10. 地球化学的分類 (ゴルトシュミット分類)
Fe と合金を作りやすい元素は親鉄元素と言い、核-マントル分配において核に取り込まれる。残った元素のうち、揮発性の化合物を作りやすいものは親気元素、ケイ酸塩 (一般的な造岩鉱物) に分配されやすいものは親石元素、硫化物鉱床に濃集するものは親銅元素と言う (e.g. White, 2020; 佐野 & 高橋, 2013)。更に、水溶性の高いものは流体移動性元素、生化学的過程で有機物と化合しやすいものは親生元素と言うことがある (Lee, 2018)。
1
H
親生元素
2
He
貴ガス
3
Li
アルカリ金属
4
Be
アルカリ土類金属
5
B
6
C
親生元素
7
N
親生元素
8
O
9
F
ハロゲン
10
Ne
貴ガス
11
Na
アルカリ金属
12
Mg
アルカリ土類金属
13
Al
14
Si
15
P
親生元素
16
S
親生元素
17
Cl
ハロゲン
18
Ar
貴ガス
19
K
アルカリ金属
20
Ca
アルカリ土類金属
21
Sc
REE
22
Ti
23
V
親生元素
24
Cr
25
Mn
26
Fe
27
Co
28
Ni
29
Cu
30
Zn
31
Ga
32
Ge
親生元素
33
As
親生元素
34
Se
親生元素
35
Br
ハロゲン
36
Kr
貴ガス
37
Rb
アルカリ金属
38
Sr
アルカリ土類金属
39
Y
REE
40
Zr
41
Nb
42
Mo
親生元素
43
Tc
44
Ru
HSE
45
Rh
HSE
46
Pd
親生元素
HSE
47
Ag
48
Cd
親生元素
49
In
50
Sn
51
Sb
52
Te
53
I
ハロゲン
54
Xe
貴ガス
55
Cs
アルカリ金属
56
Ba
アルカリ土類金属
57-71
72
Hf
73
Ta
74
W
75
Re
親生元素
HSE
76
Os
HSE
77
Ir
HSE
78
Pt
親生元素
HSE
79
Au
HSE
80
Hg
親生元素
81
Tl
82
Pb
親生元素
83
Bi
84
Po
85
At
86
Rn
87
Fr
88
Ra
89-103
104
Rf
105
Db
106
Sg
107
Bh
108
Hs
109
Mt
110
Ds
111
Rg
112
Cn
113
Nh
114
Fl
115
Mc
116
Lv
117
Ts
118
Og
57
La
REE
ランタノイド
58
Ce
REE
ランタノイド
59
Pr
REE
ランタノイド
60
Nd
REE
ランタノイド
61
Pm
62
Sm
REE
ランタノイド
63
Eu
REE
ランタノイド
64
Gd
REE
ランタノイド
65
Tb
REE
ランタノイド
66
Dy
REE
ランタノイド
67
Ho
REE
ランタノイド
68
Er
REE
ランタノイド
69
Tm
REE
ランタノイド
70
Yb
REE
ランタノイド
71
Lu
REE
ランタノイド
89
Ac
90
Th
アクチノイド
91
Pa
92
U
親生元素
アクチノイド
93
Np
94
Pu
95
Am
96
Cm
97
Bk
98
Cf
99
Es
100
Fm
101
Md
102
No
103
Lr
NOTE
10-1 文献によって、分類の基準や線引きに多少の違いがある。例えば Co や Ni は、金属-ケイ酸塩間の分配係数が大きいので、多くは核に取り込まれている。しかし、Fe や Mg とイオンの性質が近いので、これらの元素を置換する形でケイ酸塩鉱物にも存在する。このため、親石元素の研究でも考察対象になり得る。このように、各分類は互いに排反ではない。
10-2 親生元素は英語で "biophile" または "organophile"。REE = 希土類元素, rare-earth elements。
10-3 Fe と金属結合半径や電気陰性度が近いものは合金を作りやすい。
HSE = 強親鉄元素, highly siderophile elements。これらの元素は貴金属 (noble metals; Ag も入れる)、白金族元素 (platinum group elements, PGE; Au, Re を除く 6 元素) と呼ばれることもある。多くが地球の核に取り込まれていると考えられるが、産出するものは硫化物と共生しているので、親銅元素でもある。
参考文献
- Lee, C.-T. (2018) Geochemical classification of elements, in Encyclopedia of Geochemistry, ed. White, W. M. (Springer, Cham), 545-549. DOI: 10.1007/978-3-319-39312-4_255.
- White, W. M. (2020) Geochemistry, 2nd edn. (John Wiley & Sons). § 7.2.1.
- 佐野有司, 高橋嘉夫. (2013) 『地球化学』, 現代地球科学入門シリーズ 12 (共立出版). § 8.1.
注意書き
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文責
-
峰田竜二 / Ryuji Mineta
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