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| 重晶石（バライト） | |
|---|---|
 ペルー、ワヌコ、ワマリエス、ミラフローレス、セロ・フアリフインの重晶石結晶 | |
| 一般的な | |
| カテゴリ | 硫酸塩鉱物、重晶石グループ |
| 式 （繰り返し単位） | BaSO4 |
| IMAシンボル | ブルト[1] |
| ストルンツ分類 | 7.西暦35年 |
| ダナ分類 | 28.03.01.01 |
| 結晶系 | 斜方晶系 |
| クリスタルクラス | 双錐体（mmm） HM記号：（2/m 2/m 2/m） |
| 空間群 | プンマ |
| 単位セル | a = 8.884(2) Å、 b = 5.457(3) Å、 c = 7.157(2) Å; Z = 4 |
| 識別 | |
| 色 | 無色、白、淡い青、黄色、灰色、茶色 |
| クリスタル習慣 | 基底に平行な板状、繊維状、結節状から塊状 |
| 胸の谷間 | 底面と柱面に平行な完全な劈開: {001} 完全、{210} 完全、{010} 不完全 |
| 骨折 | 不規則な |
| 粘り強さ | 脆い |
| モース 硬度 | 3～3.5 |
| 光沢 | ガラス質、真珠様 |
| 連勝 | 白 |
| 透けて見える | 透明から不透明 |
| 比重 | 4.3–5 |
| 密度 | 4.48 g/cm3 [ 2] |
| 光学特性 | 二軸正 |
| 屈折率 | n α = 1.634 ～ 1.637 n β = 1.636 ～ 1.638 n γ = 1.646 ～ 1.648 |
| 複屈折 | 0.012 |
| 融着性 | 4、黄緑色のバリウム炎 |
| 診断機能 | 白色、高比重、特徴的な劈開と結晶 |
| 溶解度 | 低い |
| 参考文献 | [3] [4] [5] [6] |
重晶石（バライト、barytes ）またはバライト（/ ˈ b ær aɪ t、ˈ b ɛər -/ BARR -eyet、BAIR - [7]または/ b ə ˈ r aɪ t iː z / bə- RYTE -eez [8]）は、硫酸バリウム（Ba S O 4）からなる鉱物である。[ 3]重晶石は一般に白または無色で、元素バリウムの主な供給源である。重晶石グループは、重晶石、セレスチン（硫酸ストロンチウム）、アンギュラーサイト（硫酸鉛）、無水石膏（硫酸カルシウム）からなる。重晶石とセレスチンは固溶体（Ba,Sr）SO 4を形成する。[2]
名前と歴史
放射状の形態はボローニャ石とも呼ばれ、[9] 17世紀にボローニャ近郊でヴィンチェンツォ・カシアローロが発見した標本により錬金術師の間で有名になった。これらは焼成すると燐光を発するようになった。[10] [11]
カール・シェーレは1774年に重晶石に新しい元素が含まれていることを突き止めたが、バリウムを単離することはできず、分離できたのは酸化バリウムだけだった。ヨハン・ゴットリープ・ガーンも2年後に同様の研究で酸化バリウムを単離した。バリウムは1808年にイギリスのハンフリー・デービー卿によって溶融バリウム塩の電気分解によって初めて単離された。[12]
掘削目的の重晶石を規定するアメリカ石油協会の規格API 13/ISO 13500は、特定の鉱物を指すのではなく、その規格を満たす材料を指しています。[13]しかし、実際には、これは通常、鉱物の重晶石を指します。[14]
「一次重晶石」という用語は、最初に市場性のある製品を指し、これには粗重晶石（鉱山の原鉱）と、洗浄、ジギング、重質媒体分離、テーブル化、浮選などの単純な選鉱方法による製品が含まれます。ほとんどの粗重晶石は、最低限の純度または密度にアップグレードする必要があります。「重質」セメントの骨材として使用される重晶石は、均一なサイズに粉砕およびふるい分けされます。ほとんどの重晶石は、充填剤または増量剤、工業製品への添加物、バリウム化学品の製造、または石油井戸掘削泥の増量剤として使用される前に、小さく均一なサイズに粉砕されます。[15]
名前
重晶石の名称は古代ギリシャ語のβαρύς（ローマ字表記： barús、「重い」）に由来する。アメリカ式の綴りはbariteである。[3] [16]国際鉱物学協会は当初「重晶石」を公式の綴りとして採用したが、後に古い「baryte」の綴りを採用することを推奨した。この動きは物議を醸し、アメリカの鉱物学者によって無視された。[17]
重晶石には他にも、バリティン（barytine）[18] 、バライト（barytite）[18] 、バライト（ barytes ） [19] 、ヘビー スパー（heavy spar）[3]、 ティフ（tiff）[4]、ブランフィクス（blanc fixe）[20]などの名称が使われてきました。
鉱物の分布と場所
重晶石は多くの堆積環境で発生し、生物起源、熱水、蒸発など多くのプロセスを経て堆積します。[2]重晶石は、石灰岩の鉛亜鉛鉱脈、温泉鉱床、赤鉄鉱鉱石によく見られます。アンゲリサイトやセレスチンなどの鉱物と関連していることが多いです。また、隕石にも確認されています。[21]
重晶石は、オーストラリア、ブラジル、ナイジェリア、カナダ、チリ、中国、インド、パキスタン、ドイツ、ギリシャ、グアテマラ、イラン、アイルランド（ベンブルベンで採掘された[22]）、リベリア、メキシコ、モロッコ、ペルー、ルーマニア（バイア・スプリー）、トルコ、南アフリカ（バーバートン・マウンテン・ランド）[23]、タイ、イギリス（コーンウォール、カンブリア、ダートムーア/デボン、ダービーシャー、ダーラム、シュロップシャー、[24] パースシャー、アーガイルシャー、サリー[3]）、米国ではコネチカット州チェシャー、ニューヨーク州デカルブ、ニューメキシコ州フォートウォレスで発見されています。アーカンソー州、コネチカット州、バージニア州、ノースカロライナ州、ジョージア州、テネシー州、ケンタッキー州、ネバダ州、ミズーリ州で採掘されています。[3]
2019年の世界の重晶石生産量は約950万トンと推定され、2012年の980万トンから減少した。[25]主要な重晶石生産国（単位：千トン、2017年のデータ）は、中国（3,600）、インド（1,600）、モロッコ（1,000）、メキシコ（400）、米国（330）、イラン（280）、トルコ（250）、ロシア（210）、カザフスタン（160）、タイ（130）、ラオス（120）である。[26]
2017年の重晶石の主な使用国は、米国（2.35百万トン）、中国（1.60百万トン）、中東（1.55百万トン）、欧州連合およびノルウェー（0.60百万トン）、ロシアおよびCIS（0.5百万トン）、南米（0.35百万トン）、アフリカ（0.25百万トン）、カナダ（0.20百万トン）であった。重晶石の70％は石油およびガス井掘削泥水に使用された。15％はバリウム化学品、14％は自動車、建設、塗装産業の充填剤用途、1％はその他の用途であった。[26]
熱水条件下で形成された天然の重晶石は、石英や シリカと関連している可能性がある。[27]熱水噴出孔では、重晶石シリカの鉱化に貴金属が伴うこともある。[28]
重晶石鉱石の鉱物資源基盤に関する情報は、いくつかの科学論文に掲載されている。[29]
用途
石油・ガス掘削
世界中で、重晶石の 69～77% が、石油およびガスの探査における掘削流体の増量剤として使用され、高い地層圧を抑制し、噴出を防止します。井戸を掘削すると、ビットはさまざまな地層を通過しますが、それぞれの地層は特性が異なります。穴が深くなるほど、泥水混合物全体に対する重晶石の割合が多く必要になります。重晶石のもう 1 つの利点は、非磁性であるため、掘削同時検層中または個別の掘削孔検層のいずれにおいても、ボーリングホール内で行われる磁気測定を妨げないことです。石油井戸の掘削に使用される重晶石は、鉱体に応じて黒、青、茶色、または灰色になります。重晶石は細かく粉砕されるため、重量で少なくとも 97% の物質が 200 メッシュ (75 μm) のスクリーンを通過でき、重量で 30% 以下が直径 6 μm 未満になることがあります。粉砕された重晶石は、比重が4.2以上になるように十分に密度が高く、トリコンドリルビットのベアリングを損傷しないほど柔らかく、化学的に不活性で、可溶性アルカリ塩の含有量が1キログラムあたり250ミリグラム以下である必要があります。[16] 2010年8月、アメリカ石油協会は、重晶石の4.2掘削グレード基準を4.1 SG材料を含めるように変更する仕様を発表しました。
酸素と硫黄の同位体分析
大陸の堆積源から離れた深海では、遠洋性の重晶石が沈殿し、堆積物のかなりの量を形成します。重晶石には酸素が含まれているため、これらの堆積物のδ 18 Oの系統的特性は、海洋地殻の 古温度を限定するのに役立っています。
硫黄同位体（34 S/ 32 S）の変化は、硫黄を含む蒸発岩鉱物（重晶石など）と炭酸塩関連硫酸塩（CAS）で調査されており、過去の海水中の硫黄濃度を決定することで、無酸素状態や酸素状態などの特定の堆積期間を特定するのに役立ちます。分子に両方の元素が含まれている場合、硫黄同位体の再構築は酸素と組み合わせて使用されることがよくあります。[30]
地質年代測定
熱水噴出孔中の重晶石の年代測定は、その年代を決定する主要な方法の一つである。[31] [32] [33] [34] [35]熱水噴出孔中の重晶石の年代測定によく用いられる方法には、放射年代測定法[31] [32]と電子スピン共鳴年代測定法[33] [34] [35]がある。
その他の用途
重晶石は、塗料やプラスチックの充填剤、エンジン室の遮音材、自動車の平滑性や耐腐食性を高めるための塗装、自動車やトラックの摩擦材、放射線遮蔽 コンクリート、ガラス セラミックス、医療用途（例えば、造影CTスキャン前のバリウム粉末）など、付加価値の高い用途に使用されている。重晶石は様々な形で供給されており、価格は加工量によって異なる。充填剤用途では、粉砕や微粉化による強力な物理的加工を経るため価格が高騰し、白色度や輝度、色によってさらにプレミアムが付く。[16]また、他のバリウム化学物質、特にテレビやコンピューター画面（歴史的にはブラウン管）用のLEDガラスの製造や誘電体に使用される炭酸バリウムの製造にも使用されている。
歴史的に、重晶石は砂糖精製用の水酸化バリウムの製造や、繊維、紙、塗料の白色顔料として使われてきました。[3]
重晶石には有毒な アルカリ土類金属 バリウムが含まれていますが、硫酸バリウムは水に 極めて溶けにくいため、人体、動物、植物、環境に有害ではありません。
宝石として使われることもある。[36]
参照
参考文献
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この記事には、フリーコンテンツ作品からのテキストが組み込まれています。パブリック ドメインでライセンスされています。テキストは、米国地質調査所、国立鉱物情報センターの重晶石統計情報から取得されています。
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さらに読む
ウィキメディア・コモンズには、バライトに関連するメディアがあります。
- Johnson, Craig A.; Piatak, Nadine M.; Miller, M. Michael; Schulz, Klaus J.; DeYoung, John H.; Seal, Robert R.; Bradley, Dwight C. (2017)。「重晶石（バリウム）。『米国の重要な鉱物資源 - 経済・環境地質学と将来の供給見通し』の第 D 章。専門論文 1802–D」。米国地質調査所専門論文。doi :10.3133/pp1802D。
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