北投石（ほくとうせき、英語: hokutolite）は北投温泉で発見された鉱物で、学術的には独立種とはいえず「含鉛重晶石」と呼ばれ重晶石の亜種として扱われる。世界でも台湾台北市北投区の北投温泉と日本秋田県の玉川温泉[注釈 1]からしか産出しない。
概要

1905年（明治38年）に地質学者岡本要八郎が台北州七星郡北投街の瀧乃湯で入浴した帰りに付近の川で発見した。その後、この鉱物がラジウム等を含み放射性を持つ北投温泉独特の鉱物（後に玉川温泉で産出する物も同じ物であると認定された）であるとされた。1913年（大正2年）に東京帝大の鉱物学者神保小虎によって命名され、1933年（昭和8年）に台湾総督府によって天然記念物に指定された。

玉川温泉産出のものは神保小虎によって北投石と同じものであると認定される以前は澁�K石と呼ばれていた[2]。菅沼市蔵は、玉川温泉産の北投石を区別するため、「秋田北投石」、"Akita Hokutolite と表記している[3][4]。

台湾（中華民国）でも、2000年に「自然文化景觀」に指定されている。

北投石の組成は (Ba,Pb)SO4 で、およそBa:Pb=4:1の割合で含まれる。放射性のラジウムを大量に含む温泉沈殿物重晶石（硫酸バリウム）である。

岡本が北投石を発見してから100年目にあたる 2005年に、台北市において北投石発見100年を記念する国際会議が開催され、日本から30人以上が参加した[5]。
北投石の成分分析

1908年3月、東京帝国大学理学部（当時は東京帝国大学理科大学と呼ばれた）の垪和為昌は神保小虎教授から北投石の成分分析を依頼された。この分析を当時化学科の1年生だった飯盛里安、柿内三郎、��木芳彦の3名の学生に命じた。この際、垪和はこの鉱物にウランを含んでいないか綿密に調査するように指示を与えた[6]。飯盛によると、ラジウムを含む鉱物に通常含まれる親核種のウランが検出されなかった。方法を変えて再三再四試みたが、それでもウランは検出されなかった。これについて垪和は「この鉱物は水成鉱物であるからラジウムだけが偶然ウランから離れて沈積したものであろう」と見解を述べた[7]。斎藤信房はこれは今日から見ても卓見であろう、と述べている[8]。この分析値は日本鉱物誌第二版に掲載された。飯盛はこの分析によって放射化学に興味を持ち、以後放射化学への道に進むことになった[7]。

北投石中のラジウム含有量は1929年に吉村恂が測定した。結果は北投温泉産のものは1.73×10-7% 玉川温泉産のものは1.22×10-7% であった[9]。飯盛によると、この鉱物が放射平衡にあるウラン鉱物であると仮定すると北投温泉産のものはウランをUO3として約0.61%[注釈 2]含むはずであり、平衡に達していなければさらに多くのウランを含むはずなので、化学分析で十分に検出可能である。しかるに垪和の予想に反してウランが検出されなかったので、垪和は慎重を期して3人の学生に分析を命じてその平均値を採用し、日本鉱物誌に掲載した[7]。下表は日本鉱物誌第2版 (1916年) に掲載された飯盛らによる北投石（北投温泉産）の分析結果[11]。この分析結果は、のちの研究者たちに高く評価されている[1][12]。

成分組成%
SO330.81
PbO21.96
BaO32.04
SrO0.93
CaO0.51
Al2O30.88
Fe2O33.93
MgO1.04
Na2O0.53
K2O0
P2O50.01
SiO21.27
F存在
H2O2.53
合計99.44

玉川温泉の北投石

「玉川温泉の北投石」は、1922年（大正11年）に天然記念物に指定され、1952年（昭和27年）には特別天然記念物に指定されている。現在は採取が禁止されているが、「健康によい」さらには「末期癌をも治す効果がある」などとしばしばマスメディア等で取り上げられることから盗掘は後を絶たず、2004年には摘発された事例もある[13]。
北投温泉産北投石と玉川温泉産北投石の相違点

北投温泉産と玉川温泉産の北投石は、鉛を含む重晶石の変種ということで同じ鉱物とみなされているが、詳細に調べると、いくつかの相違点がある[3][4]。
玉川温泉産の北投石はサンプル毎にBaSO4とPbSO4の比率がかなり大きい範囲で変動するのに対し、北投温泉産のそれは、ほぼ一定である。（Baのモル%は、玉川温泉産は 80 - 97%, 北投温泉産は 71 - 72% [14])

玉川温泉産はBaSO4が主成分であり、ほとんど重晶石と同じであることもある（つまりPbSO4をほとんど含んでいないこともある）。

北投温泉産は常にかっ色だが、玉川温泉産は、通常のかっ色の他に、淡黄色やほとんど白色のものもある。

特に注目すべき相違点は、玉川温泉産の方が多種類の希元素を含むことである。特に放射能がラジウム系列の元素だけでなく、トリウム系列の元素にもよることである。トリウムとその放射性沈殿物の存在は化学分析と放射化学的実験から確認されている。

典型的な玉川温泉産の北投石は、北投温泉産と同じようなかっ色の多数の微斜方晶からなるが、白色とかっ色の薄い層が規則的に重なる構造が見られる。北投温泉産の方にはこのような明確な構造は見られない。

白色層とかっ色層を分離して個別に分析すると、白色層にはBaSO4とSiO2が多く、かっ色層はPbOとFeOが多かった。