2023年9月PDFNo.64

リサーチ室　趙政皓

セレンディバイトは青色・緑色を呈するホウケイ酸塩鉱物の一種であり、理想的な化学組成はCa₄[Mg₆Al₆]O₄[Si₆B₃Al₃O₃₆]である。セレンディバイトは1900年代初頭にスリランカで発見され、その名称はスリランカのアラブ語名称セレンディブ(Serendib)に由来する。宝石品質のものは1997年にReinitz & Johnsonによって初めて報告されたが、報告例が少なく、希少性の高い宝石である。特に今回ご紹介するファセットカットされた透明石は珍しい。

最近、セレンディバイトとされている石を検査する機会を得た。この石は1.03 ctで、エメラルドカットが施されていた。深い緑色を呈しており（図１）、青色・緑色・黄緑色の明瞭な多色性が見られた。また、セレンディバイトは三斜晶系に属するため光学的二軸性であるが、3つの光軸のうち2つの屈折率がかなり近いため、一軸性と誤認しやすい。屈折計でこの石を測定した結果、n_x = 1.698、 n_y = 1.702、 n_z = 1.703、n_yとn_zがかなり近い値であった。

この石にはインクルージョンが見当たらず、クラリティがかなり高い。そのため、顕微鏡観察において特に特徴は見いだせなかった。

エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置Jeol JSX3210Sを用いて当該石を分析した結果を表１に示した。測定条件は以下の通りである：管電圧30.000 kV、管電流0.220 mA、エネルギー範囲0～41 keV、ライブタイム30.00 s、コリメータ2.000 mm。この分析結果は、セレンディバイトの化学式Ca₄[Mg₆Al₆]O₄[Si₆B₃Al₃O₃₆]と矛盾しない（ホウ素Bはエネルギー分散型蛍光X線分析装置では測定できない）。

表１ 蛍光Ｘ線元素分析の結果

また、当該石のUV–Vis–NIRスペクトルを図２に示す。測定は、紫外可視分光光度計JASCO V650を用いて行った。810 nm中心の比較的強いバンドと、408、434、464、500 nm付近の弱いバンドが見られる。４つの弱いバンドの位置は、K. Schmetzer et al., (2002) が報告したUV–Vis–NIRスペクトルと一致した。しかし、同文献によると、強いバンドの中心は720 nmであった。810 nmの吸収バンドは鉄と関連することが多く、本研究で測定した石の鉄含有量(1.29 wt.%)は、K. Schmetzer et al., (2002)が測定した石の鉄含有量(0.84 wt.%)よりも明らかに高いため、このバンドの中心の移動は鉄によるものだと推測できる。

図2. 当該石のUV–Vis–NIRスペクトル。408、434、464、500 nm付近の弱いバンドと810 nm中心の比較的強いバンドが見られる。

図3は、フーリエ変換型赤外分光分析装置JASCO FT/IR–4100で測定した当該石の赤外スペクトルを示す。3505、3339、2620、2555 cm^–1付近にピークが見られる。全体として、K. Schmetzer et al., (2002) が報告した２つの石のうち、0.55 ctの緑青色サンプルのスペクトルと類似する。ただし、先行研究では3339 cm^–1付近のピークがなく、代わりに3358 cm^–1付近にピークが出ている。このピークが移動した理由は不明である。

ラマン分光装置Renishaw InVia Raman Systemを用いて、当該石のラマンスペクトル（図4）を514 nmのレーザー励起を用い取得した。200、307、466、525、627、752、890、992 cm^–1付近に明らかなピークが見られ、359、403、570、678^–1付近に弱いピークがあった。131 cm^–1付近の鋭いピークは、装置による何らかの反射と思われる。これらのピークは、200 cm^–1付近のもの以外、すべて先行研究と一致した(K. Schmetzer et al., 2002)。

同装置を使い、当該石のフォトルミネッセンス（PL）スペクトルも測定した（図５）。692 nm付近にピークが見える。このピークは、C. Chutimun et al. (2021) が報告したPLスペクトルにある690、693 nm付近のツインピークが重なったものだと考えられる。しかし、686 nm付近のショルダーは見えなかった。

今回は、希少石であるセレンディバイトの分析を行った。先行研究の測定結果とほぼ一致したが、鉄含有量が高いなどの特徴があり、スペクトルなどで些細な差が出た。セレンディバイトに関する宝石学的研究はかなり少ないため、機会があれば今後も引き続き測定する予定である。

◆参考文献
Reinitz, I., & Johnson, M. L. (1997). Gem Trade Lab Notes: Serendibite, a rare gemstone. Gems & Gemology, 33(2), 140–141.

Schmetzer, K., Bosshart, G., Bernhardt, H. J., Gübelin, E. J., & Smith, C. P. (2002). Serendibite from Sri Lanka. Gems & Gemology, 38(1), 73–79.

Chutimun, C. N., Nasdala, L., Wildner, M., Škoda, R., & Zoysa, E. G. (2021). Spectroscopic Study of Serendibite from Sri Lanka. The Journal of Gemmology, 37(5), 451–454.