倍構造を形成するというものであった。最後の15Woについても、b/2ずれるようなことはなく、単純にa軸方向に４つ並んだ基本構造で４倍構造を形成していることが判明した。

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An25からAn75までの組成の斜長石にみられる秩序構造で、特定の方向にアルバイト格子の10倍に近い非整数倍の周期の格子を持つものは、きわめて特異な変調構造であり、e-構造とよばれる。 天然斜長石斑晶のe-構造は比較的低温で保持された変成岩や深成岩では報告されている(Gay, 1950)が、火山岩斑晶での報告はない。本研究では、火山岩としては比較的低温であるデイサイト中の中間組成斜長石を透過型電子顕微鏡(TEM)で観察しe-反射を発見したので報告する。

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NaAlGe3O8-KAlGe3O8系のガラスについて合成・分析を行った。実験は比重瓶を用いた密度測定のほか、粉末X線回折測定、赤外分光測定を行った。密度はK2O成分の増加に伴い減少する。X線散乱強度曲線の第一回折ピークはK2O成分の変化にともない連続的に変化し、中距離範囲の構造が変化していることを示している。赤外吸収スペクトルに見られるT-O伸縮振動のバンドはK2O成分の増加に伴い減少する。これはより小さいNa+イオンの方が、TO4四面体に強く影響し大きな歪みを与えているものと考えられる。これらのことからNaAlGe3O8-KAlGe3O8系ガラスではNa+とK+イオンの大きさがTO4四面体に影響すると共に、中距離範囲の構造がNa/K比によって変化する。そしてその総合的な結果としてK2O成分の増加に伴う密度の減少が起こっていると考えられる。

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１、はじめに
長石は地殻の主要な造岩鉱物で、その機械的な変形に伴う構造・性質の変化は、長石を含む岩石の変形・破壊の過程を明らかにする上で重要である。本研究では、ボールミルを用いカリ長石(KAlSi3O8)を粉砕し、その構造変化をX線粉末回折測定、赤外分光測定により調べ、衝撃圧縮による変化と比較した。
２、実験
　ボールミルとジルコニア玉石を用い、カリ 長石結晶を最大1200時間かけて粉砕した。粉砕の間に試料を抽出し、各粉砕時間の試料とし、粒度測定、赤外吸収スペクトルの測定ならびにX線粉末回折測定をおこなった。
３、結果と考察
粉砕により粒径は減少し、10時間の粉砕で粒径が6μm程度になるが、それ以上粉砕しても粒径は減少しない。X線粉末回折パターンの変化では,020,002回折線の強度は10時間の粉砕で急激に減少、それ以外は長時間の粉砕により強度が減少、2θが20～30°付近のバックグランド強度が増大した。これらより、長石結晶が粉砕により、まず、へき開での破壊等による結晶サイズが減少、その後結晶性が低下、1200時間の粉砕では非晶質に近い状態になったと考えられる。
赤外吸収スペクトルでは、150時間以上の粉砕では1100cm-1付近のSi-O,Al-Oの伸縮モードに対応するバンドがブロードに、750cm-1付近のSi-O-Si、Si-O-Alのバンドの強度は減少した。300時間以上の粉砕では、900cm-1付近にSi-OHバンドに対応するショルダーがみられた。これらの結果は、粉砕によりSi-O,Al-O結合の分布が無秩序になり、Si-O-Si、Si-O-Al結合が切断され、そこにSi-OHが形成されたと考えられる。これらにより1200時間の粉砕でカリ長石はほぼ非晶質となり、我々が行ったサニディンの衝撃圧縮による変化とも大まかに一致する。

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本発表では、サメの歯(Carcharhinus leucas)を試料とし鉱物学的手法を用いて、水酸アパタイトの配向性について調べた結果を報告する。サメの歯の薄片試料を実体・偏光顕微鏡で観察した。粉末末X線回折法で試料の同定を行った。エナメル質部分を顕微FT-IRを用いて測定しピークの同定を行った。さらに顕微FT-IRの光路に偏光子を置き、偏光子を15度ずつ360度回転させて、偏光子の回転による水酸アパタイト中のOH基などの吸収度の変化から、水酸アパタイトの配向性を調べた。また、エナメル質部分を一辺が約100μmの角柱状に切り出し、ワイセンベルグ・プレセッションカメラを用いて試料中の水酸アパタイトの配向性を調べた。X線写真と偏光赤外の結果を対比させると、水酸アパタイト微結晶のc軸は、1.エナメル小柱の縦断方向と、2.それと約30度の角度をなす方向に配列している。

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