淡水性と海成粘土

海成層かどうかの判別には、経験的に以下のものが使われているようです。

・貝殻片、ウニの針、有孔虫、珪藻等
・黄鉄鉱や石膏などの硫化鉱物

・電気伝導度やpHなどの化学特性

・CNSの比や含有量

先日、有孔虫かな？と思って生物のプロに写真を送ったところ、正解でした。海～汽水性の種だったようです。これも一つの指標になり得ますが、残念なことに私にはそれらを判別する能力がありません。学びたい！

黄鉄鉱については、淡水性の指標と言われる藍鉄鉱とも共生します。後で海水が浸透したのか？と思いましたが、このような現象について詳細について調べられた文献は見当たりませんでした。見つけたものは「海水の浸透の影響があったのだろう」とか、「今後の検討に委ねたい」とかで終わっています。
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jssj1972/35/35/35_35_77/_pdf

そもそも、津波の影響で土壌や地下水の塩水化が問題になっている場所があるにもかかわらず、数百年～数千年も海の下に位置して、その影響を受けない方が不思議です。
硫化物については、ある程度の量が得られて初めて海成と判断するべきなのでしょう。


これも先日、新たな判別要因の1つとして、XRF を使ってみました。これだと、直接的にSやClの含有量を得られます。乾燥させて測るだけですので、お手軽です。

結果、S 含有率は海成で高く、淡水性で低くなりました。Cl も同様でした。
当たり前の結果なのですが、なんだか釈然としません。海水浸透の影響はあまり出ていない、堆積環境がよく保存されている、と解釈すべきなのでしょうが、うーん。
こうなると、生物学的アプローチの方が明快で有利ですね。

簡単なようで難しい。このような基礎的事項でも、まだまだ学ぶべき箇所は多く残っているようです。

藍鉄鉱

次は藍鉄鉱。

昨年度も粘土中に見られたのですが、今年度も見つけました。

淡水成の指標になるようです。

アーバンクボタ No.23 特集｢海成粘土と硫化物｣
https://www.kubota.co.jp/siryou/pr/urban/pdf/23/


大気に触れるとすると、青色になります。

乾燥が進むにつれ、水色っぽく見えてくるようになり、数も増えてきました。
綺麗な結晶ではないですし、水色っぽくなってきましたので、本当に藍鉄鉱なのか？と、ふと疑問に思い X 線にかけてみました。

結果は OK。藍鉄鉱のピークが出ています。Annabergite でも引っかかるのですが、ま、色からも組成からも前者で良いでしょう。


しかし、これ、なぜ淡水成の指標になるのでしょうか？先の資料にも以下のように書かれています。

この当時すでに，還元的な環境下にある内湾や潟の底泥中には，硫化鉄（FeS）やパイライト＝黄鉄鉱(FeS2)が含まれ，一方，同様に還元的な環境下にあっても湖沼の底泥には，しばしば藍鉄鉱＝燐酸第一鉄〔 Fe3(PO4)2〕が含まれていて，これらは，海成層と淡水成層を見分けるための有効な指標とされておりました．経験的には，こういうことはすでにわかっていたのです． 

検索では論文が引っかかってこなかったので、その根拠は分かりませんでした。

で、PHREEQC。
還元環境で Fe に S を入れると黄鉄鉱に飽和する計算結果が出ます。P を入れると、黄鉄鉱にも飽和し、藍鉄鉱にも飽和する結果となりました。共存は可能なようです（詳細は量比を変えて計算しないとダメですが、ま、この辺は既に調べられているはずですので、後で文献を探すことで対応した方がよいでしょう）。

どちらかというと、Sがあるか、Pがあるかの環境に依存する、といった所になるのでしょう。つまり、淡水にはSがなく、Pがあると。そのPは有機物でしょうか？で、点在すると。

うーん、先日の Hfo の P もそうですが、その由来については泥岩も含めて整理しないといけないですね。来年、意識しておきましょう。

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20170111追記
顕微鏡下では、pyrite もできていました。やはり共生するようです。
淡水成層に海進で海水が浸透すれば共生するのでは？などと考えていましたが、その可能性もあるということでしょう。P と S の起源、確認する方法はないでしょうか？