Finding the Seventh Calcium Carbonate in Alkaline Lakes

在碱性湖泊中寻找第七种碳酸钙

基本信息

批准号：
21K18649
负责人：
福士圭介
金额：
$ 4.08万
依托单位：
Kanazawa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18649/
关键词：
炭酸カルシウム1/2水和物アルカリ塩湖溶解度準安定相

项目摘要

これまでカルシウム炭酸塩として6つの鉱物種が認識されてきたが、これらに加え7つ目のカルシウム炭酸塩の結晶相(Calcium Carbonate Hemi-Hydrate: CCH)が室内合成実験から見出された。CCHは実験室では簡単に合成することができるが、自然界における生成は報告されていない。本研究はCCHを自然界で発見し、その地球惑星科学的意義を解明することを目的とする。世界に分布するアルカリ塩湖の水質をレビューから、調査したアルカリ塩湖の半数以上は、湖水水質がモノハイドロカルサイトよりほぼ正確に0.5ログ単位分過飽和にあることが認められた。本年度はCaCl2-MgCl2-Na2CO3溶液を複数の濃度条件下で撹拌し、過飽和法により生成物と溶液組成の時間変化を観察することで溶解度を精密に推定した。その結果、２系統の測定でCCHの溶解度測定に成功し、CCHの溶解度は２５℃の温度条件においてモノハイドロカルサイトよりも0.5ログ単位程度高いことが明らかとなった。また本年度はモンゴルのアルカリ塩湖（オルゴイ湖・オログ湖）において現地調査と試料採取を実施した。CCHは極めて短命な準安定相であり、水溶液中では時間とともに速やかに相転移する。変質は低温条件で遅延されるため、湖水温度が低い１２月に調査を行った。固相の変質を少しでも遅らせるため、固相分析用に採取した湖水は0度以下で保存し、当日中に超遠心分離機により固液分離を行った。回収した懸濁物は湿度の低い部屋で自然乾燥し、シリカゲルと共に保存した。帰国後、固体試料の粉末X線回折測定を行ったところ、XRDプロファイルからはCCHの最強ピークに相当する位置にピークが認められた。この結果はCCHがアルカリ塩湖に自生することを示唆するものであるが、その存在を確定するためにはさらに複数の分析による裏付けが必要であると考えられる。

到目前为止，六种矿物质已被认为是碳酸钙，除此之外，在室内综合实验中发现了第七钙碳酸盐晶体晶体阶段（碳酸钙半血液水合酸钙（CCH）。CCH可以在实验室中很容易地在实验室中进行综述，但据报道，它的天然形式并没有阐明。碱性盐湖的水质在世界范围内分布表明，湖泊水质的一半以上的水质几乎比单水合钙岩更高的0.5个原木单位。通过测量两个系统，成功测量了CCH的溶解度，并且发现在25°C的温度条件下，CCH的溶解度约为0.5 log单元。此外，今年在蒙古的碱性盐湖（Orgoi和Olog湖）进行了现场调查和样品收集。 CCH是一个非常短暂的亚稳态相，在水溶液中，随着时间的流逝，相变的相变很快。随着在低温条件下延迟的变化延迟，该调查是在湖水温度低的12月进行的。为了减慢固相的变化，即使稍微稍微改变，收集的用于固相分析的湖水是在0°C或以下存储的，并在当天通过超级离心分离进行固体液体分离。收集的悬架在低湿度室中被气干，并用硅胶储存。返回日本后，对固体样品进行了粉末X射线衍射测量，并在XRD剖面中发现了一个峰，位于对应于CCH最强峰的位置。该结果表明，CCH在碱性盐湖中自然生长，但人们认为必须进一步支持多次分析以确认其存在。

项目成果

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会议论文数量（0）

专利数量（0）

炭酸カルシウム1/2水和物の溶解度測定：アルカリ塩湖水質予測への示唆

半水碳酸钙的溶解度测量：对预测碱性盐湖水质的影响

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Fukushi;K. and Suyama;M.;牧村俊助;酢山真衣・福士圭介・北島卓磨
通讯作者：
酢山真衣・福士圭介・北島卓磨

Formation condition of CaCO31/2H2O: Implication for water chemistry of alkaline lakes.

CaCO31/2H2O 的形成条件：对碱性湖泊水化学的启示。

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Fukushi;K. and Suyama;M.
通讯作者：
M.

Arsenic and uranium contamination of Orog Lake in the Valley of Gobi Lakes, Mongolia: Field evidence of conservative accumulation of U in an alkaline, closed-basin lake during evaporation

DOI：
10.1016/j.jhazmat.2022.129017
发表时间：
2022-05-04
期刊：
JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS
影响因子：
13.6
作者：
Gankhurel, Baasansuren;Fukushi, Keisuke;Hasebe, Noriko
通讯作者：
Hasebe, Noriko

Field Investigations of Chemical Partitioning and Aqueous Chemistry of Freezing Closed‐Basin Lakes in Mongolia as Analogs of Subsurface Brines on Icy Bodies

蒙古冻结闭盆湖泊的化学分配和水化学的实地调查，作为冰体上地下盐水的模拟

DOI：
10.1029/2021je006972
发表时间：
2021
期刊：
Journal of Geophysical Research: Planets
影响因子：
0
作者：
Yoda Masahiro;Sekine Yasuhito;Fukushi Keisuke;Kitajima Takuma;Gankhurel Baasansuren;Davaasuren Davaadorj;Gerelmaa Tuvshin;Ganbat Shuukhaaz;Shoji Daigo;Zolotov Mikhail Y.;Takahashi Yoshio
通讯作者：
Takahashi Yoshio

Field investigations on salt partitioning in frozen closed-basin lakes in Mongolia as terrestrial analogues of subsurface brine reservoirs on Solar System icy bodies

作为太阳系冰体上地下盐水库的陆地类似物，对蒙古冻结封闭盆地湖泊中的盐分分配进行实地调查