Research Abstract



New silica clathrate minerals that are isostructural with natural gas hydrates

2011年2月15日 Nature Communications 2 : 196 doi: 10.1038/ncomms1196

シリカクラスレート化合物(クラスラシル)とクラスレートハイドレートは、ゲスト種が占有するかごのような隙間がどちらの物質にもあるため、構造が似てい る。自然界では、立方晶I型(sI)、立方晶II型(sII)、六方晶H型(sH)の3種類の構造のクラスレートハイドレートが確認されている。対照的 に、天然に生じるシリカクラスレート鉱物は、sI型骨格のメラノフロジャイトしかこれまで見つかっていなかった。本論文では、sII型とsH型のハイド レートと同形構造で、炭化水素ガスを含む、2種類の新しいシリカクラスレート鉱物を発見したことを報告する。地質学的および鉱物学的観察から、これらのシ リカクラスレート鉱物は、熱分解起源の天然ガスハイドレートの生成源であるプレート収束型境界縁辺の低温熱水系の痕跡であることが示されている。海底の炭 化水素湧出域が広範囲に存在することを考慮すると、シリカクラスレート鉱物は広範囲の海底堆積物に見つかる可能性が高い。

門馬綱一1,2, 池田拓史3, 西久保勝己4, 高橋直樹5, 本間千舟6, 高田雅介7, 古川善博1, 長瀬敏郎8 & 工藤康弘1

  1. 東北大学大学院理学研究科
  2. 物質・材料研究機構 量子ビームセンター
  3. 産業技術総合研究所 コンパクト化学システム研究センター
  4. 鉱物研究家(千葉県市川市在住)
  5. 千葉県立中央博物館
  6. 千葉県立中央博物館友の会会員(千葉県館山市在住)
  7. 結晶形態研究者(京都府京都市在住)
  8. 東北大学総合学術博物館
Silica clathrate compounds (clathrasils) and clathrate hydrates are structurally analogous because both materials have framework structures with cage-like voids occupied by guest species. The following three structural types of clathrate hydrates are recognized in nature: cubic structure I (sI); cubic structure II (sII); and hexagonal structure H (sH). In contrast, only one naturally occurring silica clathrate mineral, melanophlogite (sI-type framework), has been found to date. Here, we report the discovery of two new silica clathrate minerals that are isostructural with sII and sH hydrates and contain hydrocarbon gases. Geological and mineralogical observations show that these silica clathrate minerals are traces of low-temperature hydrothermal systems at convergent plate margins, which are the sources of thermogenic natural gas hydrates. Given the widespread occurrence of submarine hydrocarbon seeps, silica clathrate minerals are likely to be found in a wide range of marine sediments.