準安定炭酸カルシウム鉱物の生成速度－天然における炭酸塩鉱物生成の本質－

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準安定炭酸カルシウム鉱物の生成に及ぼす不純物イオンの影響を明らかにする目的で、準安定炭酸カルシウム鉱物の一つであるモノハイドロカルサイトのアラゴナイトへの相転移における鉛、亜鉛イオンの取り込み挙動について、室内における相転移実験を行った。すべての実験条件おいて、モノハイドロカルサイトは時間の経過にしたがってアラゴナイトへ相転移した。モノハイドロカルサイトのアラゴナイトへの相転移におけるMeの固液再分配挙動について、相転移前はモノハイドロカルサイトへの吸着、モノハイドロカルサイトの溶解に伴うMeの放出、アラゴナイトの中への取り込みが確認された。本研究で対象とした元素について、鉛の場合、モノハイドロカルサイトの溶解に伴う鉛の放出によって鉛含有鉱物に対して過飽和状態となり、鉛含有鉱物の沈殿が確認された。亜鉛の場合、モノハイドロカルサイトの相転移は不純物イオンを含まない系での相転移速度と比べて2倍遅延された。モノハイドロカルサイトの溶解に伴って放出された亜鉛は順次アラゴナイトへ分配された。モノハイドロカルサイトの相転移におけるMeイオンの固液再分配メカニズムは水溶液中における固溶体生成反応の熱力学計算によって説明された。準安定相の相転移は地球表層環境における元素の移動において準安定相との吸着/脱着、準安定相の相転移速度、安定相との固液分配、対象元素から成る固相の生成によってその移動性に影響を与える可能性が示唆された。