-
鉱物標本 ストルザイト(Stolzite)
別名:鉛重石 産地:Mine Sainte Lucie, Saint Leger de Peyre, Lozere Dept, France タングステンを含有する鉛熱水鉱床に産出するタングステン酸塩鉱物。ウルフェナイト(モリブデン鉛鉱、PbMO4)の兄弟分?として固溶体を形成し、見た目もウルフェナイトと区別が付かない(*1)。 1820年にAugust Breithauptシェーライト(灰重石、CaWO4)に類似した本鉱物をScheelbleispathと呼称し、1832年には François Sulpice Beudantがscheelitineと呼んだ。 現在のストルザイトという名は1845年にWilhelm Karl Ritter von Haidingerが本鉱物を最初に研究用として提供したチェコ共和国ボヘミア出身の医師兼鉱物コレクターのJohan Anton Stolzに因んで命名した。 塩酸で分解して黄色のタングステン酸が生成する。 2021年2月のミネラルマルシェにて購入。UVで結晶の縁部分の光沢がある箇所でうっすらと黄色~橙色の蛍光が見える…気がする。 *1:ウルフェナイト →鉱物標本 ウルフェナイト(Wulfenite)
鉱物標本 2.5~3 亜金剛光沢、樹脂光沢たじ
-
鉱物標本 ウルフェナイト(Wulfenite)
別名:モリブデン鉛鉱、水鉛鉛鉱 産地:Arizona, U.S.A. 主に赤色~橙色、黄色を呈する鉛鉱石。その色はモリブデン酸(MoO4 2-)の一部がクロム酸(CrO4 2-)に置き変わることに起因し、過半がクロム酸に置き換わったものはクロコアイト(紅鉛鉱、PbCro4)と呼ばれる(*1)。 またストルザイト(PbWO4)と固溶体を形成し、モリブデン酸の一部がタングステン酸(WO4 2-)に置き換わっていることがある(*2)。 熱水鉛鉱床中の酸化帯で板状の二次鉱物として生成。火山性噴気ガスによって400~550℃の温度範囲で沈降して生成される場合もある。 ウルフェナイトは1772年にIgnaz von BornがオーストリアのAnnabergで発見し、その際は"plumbum spatosum flavor-rubrum"と呼称した。また、1781年にはJoseph Franz Edler von Jacquinが"kärntherischer bleispath"と命名している。 その後、1785年に植物・鉱物学者で登山家でもあったFranz Xavier von Wulfen神父がオーストリアのBleibergで発見し、鉱物画としてその他の鉛鉱物とともに様々な結晶形を描き残した。1845年になってWilhelm Karl von HaidingerがWulfen神父に敬意を表して"wulfenite"と命名した。 本標本はアリゾナ産であるが、ここのウルフェナイトは鮮やかな橙色の薄い板状~卓状結晶として産出する。 2019年、東京ミネラルショーにて購入。 *1:クロコアイト →鉱物標本 クロコアイト(Crocoite) *2:ストルザイト →鉱物標本 ストルザイト(Stolzite)
鉱物標本 2.5~3 金剛光沢、亜金剛光沢、樹脂光沢たじ
-
鉱物標本 トーバーナイト(Torbernite)
別名:燐銅ウラン石 産出地:Margabal Mine, Entraygues-sur-Truyère, Rodez, Aveyron, Occitanie, France ウラン雲母と称されるウランの二次鉱物の一種。アップルグリーンやエメラルドグリーンの綺麗な緑色をしており、放射性を有する。名前は1793年にAbraham Gottlob Wernerによって、18世紀の著名なスウェーデン人鉱物学者のTorbern Olof Bergmannに因んで命名された。 同じウラン雲母のオートゥナイトが強い蛍光性を示すのに対してトーバーナイト自体は蛍光性を持たない。また、オートゥナイトはウラニルリン酸のCa塩のためウラン鉱床で比較的見つかり易いのに対し、トーバーナイトはCu塩のためウラン鉱床と銅鉱床が同じ場所にないと生成されず、世界的にも産出地は多くない。オートゥナイト同様に空気中で12H20から8H20へと徐々に脱水してメタトーバーナイトへと変化する。放射性はオートゥナイトより強いとされるものの、鉱物標本として飾る分には問題ない。(*1) 本標本が採掘されたMargabal鉱山はフランス南部のアヴェロン県にある全長100m程の小さなウラン鉱山で、実際に採掘されていた時期も1957年から1960年までと短いものの、トーバーナイトが採掘される世界でも数少ない鉱山の一つだった。1997年には50cmもの大きさのトーバーナイトの鍾乳石が見つかっており、パリの自然史博物館に展示されている。 こんな希少かつ美しいトーバーナイトであるが、これを構成するウラン元素は自然界に安定して存在する最も重い元素とされ、それ以上の元素(NpとPu)も極微量で地球上に存在はするものの、原子核が不安定なため直ぐに核分裂してより軽い元素へと変化してしまう。では、この自然界に許容される境界線上に存在しているウランの起源は何処にあるのか。 宇宙空間において、恒星内では水素やヘリウムを燃料に核融合反応が自発的(発熱的)に進行しており、より重い元素が合成されている。ただしこの反応で合成されるのはFe元素までで、それよりも重い元素では反応が吸熱的となるため恒星内核融合では合成されない。 話は変わり、自然界に存在する元素の陽子数はその原子番号に対応しているが、中性子数はその元素固有の範囲内ならば数の制限がない(その中でも安定な数、不安定な数はあるが)。これらを同位体(アイソトープ)と呼び、ウランを例に出すならば原子番号が92のため陽子数も92となり、最も安定な中性子数は146なのだが、125~150の範囲内ならば原子核に入る中性子数に制限は無い。ところが実際に自然界に存在するUの同位体はU238、U235、U234の3つだけである。この自然界における各元素の存在比とその同位体の存在比、そして安定性を元に宇宙空間における重元素合成のプロセスとして考えられたのがビスマス元素までが合成されるs過程(slow-process)とウラン元素までが合成されるr過程(rapid-process)である。 これらの重元素合成では中性子捕獲とβ崩壊、つまり原子核に中性子が供給され、それが陽子に変化することで原子番号が増えるプロセスを踏むこととなる。s過程に関しては今回割愛するとして、r過程では極一瞬(数秒)の間に高密度の中性子束が原子核へと限界まで供給され、その後に中性子過剰な原子核の陽子数と中性子数のバランスが安定する所までβ崩壊(陽子に変換)し続けることで原子番号が増えていくというプロセスである。 このプロセスが実際の宇宙空間でどのタイミングにて発生しているのか、その短い反応時間のため、これまでは重力崩壊型超新星爆発のタイミングで起きているのではないかとされてきたが、近年のシミュレーションでは実際の宇宙に存在する重元素の比率と一致せず、否定的になっている。この説以外に中性子連星が互いに衝突するタイミングでr過程が起こるのではという説も存在し、シミュレーション上でも齟齬が起こらなかった。そして2017年になって漸く中性子連星の衝突が観測されたことで、r過程が生じた観測データも得られてこの説が正しいことが証明された。ただし、この広大な宇宙空間ではあまりにも稀な現象なため、重元素を十分な量賄えているのか疑問も残っており、r過程に関して詳しい所はまだまだ謎に満ちている。 いずれにせよ、トーバーナイトという鉱物を調べていく過程で、私はこの鉱物がウラン元素という宇宙空間における奇跡とウラン銅鉱床という地質学的偶然が重なることで生まれた奇跡の結晶のように感じた。 本標本は2020年、ミネラルマルシェにて購入。UVで特定の面にのみ蛍光を示しているが、これはトーバーナイトの結晶面上にオートゥナイトがエピタキシャル成長しているためである思われる。 *1:オートゥナイトの放射性 →オートゥナイト(Autunite)参照
鉱物標本 2~2.5 亜金剛光沢、ガラス光沢、蝋光沢、真珠光沢(脱水で鈍光沢)たじ
-
鉱物標本 オートゥナイト(Autunite)
別名:燐灰ウラン石、Calco-uranite 産出地:Streuberg Quarry, Bergen, Vogtlandkreis, Sachsen, Germany 蛍光鉱物の中でも特に強力な蛍光性を示すことから認知度は高めであろうウランの鉱物。 フランスのAutun近郊のSaint Symphorienで採掘されたことに因んで1854年にHennry J. BrookeとWilliam H. Millerによって命名された。 熱水脈や花崗岩ペグマタイト中のウラン鉱物の酸化による二次鉱物として産出し、長方形または八角形の平板状の結晶として葉片状または鱗状のクラスターを形成する。その見た目が雲母に似ていることから燐銅ウラン石を含めてウラン雲母とも呼ばれる。元々は10~12水和物の黄緑色の鉱物であるが、空気中では徐々に脱水することで6~8水和物で黄色のメタオートゥナイトへと変化していく。 ウラン鉱物として放射性を有するために体への影響が気になるが、全国宝石学協会(株)のweb情報では国の安全性基準が0.11μSv/h(1時間辺りのシーベルト)に対してオートゥナイト表面で最大3.2μSv/h、10cm離れることで0.12~0.13μSv/hとなる測定結果が示されており、宝飾品としては論外だが鉱物標本としてケースに入れて飾る分には問題ない。 話は変わり、本標本が採掘されたザクセン州フォクトランドはドイツとチェコの国境地帯またがって存在するエルツ山地(クルスナホリ)の外れに位置する。ここでは紀元前2500年頃の青銅器時代にはすでに錫が採掘され、各地に交易されていた。1168年に銀が採掘されると16世紀頃まで銀の産地として、その後も鉛、鉄、コバルト、ビスマス、ウラン、ニッケル、石灰、カオリン、石炭等が採掘されてザクセンをヨーロッパ有数の鉱業地帯へと発展させた。陶磁器で有名な同じザクセン州マイセンも一帯で採掘されたカオリンやコバルトブルーの存在が大きく影響している。これら20世紀までヨーロッパの鉱業や治金技術の発展に大きく寄与してきた歴史から『エルツ山地鉱業地域』として2019年にユネスコ世界遺産に登録された。 この鉱物資源豊富なエルツ山地の起源は今から4~2億年前の古生代石炭紀頃に存在したローレンシア大陸とゴンドワナ大陸の衝突によるパンゲア大陸の形成過程で起こったバリスカン造山運動まで遡る。後にエルツ山地と呼ばれることになる地では、当時の大陸どうしの衝突による変成作用で地下深くにスレートや千枚岩が形成され、そこに花崗岩質ペグマタイトが貫入した地層が形成された。この硬くて脆い岩塊は古生代後期には侵食作用で地表へと露出していき、新生代第三紀の終わりには断層運動および火山活動によって巨大断層岩塊としてウランを含む鉱物資源の鉱脈と共に地表に現れ、現在のエルツ山地となった。 本標本は2019年、ミネラルマルシェで購入。UVによる蛍光は肉眼で強い黄緑色だが、カメラ撮影だと輝度を下げてなお強い蛍光色のため白くなってしまった。 *ウラン元素の起源について →トーバーナイト(Torbernite)参照
鉱物標本 2.5~3 亜ガラス光沢、樹脂光沢、蝋光沢、真珠光沢たじ