新鉱物『千葉石』 [科学系よもやま話＜新鉱物＞]
今日ご紹介するのは、千葉県内で採取された新鉱物が、国際鉱物学連合（IMA）の新鉱物・命名・分類委員会にて、『千葉石（Ｃｈｉｂａｉｔｅ）』として承認されたというニュースです。
提供：独立行政法人物質・材料研究機構（ＮＩＭＳ）
詳しくは、独立行政法人 物質・材料研究機構（ＮＩＭＳ），独立行政法人 産業技術総合研究所，千葉県立中央博物館，東北大学などによるプレスリリースをご覧下さい。
『天然ガスを含む新鉱物『千葉石』（ｐｄｆファイル）』
英科学誌Ｎａｔｕｒｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓに掲載された論文は、コチラ（※Ｆｕｌｌ Ｔｅｘｔ は、有料です）。
『New silica clathrate minerals that are isostructural with natural gas hydrates（リンク）』
都道府県の名前が付いた鉱物は、滋賀石、岡山石、新潟石、東京石、大阪石（発見順）に次いで６つめ。とは言え、日本産の新鉱物として登録された物は、１００以上あり、地名に由来する名前を持つ鉱物（例えば、津軽鉱、南部石、多摩石、湯河原沸石、大隅石 、魚釣島石、ｅｔｃ・・・）も少なくありません。あくまで都道府県名を冠する鉱物が６つめって事。
とはいえ、県内で初となる新鉱物。千葉県立中央博物館では特別展示を開催中です。
千葉県立中央博物館 平成２２年度トピックス展『新鉱物発見！名前は「千葉石」！（リンク）』
会期は２０１１年２月１６日(水)～６月１２日(日)。興味のある方は、千葉石が直接ご覧になれる、千葉県立中央博物館を訪れてはいかがでしょう。
千葉石を説明するには、天然ガスハイドレートの構造から話を進めるのが、分かり易いです。
メタンハイドレートを始めとする天然ガスハイドレートは、水分子で出来た直径１ナノメートル程の籠に、メタンやエタン、プロパンなどの天然ガスを閉じ込めた物質。今回発見された千葉石は、この水分子（Ｈ-Ｏ-Ｈ）の骨格を二酸化珪素（Ｏ-Ｓｉ-Ｏ）の骨格に置き換えたような構造を持っています。
天然ガスハイドレートは閉じ込めたガス分子の種類によって、籠の形状が異なり、自然界ではⅠ型、Ⅱ型、Ｈ型の３種類の存在が確認されています。籠の中に入る分子の大きさで結晶構造が変わるんです。
例えば、小さなメタンやエタンならⅠ型、プロパンならⅡ型、もっと大きなペンタンならＨ型という具合。
水分子が珪酸に置き換わった千葉石のような鉱物は、これまでⅠ型しか知られていませんでしたが、新たにⅡ型、Ｈ型（まだ申請前）が千葉県で発見され、このような鉱物も天然ガスハイドレートのようにⅠ型、Ⅱ型、Ｈ型の３種類が存在する事が、初めて証明されたんです。ただ、Ｏ-ＨとＳｉ-Ｏの距離が違うので、同じゲスト分子でも天然ガスハイドレートとは取る結晶構造が一致するという訳では無いようです。
それぞれの結晶構造は、籠の大きさや数が異なります。図にするとこんな感じ。
51262という表記は、五角十二面六角二面体という意味（つまり１２個の五角形と２個の六角形からなる立体）です。頂点にSiが占め、それを結ぶ辺がSi-O-Siの結合です。籠の中には、ゲスト分子が閉じ込められています。そして、それぞれの籠が下ような組み合わせで単位格子を作ります。
実際にこれらの籠が並んだ状態が、論文に掲載されていたこちらの画像になります（ａ：Ⅰ型，ｂ：Ⅱ型，ｃ：Ｈ型）。
※Nature Communications 2,Article number:196 (15 February 2011) Figure 1
因みに、今回新鉱物として認められた千葉石は、Ⅱ型構造。ゲスト分子として、主にメタンの他、エタン、プロパン、２-メチルプロパンの４種類の炭化水素分子が含まれていることが確認されています。
Ⅰ型構造を撮る鉱物として、これまでにメラノフロジャイト（Ｍｅｌａｎｏｐｈｌｏｇｉｔｅ）（別名：黒珪石）と呼ばれる鉱物が、知られていました。メラノフロジャイトの名前は、「燃えて黒くなる」という意味のギリシャ語からきているそうです。
そして、Ｈ型も千葉石と同時に発見されているのですが、現在国際鉱物学連合（IMA）の新鉱物・命名・分類委員会への申請準備中で、鉱物名はまだ確定していません。
こちらの登録結果も楽しみですね。
提供：独立行政法人物質・材料研究機構（ＮＩＭＳ）
詳しくは、独立行政法人 物質・材料研究機構（ＮＩＭＳ），独立行政法人 産業技術総合研究所，千葉県立中央博物館，東北大学などによるプレスリリースをご覧下さい。
『天然ガスを含む新鉱物『千葉石』（ｐｄｆファイル）』
英科学誌Ｎａｔｕｒｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓに掲載された論文は、コチラ（※Ｆｕｌｌ Ｔｅｘｔ は、有料です）。
『New silica clathrate minerals that are isostructural with natural gas hydrates（リンク）』
都道府県の名前が付いた鉱物は、滋賀石、岡山石、新潟石、東京石、大阪石（発見順）に次いで６つめ。とは言え、日本産の新鉱物として登録された物は、１００以上あり、地名に由来する名前を持つ鉱物（例えば、津軽鉱、南部石、多摩石、湯河原沸石、大隅石 、魚釣島石、ｅｔｃ・・・）も少なくありません。あくまで都道府県名を冠する鉱物が６つめって事。
とはいえ、県内で初となる新鉱物。千葉県立中央博物館では特別展示を開催中です。
千葉県立中央博物館 平成２２年度トピックス展『新鉱物発見！名前は「千葉石」！（リンク）』
会期は２０１１年２月１６日(水)～６月１２日(日)。興味のある方は、千葉石が直接ご覧になれる、千葉県立中央博物館を訪れてはいかがでしょう。
千葉石を説明するには、天然ガスハイドレートの構造から話を進めるのが、分かり易いです。
メタンハイドレートを始めとする天然ガスハイドレートは、水分子で出来た直径１ナノメートル程の籠に、メタンやエタン、プロパンなどの天然ガスを閉じ込めた物質。今回発見された千葉石は、この水分子（Ｈ-Ｏ-Ｈ）の骨格を二酸化珪素（Ｏ-Ｓｉ-Ｏ）の骨格に置き換えたような構造を持っています。
天然ガスハイドレートは閉じ込めたガス分子の種類によって、籠の形状が異なり、自然界ではⅠ型、Ⅱ型、Ｈ型の３種類の存在が確認されています。籠の中に入る分子の大きさで結晶構造が変わるんです。
例えば、小さなメタンやエタンならⅠ型、プロパンならⅡ型、もっと大きなペンタンならＨ型という具合。
水分子が珪酸に置き換わった千葉石のような鉱物は、これまでⅠ型しか知られていませんでしたが、新たにⅡ型、Ｈ型（まだ申請前）が千葉県で発見され、このような鉱物も天然ガスハイドレートのようにⅠ型、Ⅱ型、Ｈ型の３種類が存在する事が、初めて証明されたんです。ただ、Ｏ-ＨとＳｉ-Ｏの距離が違うので、同じゲスト分子でも天然ガスハイドレートとは取る結晶構造が一致するという訳では無いようです。
それぞれの結晶構造は、籠の大きさや数が異なります。図にするとこんな感じ。
51262という表記は、五角十二面六角二面体という意味（つまり１２個の五角形と２個の六角形からなる立体）です。頂点にSiが占め、それを結ぶ辺がSi-O-Siの結合です。籠の中には、ゲスト分子が閉じ込められています。そして、それぞれの籠が下ような組み合わせで単位格子を作ります。
実際にこれらの籠が並んだ状態が、論文に掲載されていたこちらの画像になります（ａ：Ⅰ型，ｂ：Ⅱ型，ｃ：Ｈ型）。
※Nature Communications 2,Article number:196 (15 February 2011) Figure 1
因みに、今回新鉱物として認められた千葉石は、Ⅱ型構造。ゲスト分子として、主にメタンの他、エタン、プロパン、２-メチルプロパンの４種類の炭化水素分子が含まれていることが確認されています。
Ⅰ型構造を撮る鉱物として、これまでにメラノフロジャイト（Ｍｅｌａｎｏｐｈｌｏｇｉｔｅ）（別名：黒珪石）と呼ばれる鉱物が、知られていました。メラノフロジャイトの名前は、「燃えて黒くなる」という意味のギリシャ語からきているそうです。
そして、Ｈ型も千葉石と同時に発見されているのですが、現在国際鉱物学連合（IMA）の新鉱物・命名・分類委員会への申請準備中で、鉱物名はまだ確定していません。
こちらの登録結果も楽しみですね。
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これは・・・！石研としては是非見に行きたいです（笑）。
展示期間も長いので、暖かくなったら行って来ようと思います♪
by ruya (2011-02-16 22:58)
メタンとエタンとプロパン（ブタンもかな？）が同じ構造であることだけは覚えていますが、これに火を近づけたら爆発したりするのでしょうか？
by 北海道大好き人間 (2011-02-17 01:35)
ruya さん、こんにちは。
結晶自体は小さいし地味な印象ではありますが、私も是非見に行こうと思っています。
北海道大好き人間 さん、こんにちは。
メタンとエタン、プロパン、ブタン・・・は炭素数が増えるだけで、直鎖型の炭化水素です。次第に沸点が低くなり常温で液体になっていきます。
因みに、火を近づけても煤けはするようですが、爆発する事はないようです。
by optimist (2011-02-20 09:56)