水熱実験による土壌性磁性鉱物の生成

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令和4年度は、実験手法の確立に向けて数多くの熱水実験を行った。その結果、熱水実験により土壌性磁性鉱物が生成されたことを精度よく定量的に調べる方法を確立した。また、土壌性磁性鉱物の生成が実験室で容易にできることを確認した。土壌性自生鉱物の生成は帯磁率を測定して行う。微量な生成が検出可能な以下の方法を確立した。帯磁率値は3桁の精度で計測した重量で規格化する。帯磁率測定は、熱水実験後の試料を10℃以下に冷却して行い、標準偏差が5％以下になるまで回数を増やして行う。帯磁率が異なる5つの中国レスのブロック試料を用意して予察的水熱実験を行い、次のような結果を得ることができた。（１）温度200℃では、1時間の加熱で2～6×10-8ｍ3kg-1の範囲ですべての試料が帯磁率の大きな初期増加を起こす。IRM成分解析により、これは低温酸化生成マグヘマイトの分解で結晶歪の解消による帯磁率変化であり、土壌化生成酸化鉄鉱物ではないことを確認した。したがって、帯磁率は初期増加値を基準に増加量を測る。（２）帯磁率120×10-8ｍ3kg-1の試料を使って1、2、3、5、7、9、24、46、90、174、336、672、1008 hoursの水熱実験を200℃で行い、その帯磁率変化と各試料のIRM成分解析により以下のことを明らかにした。5hまでは緩やかな帯磁率増加を示し、SP磁鉄鉱粒子（+赤鉄鉱）の生成によることを確認した。5ｈから90ｈまで帯磁率減少が起こる。これは砕屑性細粒磁鉄鉱の高温酸化による減少である。90ｈからSD磁鉄鉱が増加して帯磁率が大きく増加する。まだIRM成分解析を行っていないが、150℃の水熱実験についてもほぼ同様の帯磁率変化を得ている。