重鉱物分析

重鉱物（密度が2.89 g/cm ³を超える鉱物）は、輸送/風化に関して安定性が大きく異なりますが、化学的風化、輸送、続成作用（および全体的な成熟度）の複合的な影響により、岩石全体に占める重鉱物の割合は減少する傾向があります。そのため、砂岩中の重鉱物の平均収率は約1％^{[ 1 ]}ですが、古い砂岩やリサイクルされた砂岩では大幅に低くなる可能性があります。重鉱物の個々の特性は互いに大きく異なり、それらの相対的な存在量は供給源の地域や輸送/リサイクルのメカニズムの性質を直接示す指標であるため、重鉱物の分析は19世紀以来、起源を知るためのツールとして使用されてきました。

歴史

最初に発表された起源分析は、JW Retgers ^{[ 2 ]}によるオランダ海岸砂丘の研究であるとよく考えられています。彼は岩石学と不透明鉱物の化学分析を組み合わせて、盆地の起源パターンを評価しました。この研究の1年後には、JLC Schroeder Van Der Kolk による補完的な研究が行われ、重鉱物を用いて第四紀砂岩の起源が研究されました^{[ 3 ] 。}

分離

重鉱物は、古く風化した砂岩のごく一部（1%未満^{[ 1 ]}）を占めるため、2～4kgの大きなサンプルから抽出されることが多い。一般的な手順は以下のとおりである。

• ジョークラッシャー/ミルによる粉砕。砕けた穀物の量を制限するために、粉砕は通常「段階的」に行われます（ジョーを徐々に近づけ、1mmを超える大きな破片のみをジョークラッシャーに戻します）。
• 粉砕物は、通常、使用する方法に応じて500、250、または125μmのふるいにかけられます。重鉱物分析のほとんどの初期段階では、125～64μmの画分が分離作業のために保持されます。これは、重鉱物の代表的な収量を示し、試料の固定を容易にし、より詳細な岩石学的同定を可能にするためです。^{[ 4 ]}
• その後、サンプルは水で繰り返し洗浄され、粘土分を除去するためにデカンテーションされる。
• 炭酸塩セメントや鉄含有コーティングを除去するための酸エッチングも一般的です。前処理には低濃度酢酸（0.000016 M、pHは5未満であってはなりません）を使用します。より高濃度の酸や塩酸は、アパタイトやカルシウム角閃石などの最も脆い相を溶解し、重鉱物含有量に偏りをもたらす可能性があるためです。^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}この手法を使用する場合、サンプルは蒸留水で煮沸され、オーブンで乾燥されます（サンプルに含まれる鉱物の一部が融解温度に達しないように、低温で乾燥させます）。
• 洗浄・乾燥した留分は、重液（HL）溶液を満たした分液漏斗に入れられ、撹拌されます。最も一般的に使用される重液は、ブロモホルム、テトラブロモエタン、ポリタングステン酸ナトリウム溶液です。
• 重鉱物を分離するための他のツールもいくつかあります（磁気分離機やウィフリーテーブルなど）。

人気の重鉱物比率

最もよく使われる重鉱物比率は以下のとおりです。^{[ 8 ]}

• ZTR指数（ジルコン-トルマリン-ルチル）
• GZi（ガーネット-ジルコン指数）
• ATi（アパタイト・トルマリン指数）
• RuZi（ルチルジルコン指数）
• MZi（モナザイト-ジルコン指数）
• CZi（クロムスピネルジルコン指数）

参考文献

1. Boggs, S., 2009. 堆積岩の岩石学、第2版
2. Retgers, JW, 1895. オランダ、スケベニンゲンの砂丘の岩石学。 . f." Min., I (1895): 16. Neues Jahob, 1, p.16。
3. Schroeder Van Der Kolk、JLC、1896。Beiträge zur Kartirung der quartären Sande。 Zeitschrift der Deutschen Geologischen Gesellschaft、pp.773–807。
4. Morton, AC, 2012. 堆積物および堆積岩中の重鉱物の起源、輸送履歴、地層学的対比における価値. 『堆積物および堆積岩の定量鉱物学および微量分析：カナダ鉱物学協会短期講座』pp. 133–165.
5. Morton, AC & Hallsworth, C., 1994. 砂岩中の砕屑性重鉱物集合体の起源特異的特徴の特定. 堆積地質学, 90(3-4), pp.241–256.
6. Morton, AC, 2012. 堆積物および堆積岩中の重鉱物の起源、輸送履歴、地層学的対比における価値. 『堆積物および堆積岩の定量鉱物学および微量分析：カナダ鉱物学協会短期講座』pp. 133–165.
7. Singh, M., 2012.「北西ヒマラヤのピンジョール層の重鉱物組成と堆積物の起源解明におけるその意義」地球科学、2(6)、pp.157–163。
8. モートン、AC、1985年、「起源研究における重鉱物」『アレナイトの起源』pp.249-250。