新研究: 低シリコン火山岩からのサファイア誕生が明らかに

Tokyoサファイアは主に酸化アルミニウムからなる、美しい宝石であり、コランダムとして知られています。わずかな他の元素を含むこれらの結晶は、普段シリコンが少ない火山岩の中で見られます。科学者たちは、これらの岩の中での形成過程について、さらに理解を深めています。

ハイデルベルク大学の科学者たちはドイツのアイフェル地方を研究しました。この火山地帯では、約70万年にわたって地球の深部からマグマが地表に上昇しています。このマグマは二酸化ケイ素の含有量が低い一方で、ナトリウムとカリウムが豊富であり、これらはサファイアが形成されるのに適した条件となっています。

サファイアは地殻の深部で形成されます。マグマが上昇する際にそれらを地表まで運びます。エイフェル地域で発見されるサファイアの多くは河川堆積物に由来します。サファイアは、火成作用と変成作用の両方のプロセスを通じて形成されます。

私たちの研究結果は重要な発見を示しています。以前は、火山性堆積物でのサファイアの形成について理解が不足していました。しかし、現在では、マグマ性および変成作用の両方がサファイアの生成に寄与していることが分かっています。これらのプロセスの高温と高圧が、粘土質堆積物からサファイアを形成させるのです。

研究者たちは、ウラン鉛法という地球化学的な試験を用いてサファイアの年代を特定しました。また、二次イオン質量分析器を使ってサファイア内の鉱物痕跡を調べ、酸素同位体の種類を確認しました。O-16とO-18同位体の違いにより、結晶の産地を特定する手助けが得られます。

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地殻深部の岩石は、マントルの岩石に比べてO-18が多く含まれています。エイフェル地方のサファイアは、マントルの素材と地殻の岩石が混ざり合ったことで形成されたことを示す同位体組成を持ち、深さ5から7キロメートルで生成されたと考えられます。このマントルと地殻岩石の相互作用は、火山活動の理解や宝石の形成過程を深める助けになります。

ヨーロッパの著名な火山地域からの発見によれば、世界の他の同様な火山を持つ地域にもサファイアの鉱床があるかもしれません。これらのプロセスを理解することで、新たな鉱物資源の発見に役立つでしょう。

この研究は、火山活動が活発な地域でのサファイアの形成を解明しています。さらなる研究を通じて、火山活動や宝石の生成についての理解を深めることができます。これにより、新たな発見が期待され、世界各地における宝石の分布を示す地質図の改善に役立つでしょう。この研究は、スイスのエドゥアルト・ギュベルリン宝石研究協会とドイツ研究財団の支援を受けています。

私たちは複雑なプロセスを調査し、エイフェル地域のような火山地帯でのサファイアの形成に、マグマと変成作用が重要であることを発見しました。