Presentation Information
[R1-05]Systematic investigation of natural related beryllium and heavy high field strength elements (HHFSE) in blue sapphire nanoparticle inclusions
*Ahmadjan ABDURIYIM1 (1. Tokyo Gem Science LLC)
Keywords:
Blue sapphire,nanoparticle inclusions,Be and heavy high field strength elements.
2000年代初期に宝石市場にオレンジ・ピンクからピンク・オレンジの色相を呈する「パパラチア」サファイアが大量に出現し、従来の加熱処理には見られない石の外縁部の形状に沿った色の層が分布している特徴があります。その生成に疑問がもたれ、精力てきな調査の結果、この加熱手法は外来添加物であるクリソベリル起源のベリリウムを高温下でコランダム中に拡散させるという新しい加熱手法であることが判明され、ベリリウム拡散加熱処理と呼ばれるようになりました。しかし、加熱手法はブルー、グリーン、バイオレットなどの色調のサファイアにも施されるようになり、鑑別にはLA-ICP-MSやSIMSなどの高度な分析装置を使用しないと、処理の判明は不可能となっています。ところで、非加熱の天然ブルー・サファイアやイエロー・サファイアなどに極微量のBeが検出されるケースがあり、最近の研究では、低濃度のベリリウムはサファイア中に分布する微小インクルージョンが密集している成長累帯エリアから検出され、このインクルージョンはa-PbO2の構造を持つルチル(Rutile, TiO2)、スリランカイト(Srilankite, Ti2ZrO6)、そしてモナザイト(Monazite, (Ce,La,Nd,Th)PO4)であることが報告されています。本研究では、スリランカのElaheraとRatnapura、ミャンマーのMogok、マダガスカルのIlakakaとAndranondambo、タンザニアのTunduru、アフガニスタンSar-e-Sang、インドのKashmir地域からブルー・サファイアの原石を集め、天然起源であるBeの特徴と拡散処理起源のBeと比較し、LA-ICP-MSで得られた結果を報告します。LA-ICP-MSで分析した結果、ミャンマー以外の産地からのブルー・サファイアのナノ粒子からできた成長累帯から、コランダムに含まれる一般的な元素、Mg, Ti, V, Cr, Fe, Gaなどの微量元素以外に、0.7～11 ppm程度のBeが検出されました。それに伴って、93Nb、139La, 140Ce, 146Nd, 181Ta、183W、232Thなどの不適合 (HHFSE)も非常に低濃度で検出されました。一方、インクルージョンフリーのエリアではこのような元素はほとんど検出されませんでした。このクラウドインクルージョンに取り込まれたBeが、これらの重い不適合元素(HHFSE)との間に強い関連性が見られます。これらのイオン半径の大きい、酸化数の高い不適合元素はコランダム成長過程で、結晶構造中に入りにくいため、マグマ溶融体から直接結晶化した不適合元素よく取り込むルチルやスリランカイトやモナザイト微小鉱物として成長累帯構造中に含まれたと考えられます。各産地のブルー・サファイアから検出されたBeと重い不適合元素(HHFSE)の含有量と種類に差異が見られ、原産地特定の指標となるプロット分布図が作成できました。