Molecular and isotopic characterization of Earth's oldest organic materials using Atom Probe Tomography

点击翻译按钮获取中文摘要

今年度もコロナウイルス感染拡大の影響があり、予定していた野外調査が実現できなかった。 そのためすでに我々が所有しているオーストラリアの岩石試料を用いて、薄片作成、顕微鏡観察、主要微量元素の全岩化学分析、炭酸塩岩の炭素・酸素 ・硫黄同位体分析を行った。その中から有望な試料を選定し、EPMAにより詳細な化学組成マッピングとEBSDを用いた結晶構造解析を行った。さらに高分解能電子顕微鏡(FE-SEM, FE-TEM,デュアルビームFIB)を用いた試料作成とSTEM-EDS分析を基にアトムプローブ分析試料の選定を行った。EPMAによる詳細な元素マッピングの結果、炭質物質が含まれるチタン石と含まれないチタン石との間に、化学組成の明瞭な差異が認められた。同領域で行ったEBSDの結晶方位マッピングの結果でもチタン石から構成される複数のナノチューブの結晶方位は同方位を示している。一方で数十ミクロンの比較的大きなチタン石結晶は複数の結晶方位を有する結晶の集合体であることが明らかになった。炭質物質の組織観察では複数の形態が認められ、方解石や石英中に普遍に存在するものや集合体で存在するものが多く認められ、さらにチタン石のナノチューブの先端に濃集する炭質物質も多く確認できた。この観察を基にFIBを用いたTEM試料を作成し、STEM-EDS分析を実施した結果、チタン石のナノチューブの中にルチルの結晶が存在し、炭質物中には硫黄が含まれることも分かった。またTEM高分解能像観察から、チタン石中に結晶度が低い炭質物が存在していることが明らかになり、有機物起源の炭素であると推定される。また研究代表者が12月にカーティン大学を訪問し、今後の研究進行及び次年度の始めに分析を行うための具体的な日程と試料作成に関する打ち合わせを行った。その際アトムプローブをはじめ様々な設備使用に関する契約を交わした。