2019年8月PDFNo.52

リサーチ室　北脇 裕士・江森 健太郎

パライバ・トルマリンとは・・・

 

パライバ・トルマリンは、1989年に宝石市場に登場した彩度が高く鮮やかな青色～緑色の銅着色のトルマリンです。
当初ブラジルのパライバ州で発見されたため、パライバ・トルマリンと呼ばれるようになりましたが（図１）、1990年代には隣接するリオグランデ・ド・ノルテ州からも採掘されるようになりました。さらに2000年代に入って、ブラジルから遠く離れたナイジェリアやモザンビークなどのアフリカ諸国からも同様の含銅トルマリンが産出されるようになり、そのネーミングに物議を醸しました。また、パライバ・トルマリンのほとんどは鉱物学的にエルバイトという種類に属しますが、モザンビーク産の一部のものはリディコータイトに属するものも知られています。現在では原産地や鉱物種に関係なく、青色～緑色の含銅トルマリンは広義でパライバ・トルマリンと呼ばれ、変わらぬ人気を持続しています。

 

パライバ・トルマリンの定義

＜国際的には＞
主要な国際的な宝石鑑別ラボで構成されるLaboratory Manual Harmonisation Committee （LMHC）では、原産地あるいは鉱物種に関係なく、青～緑色の含銅トルマリンを以下のようにパライバ・トルマリンと定義しています（文献１）。
A Paraiba tourmaline is a blue (electric blue, neon blue, violet blue), bluish green to greenish blue, green or yellowish green tourmaline, of medium–light to high saturation and tone (relative to this variety of tourmaline), mainly due to the presence of copper (Cu) and manganese (Mn) of whatever geographical origin. The name of the tourmaline variety “Paraiba” is derived from the Brazilian locality Paraiba where this gemstone was first mined.
このようなパライバ・トルマリンの定義づけは、ＣＩＢＪＯ（国際貴金属宝飾品連盟）およびＩＣＡ（国際色石協会）においても踏襲されており、国際的に広く受け入れられています。

 

＜日本では＞
日本国内では、一般社団法人日本ジュエリー協会（JJA）と一般社団法人宝石鑑別団体協議会（AGL）の両団体による慎重な協議の上、2006年５月１日より、パライバ・トルマリンは、「銅およびマンガンを含有するブルー～グリーンのエルバイト・トルマリン」（産地は問わない）とされました。そして、元素分析を行い、分析報告書に限り、別名としてパライバ・トルマリンの記載が可能となりました。さらに「但し産地を特定するものではありません」とのコメントを記載し、原則として原産地鑑別は行わないこととしました。
このルーリングは、含銅リディコータイトが出現したことにより、2011年３月８日に改定され、「銅を含有するブルー～グリーンのトルマリン」と現在の鉱物種を問わないルールに変更されました。

 

トルマリンの分類

鉱物としてのトルマリンは、化学組成の幅がきわめて広く、スーパーグループを構成しています。
一般化学式は、
XY₃Z₆(T₆O₁₈)(BO₃)₃V₃Wで表されます。ＸにはNa^＋, Ca^2＋, K^＋, □（空孔）; YにはFe^2＋, Mg^2＋, Mn^2＋, Cu^2＋, Al^3＋, Li^＋, Fe^3＋, Cr^3＋; ZにはAl^3＋, Fe^3＋, Mg^2＋, Cr^3＋; TにはSi^4＋, Al^3＋, B^3＋; BにはB^3＋; VにはOH⁻, O²⁻; WにはOH⁻, F⁻, O²⁻が入ります。それぞれのサイト（格子位置）に入る元素の組み合わせにより、トルマリンには多くの種類が存在します。現在、ＩＭＡ(国際鉱物学連合)のCNMNC(新鉱物・鉱物命名委員会)において33種が承認されています（文献２）。このうち、トルマリンとして宝石市場で見られるもののほとんどはエルバイトで、一部がリディコータイト（厳密にはフルオリディコータイト）、ドラバイトやウーバイトです。

エルバイト：　　　　Na(Al_1.5,Li_1.5) Al₆(Si₆O₁₈)(BO₃)₃(OH)₃(OH)
フルオリディコータイト： Ca(Al,Li₂) Al₆(Si₆O₁₈)(BO₃)₃(OH)₃F
ドラバイト：　　　　NaMg₃Al₆(Si₆O₁₈)(BO₃)₃(OH)₃(OH)
ウーバイト：　　　　CaMg₃(Al₅Mg)(Si₆O₁₈)(BO₃)₃(OH)₃(OH)

しかし、標準的な宝石鑑別方法では、トルマリンの種類を厳密に同定するのが困難なため、宝石名としては色名を冠して○○トルマリンと呼ばれるのが一般的です。例えばピンク色のトルマリンはピンク・トルマリンと呼ばれますが、鉱物学的にはエルバイトのものやリディコータイトのものが存在します。同様に銅着色の青色～緑色のパライバ・トルマリンも多くはエルバイトに属しますが、一部はリディコータイトです。

 

パライバ・トルマリンの特異性

トルマリン鉱物は、地質学的に種々の産状が見られますが、多くの宝石質トルマリンはペグマタイト中に産出します。ペグマタイトは、マグマが固化していく過程の晩期に形成される火成岩です。マグマの分化がある程度進んだあとには空洞が生じ、そこに大きな結晶が成長します。マグマから結晶が析出する際に、結晶に取り込まれやすい元素は、早期にマグマから失われていきます。いっぽう、結晶に取り込まれにくい元素（不適合元素と呼ばれる）は結晶化が進んでもマグマの中に残されます。したがって、マグマの残液に濃集しやすい特異な元素（イオン半径が大きい（小さい）、電荷が大きい（小さい））がペグマタイトに産するトルマリンに取り込まれます。
また、元素は地球化学的に親石元素と親銅元素に分類されます。前者は地殻（地球の表層付近）に濃集する傾向があり、後者はマントル下層（地球の深部）に濃集しやすい元素です。トルマリンを構成するほとんどの元素は親石元素で地殻に豊富ですが、パライバ・トルマリンの色の原因となる銅は親銅元素です。したがって、結晶中に両者が共存することはきわめて稀なことで、パライバ・トルマリンは特異な地質環境による限られた地域にしか産出していません。
パライバ・トルマリン中の銅（Cu）。このような地球化学的に相反する元素の稀有な共存は他にも見られます。ルビー、エメラルド、アレキサンドライトなどのクロム（Cr）です。コランダム、ベリル、クリソベリルを構成するBe, O, Al, Si などは地球浅部に濃集しやすい元素ですが、クロムは地球深部に存在しやすい元素です。クロムが希少な宝石の鮮やかな色の原因となることは良く知られていましたが、微量な銅(Cu)が着色に起因する宝石はパライバ・トルマリンがはじめての発見でした。

 

パライバ・トルマリンの発見

1982年、ブラジルのパライバ州バターリャ（Batalha）（図２a,b）の小高い丘で、Heitor Dimas Barbosa（以下エイトー）氏は数人の仲間とこれまでに見たことのない鮮やかな青色の石を発見しました。これがパライバ・トルマリンの最初の発見でした（図３）。

 

 

この地は、 Borborema Pegmatite Province (BPP)と呼ばれる地域で、風化したペグマタイトが広く露出しています。このペグマタイトから第一次大戦中には戦略物資として雲母、シーライト、タングステンなどが採掘されており、大戦後には銅、ニッケル、ウラン、金、イルメナイトなどが採掘されています（文献３）。
エイトー氏が初めに見つけた青色石は品質の良くないものでしたが、1988年には透明度の高い原石が10kgほど見つかりました。エイトー氏はこれらを自身の出身地であるミナスジェライス州のベロオリゾンテや隣接するサンパウロ、リオデジャネイロで販売しようとしました。しかし、あまりにも鮮やかな色であったため誰も天然石と信じてくれなかったと話しています（文献４）。その後、GIAにて鑑別を取り、翌1989年にツーソンジェムショーに出品しました。これがパライバ・トルマリンのメジャーデビューとなり、その鮮やかな色は “ネオン・ブルー”あるいは“エレクトリック・ブルー”と賞賛されました。そして、ショーの初めには＄80/ctだったものが、最終的には＄2,000/ctに跳ね上がるという伝説が生まれました（文献５）。1989–1990年にかけてさらに15–20kgの原石が採取され、このうちの10kgが高品質であったといわれています（文献４）。

 

ブラジル／パライバ州の鉱山

人口が500 人ほどのパライバ州の小さな村バターリャ（図４）で発見された銅着色のトルマリンは、パライバ・トルマリンと呼ばれるようになり、一躍大人気の宝石となりました（図５）。

 

 

1990–1991年にかけて生産のピークを迎えますが、価格が急上昇したため、鉱山の所有権の係争問題が発生しました。発見者のエイトー氏は地元の人間ではなかったことで、さまざまな政治的な外圧を受けたようです。10年近くにもおよぶ裁判の結果、最終的にバターリャの鉱区は３分割されることとなりました（図６）。

 

最初に発見された鉱脈を含むエリアをエイトー氏が獲得し、地元の土地所有者のジョンヒッキー氏と地元有力者のハニアリー氏がそれぞれの採掘権を得ることとなりました。筆者（KH）は2005年10月にこの地を訪問する機会に恵まれ、バターリャ地区のそれぞれの鉱区と後述するリオグランデ・ド・ノルテ州のムルング鉱山とキントス鉱山を視察しています（文献６）。

 

 

この地は新原生代（およそ６億5000万−5億年前）の変成岩（主にクォーツァイト）が広がっており、そこにペグマタイトが貫入しています（図７）。ペグマタイトは、アルバイトが主体の長石、石英、白雲母およびトルマリンで構成されており、長石の大部分はカオリンと呼ばれる柔らかな白い粘土に変質しています。そのため岩盤は比較的掘りやすく、坑道はたいてい手作業で掘り進められています。バターリャ地区の鉱区にはペグマタイトの脈が少なくとも６つ確認されており、それぞれに番号が振られ “No.○ライン”と呼ばれています。
エイトー氏は最初に発見した場所近くから縦坑を掘り（図８）、鉱脈に沿って横坑（No.１ラインとNo.２ライン）を掘り進めています。常に10人程度のスタッフが働いていましたが、幾度となく資金難や隣接するハニアリー氏との地下での所有権の係争で採掘が中断しているようです。2009年からはご子息も加わって、今でも小規模の採掘が行われています。

ハニアリー氏の鉱区は高い塀で囲まれ、外部からの侵入者を防いでいます（図９、図 10）。

 

 

 

最盛期には30 人ほどのスタッフが働いており、活発な採掘が行われていました（図 11）。筆者が訪れた2005年当時には縦坑の深さが30ｍほどでしたが、2014年には120ｍにも達していたそうです（文献４）。2015年頃にはかなりの量が採掘されたようですが、現在は採掘が再び中断しているようです。

 

ジョンヒッキー氏の鉱区では最盛期には50 人ほどのスタッフを擁し、重機を使用して採掘していました（図12）。しかし、今では以前掘り起こした土砂から鉱石を細々と選別しているだけのようです。ただ、昔の在庫があり、時折市場に供給されているようです。

 

2006年の初め頃、パライバ州のバターリャ鉱山から直線で北東に30ｋｍほどの地にグロリアス鉱山が開坑されました（図 13）（文献７）。ここの地質はバターリャと同じく変質したペグマタイトで、白いカオリン質の粘土からなります。カオリンは高級な陶磁器の原料となりますが、この地のカオリンは特に品質が良いとのことです。そのためカオリンを主な鉱石として販売する傍らにパライバ・トルマリンが採掘されています。しかし、ほとんどのものは小粒なため、カット研磨すると1–2ｍｍのサイズとなります（図14）。

 

 

ブラジル／リオグランデ・ド・ノルテ州の鉱山

パライバ州に隣接したリオグランデ・ド・ノルテ州にも２つのパライバ・トルマリンの鉱山があります。パライバ州に近い方からキントス（Quintos）鉱山とムルング（Mulungu）鉱山です。
キントス鉱山は人口約2万人のパレリアス(Parelhas)の街から南に 10kmほどの山腹にあります（図 15）。

 

 

この鉱山はドイツのポールビルド社が経営していたため、地元ではジャーマンと呼ばれていました。1995 年にここのペグマタイトから鮮やかな青色のトルマリンが発見され （図16）、90年代の終わりごろから本格的な操業が始まりました。鉱山には最盛期で60名ほどのスタッフが従事しており、バターリャよりも機械化が進んでいる印象がありました（図17）。

 

この地のペグマタイトもバターリャと同じく、アルバイトが主体の長石、石英、白雲母とトルマリンで構成されています。ただ、バターリャと違って長石の変質が進行しておらず、岩盤は固いままです。そのため、手掘りはほぼ不可能で、電動工具や発破が用いられています。ここの縦坑は 120ｍほどもあり、横坑の全長は５kmにも達しています（図 18）。

 

白いペグマタイトの中に赤色のレピドライト（リシア雲母）が見られると、パライバ・トルマリンの出る兆候になります（図 19）。

 

そのため赤い結晶を見つけると、作業はゆっくりと慎重になります。採掘された岩石は選別機にかけられ、ある程度の細かさに砕かれた後、女性スタッフの手により選別されていきます。キントス鉱山では数 ct のブルーの他にグリーンも産出していましたが、産出量は限定的で、残念ながら10年ほど前に閉山されました。

 

ムルング鉱山はパレリアスの街から北東５kmの山麓に位置しています。キントス鉱山よりも早く、1991年には含銅トルマリンが発見されています（図 20）。

 

Mineracao Terra Branca社が所有しているので一般にはMTB鉱山として知られています。この鉱山では最盛期に100名以上のスタッフが従事しており、砕石された鉱石からパライバ・トルマリンを選別する女性スタッフだけでも60名以上働いていました。選別は１次選別と２次選別があります。１次選別では白いテーブルの上に山積みになった鉱石からパライバ・トルマリンを探します（図 21）。

 

目当ての青い結晶を見つけると、水の入ったプラスチック容器に貯めていきます。２次選別は鍵のかけられた部屋の中でパライバ・トルマリンの原石を大きさや品質でより分けていきます。スタッフ数人に１人の割合で監視員が作業を見守っています。それほどまでに貴重な原石であることがうかがい知れます。ムルング鉱山からは時折大粒の自形結晶も見つかりますが（図22）、１ct未満の小粒の原石が多数産出しています。

 

掘り出された時から鮮やかなネオン・ブルーをしており、加熱の必要はありません。原石の多くはタイのバンコクに送られます。日本国内に輸入されている小粒のパライバ・トルマリンはほとんどがムルング鉱山から産出したものです。ムルング鉱山は今でも活発に開発が進められています。最近、鉱山の名称がMTBから“Brazil Paraiba Mine”と改称され、新たな重機を導入して24時間体制で採掘が行われています。

 

ナイジェリア産のパライバ・トルマリン

2001 年の夏ごろからアフリカ産といわれる色のやや淡い含銅トルマリンが国内市場に持ち込まれ始めました（図 23）。

 

これらは後にナイジェリア産ということが明らかになりますが、もともとはアフリカのディーラーが含銅トルマリンと知らずにタイで販売していたものを国内の業者が仕入れていたようです。蛍光Ｘ線分析で調べたところ、銅、マンガン（Mn）、ビスマス（Bi）を含有しており、ブラジル産のパライバ・トルマリンと類似していました。しかし、わずかに鉛（Pb）が検出され、これまでとは異なる新しい鉱山からのものではないかと感じていました。その後、産地情報が明らかになってくると、この色の淡い含銅トルマリンはナイジェリアのIlorin州Ofiki産であることが判りました（文献８）。これらを扱っている国内の業者間ではタイプ２と呼ばれており、ブラジル産とは区別されていました。このいっぽうで、業者間でタイプ１と呼ばれるナイジェリア産の含銅トルマリンの存在が明らかとなりました（図 24）。

 

こちらはIbadan州Edoukou鉱山産のもので産出は限定的でした。そのため市場にはほとんど流通しなかったようですが、色も鮮やかで蛍光X線分析ではブラジル産と明確には区別ができないものでした。

 

モザンビーク産のパライバ・トルマリン

2005 年夏頃からモザンビーク産の含銅トルマリンが国内の市場に現れました。当初は青色が鮮やかな１ct 未満の小粒石でしたが（図25）、その後、銅含有量が少なくやや色の淡いものが大量に流通するようになりました（図26）。

 

 

これらには10–20ctとサイズの大きなものも含まれており、パライバ・トルマリンの名称を与えるかどうかの問題が生じました。このパライバ・トルマリンの呼称問題は国際的な関心ごととなり、関連機関とともに慎重な検討がなされました。その結果、産地を問わず、青色－緑色の含銅トルマリンをパライバ・トルマリンと呼ぶこととなりました。このような宝石のルーリングに関して短期間で国際的なコンセンサスが得られたのはきわめて珍しいことです。たいていは何らかの利害関係が働き、最終的な合意が得られないことが多いものです。それだけ、パライバ・トルマリンが宝飾業界にとって重要なアイテムであるということの表れだと思われます。
モザンビーク産の含銅トルマリンは北東部のAlto Ligonha ペグマタイト地域から産出しています。最初に発見されたのはNampula南東 100ｍほどのMavuco村近郊でした （文献9, 10）。2005年の市場への登場から現在まで、この地の含銅トルマリンは定常的に産出を続けており、世界の旺盛な需要をまかなっています。
2010 年の 10 月頃から日本市場に新しいタイプの含銅トルマリンが流通を始めました。銅の含有量は蛍光X線分析の実測値で0.2–0.6％程度と低く、色もこれまでのモザンビーク産とほぼ同様の薄い色調でした。しかし、相当量のCa（カルシウム）が含まれており、鉱物的にはエルバイトではなくリディコータイトに属するものでした（図 27）。

 

その後、このリディコータイトの含銅トルマリンもLMHCのルーリングにおいてパライバ・トルマリンと呼ばれることとなり、業界内外に広く認知されました。この新しいリディコータイトタイプのパライバ・トルマリンもモザンビーク産ですが、従来のMavuco村から北東に10kmほどのMaraca村近郊で産出しているとのことです（文献11, 12）。
このリディコータイトに属するパライバ・トルマリンは 2010 年に市場に登場しましたが、その後一定量が継続的に市場に流通しています。CGL の統計では、含銅リディコータイトはパライバ・トルマリン全体の10–15％に相当しています。

 

パライバ・トルマリンの原産地鑑別

パライバ・トルマリンはその名称の由来となったブラジルのパライバ州だけでなく、隣接するリオグランデ・ド・ノルテ州からも産出しており、これらは総じてパライバ・トルマリンとして取引されてきました。さらにはナイジェリアやモザンビークからも同様の含銅トルマリンが産出するようになり、結果的にすべてがパライバ・トルマリンと呼ばれるようになりました。そのため、パライバ・トルマリンの原産地を特定したいという潜在的な欲求が生まれ、原産地鑑別に関するさまざまな研究が行われてきました。
パライバ・トルマリンの鮮やかな青色の色調は含有する銅イオンに因ります。そのため、銅の含有量が高いほど色は鮮やかです。概してブラジル産のものは銅の含有量が高く色鮮やかですが、ナイジェリア産のタイプ２やモザンビーク産の多くは銅の含有量が低めで色調が淡めです。もちろん、例外も多くあり、色調だけで産地を特定することはできません。
ブラジル産の含銅トルマリンはペグマタイトから直接採掘されています。ナイジェリア産とモザンビーク産の含銅トルマリンは二次鉱床で礫として見つかるため、母岩は特定されていませんが、やはりペグマタイト由来と考えられています（文献12、13）。ペグマタイト鉱物は空洞のような比較的自由な空間で成長するため、インクルージョンをほとんど含みません。パライバ･トルマリンの多くもインクルージョンに乏しく、液体や液膜インクルージョンを伴う程度です。ブラジル産の含銅トルマリンには自然銅のインクルージョンが見つかっており、高濃度の銅の含有に関連があるとされています（文献 14）。筆者（KH）の経験では、このような自然銅のインクルージョンは一部のナイジェリア産にも見られましたが、モザンビーク産には観察例がありません。ナイジェリア産とモザンビーク産の含銅トルマリンに見られる管状インクルージョンは、しばしば酸化鉄で充填されています（図28）。

 

これらは二次鉱床で鉄分の多い砂礫中に見つかるためと考えられます。いっぽう、一次鉱床のブラジル産含銅トルマリンの管状インクルージョンには一般に酸化鉄の汚染は見られません。
パライバ・トルマリンの原産地鑑別には化学分析（ケミカル・フィンガープリント）が有効です。トルマリンは化学式が複雑でさまざまな元素を取り込みます。そのため、成長環境の変化によって取り込まれる元素の種類や量比に相違が生じやすいのです。先述の通り、ほとんどのパライバ・トルマリンは鉱物的にはエルバイトに属しますが、モザンビークの Maraca 産のみがリディコータイトに属しています。したがって、蛍光X線分析によってCaが多く、リディコータイトに分類されれば、現状ではモザンビーク産といえます。また、リディコータイトの含銅トルマリンは長波紫外線下での蛍光が強いことが知られています。これはCe（セリウム）やNd（ネオジウム）などの軽希土類元素を多く含むためです （文献11, 15）。したがって、紫外線蛍光の強いパライバ・トルマリンはモザンビーク産である可能性が高くなります。この軽希土類元素の含有はラマン分光法によっても確認することが可能です（文献11）。
筆者らは各産地の含銅トルマリンをLA–ICP–MSを用いて詳細な分析を行い、世界に先駆けてケミカル・フィンガープリントを作成してきました（文献9, 16）。今では国際的な宝石鑑別ラボではLA–ICP–MS分析が標準となっていますが、最近ではLA–ICP–TOF–MSを用いた分析結果も公表されています （文献17）。さらにはSIMSを用いた同位体分析でLi（リチウム）とＢ（ホウ素）の同位体比に産地による相違が見られるとの報告もあります（文献18）。
このように化学分析はパライバ・トルマリンの原産地鑑別に不可欠なものとなっています。CGLではLA–ICP–MS分析で得られたデータを判別分析（図29）やロジスティック回帰分析 （図30）などの統計学的な手法を用いて解析を行い、原産地鑑別の精度を高める研究も行っています（文献19）。◆

 

 

文献
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