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マントル物質の高圧相転移・ダイナミックスの解明と新規ポストスピネル相の探索と物性

Research Project

Project/Area Number 12J09330
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Petrology/Mineralogy/Science of ore deposit
Research InstitutionGakushuin University

Principal Investigator

石井 貴之  学習院大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords高圧実験 / ポストスピネル / 透過型電子顕微鏡 / 粉末X線回折 / 単結晶X線回折 / マントル / 沈み込むプレート / マントル上昇流 / 粉末X線結晶構造解析 / 放射光 / 超高圧 / 単結晶X線構造解析 / 高圧発生装置
Outline of Annual Research Achievements

研究課題のAB2O4新規ポストスピネル相の探索に関して、合成に成功した未知相であるMgFe2O4高圧相について、バイロイト大学バイエルン地球科学研究所で透過型電子顕微鏡を用いて、格子定数、空間群の決定を行った。その結果、格子定数、空間群は粉末X線回折から得られた結果と一致していることが分かった。現在、粉末X線回折データから結晶構造の決定を試みている。その他に、新たにCaFe2O4型MnCr2O4、CaTi2O4型FeV2O4新規高圧相の合成に成功した。以上の結果は、ポストスピネル相の安定性を理解する上で重要な結果である。これらの結果について国際誌に論文投稿する予定である。また、MgCr2O4の高圧相として本研究により発見されたMg2Cr2O5の結晶構造解析を透過型電子顕微鏡(TEM)法と単結晶X線回折法から行った。高分解能TEM像から微細構造モデルを立て、そのモデル構造が特異な制限視野電子線回折パターンを良く説明することができることを明らかにした。単結晶X線回折からは、平均的な構造が粉末X線回折から得られる構造と同じであることを確かめ、粉末X線回折よりも精密に結晶構造に関するパラメーターを決定した。この結果は、結晶化学的に珍しい発見であり、この内容に関して国内の学会で発表するとともに、現在国際誌への投稿の為、論文を執筆中である。
また、前年度に明らかにしたマントル岩石であるパイロライト、ハルツバージャイト、中央海嶺玄武岩の1600~2200℃でのマントル660 km不連続面付近の高温高圧相関係について、新たに約12~20 GPaでの高温高圧相関係を決定した。この結果は、沈み込むプレート、マントル上昇流中の鉱物組み合わせを下部マントル最上部まで明らかにした点で重要である。この内容に関して、国内の学会において発表を行い、現在論文を執筆中である。
上記の内容とこの3年間で得られた結果を総括し、博士論文を執筆した。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2015 2014 2013 2012

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (11 results)

  • [Journal Article] High-pressure high-temperature transitions in MgCr2O4 and crystal structures of new Mg2Cr2O5 and post-spinel MgCr2O4 phases with implications for ultra-high pressure chromitites in ophiolites.2015

    • Author(s)
      Takayuki Ishii, Hiroshi Kojitani, Kiyoshi Fujino, Hitoshi Yusa, Daisuke Mori, Yoshiyuki Inaguma
    • Journal Title

      American Mineralogist

      Volume: 100 Issue: 1 Pages: 59-65

    • DOI

      10.2138/am-2015-4818

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] High-Pressure phase transitions in FeCr204 and structure analysis of new post-spinel FeCr204 and Fe2Cr205 phases with meteoritical and petrological implications.2014

    • Author(s)
      T. Ishii, H. Kojitani, S. Tsukamoto, K. Fujino, D. Mori, Y. Inaguma, N. Tsujino, T. Yoshino, D. Yamazaki, Y. Higo, K. Funakoshi, M. Akaogi
    • Journal Title

      American Mineralogist

      Volume: 403 Issue: 8-9 Pages: 1788-1797

    • DOI

      10.2138/am.2014.4736

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High-pressure synthesis of the BaIrO_3 perovskite : a Pauli paramagnetic metal with a Fermi-liquid ground state2013

    • Author(s)
      J. -G. Cheng, 他7名
    • Journal Title

      Physica/Review B

      Volume: 88 Issue: 20 Pages: 205114-205114

    • DOI

      10.1103/physrevb.88.205114

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High-pressure phase transitions and subduction behav ior of continental crust a pressure-temperature conditions up to the upper part of the lower mantle.2012

    • Author(s)
      Takayuki Ishii
    • Journal Title

      Earth and Planetary Science Letters

      Volume: 357-358 Pages: 31-41

    • DOI

      10.1016/j.epsl.2012.09.019

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High-pressure phase relations in the system TiO2-ZrO2 to 12 GPa : stabi1ity of α PbO2-type srilankite solid solutions of (T11-x, Zrx)02(0?x?0. 6)2012

    • Author(s)
      Masaki Akaogi
    • Journal Title

      Physics and Chemistry of Minerals

      Volume: 39 Issue: 10 Pages: 797-802

    • DOI

      10.1007/s00269-012-0534-8

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Thermodynamic investigation on phase equilibrium boundary between calcium ferrite-type MgA1204 and MgO + α -A12032012

    • Author(s)
      Hiroshi Kojitani
    • Journal Title

      Physics of the Earth and Planetary Interiors

      Volume: 212-213 Pages: 100-105

    • DOI

      10.1016/j.pepi.2012.10.002

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 660km不連続面付近におけるパイロライトのホットプリューム条件下の高圧相関係2014

    • Author(s)
      石井貴之
    • Organizer
      第55回高圧討論会
    • Place of Presentation
      徳島県
    • Year and Date
      2014-11-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] パイロライト、MORB、ハルツバージャイトの660km不連続面付近における高圧相関係の比較2014

    • Author(s)
      石井貴之
    • Organizer
      第55回高圧討論会
    • Place of Presentation
      徳島県
    • Year and Date
      2014-11-23
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] High-pressure transitions of mantle rocks and minerals up to the uppermost lower mantle conditions: Implications for material transportation processes in the mantle2014

    • Author(s)
      Takayuki Ishii
    • Organizer
      バイロイト大学バイエルン地球科学研究所におけるセミナー
    • Place of Presentation
      ドイツ バイロイト
    • Year and Date
      2014-07-03
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 660km不連続面付近におけるパイロライト、MORB、ハルツバージャイトの相関係の比較:マルチセル法を用いた精密実験2014

    • Author(s)
      石井貴之
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2014年大会
    • Place of Presentation
      神奈川県
    • Year and Date
      2014-05-02
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Phase transitions and mineral chemistry in pyrolite at 1600-2200℃ across 660-km seismic discontinuity2014

    • Author(s)
      Takayuki Ishii
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2014年大会
    • Place of Presentation
      神奈川県
    • Year and Date
      2014-04-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] FeCr204の高圧相転移と新規ポストスピネル相の結晶構造2013

    • Author(s)
      石井貴之、糀谷浩、塚本翔一、藤野清志、森大輔、稲熊宜之、辻野典秀、芳野極、山崎大輔、肥後祐司、舩越賢一、赤荻正樹
    • Organizer
      第54回高圧討論会
    • Place of Presentation
      新潟県
    • Year and Date
      2013-11-14
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 23 GPa付近、2000℃以上におけるパイロライトの高圧相関係2013

    • Author(s)
      石井貴之、糀谷浩、赤荻正樹
    • Organizer
      第54回高圧討論会
    • Place of Presentation
      新潟県
    • Year and Date
      2013-11-14
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] High-pressure transitions in FeCr204 and crystal structures of new post-spinel phases2013

    • Author(s)
      T. Ishii. H. Kojitani, S. Tsukamoto. K. Fujino. D. Mori. Y. Inaguma. N. Tsujino. T. Yoshino, D. Yamazaki, Y. Higo, K. Funakoshi M. Akaogi
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2013年大会
    • Place of Presentation
      千葉県
    • Year and Date
      2013-05-19
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] High-pressure phase relations in FeCr204 and MgCr204 and crystal structures of new post-spinel phases2013

    • Author(s)
      石井貴之
    • Organizer
      The 3rd Global-COE Internat ional Symposium on Deep Earth Mineralogy (TANDEM 2013)
    • Place of Presentation
      愛媛
    • Year and Date
      2013-03-04
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] MgCr204の高圧相転移2012

    • Author(s)
      石井貴之
    • Organizer
      第53回高圧討論会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2012-11-07
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] High-pressure transitions and the density of subducted continental crust to the upper part of lower mantle2012

    • Author(s)
      石井貴之
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2012年大会
    • Place of Presentation
      千葉
    • Year and Date
      2012-05-21
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

URL: 

Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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