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方射光X線による高圧下での含水珪酸塩マグマの構造の解明

Research Project

Project/Area Number 15654074
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Petrology/Mineralogy/Science of ore deposit
Research InstitutionEhime University

Principal Investigator

井上 徹  愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 助教授 (00291500)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 入舩 徹男  愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 教授 (80193704)
山崎 大輔  岡山大学, 地球物質科学研究センター, 助教授 (90346693)
Project Period (FY) 2003 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2003: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords放射光X線 / 含水珪酸塩メルト / マグマ / 高温高圧 / マグマの構造 / マグマの物性 / 地球内部
Research Abstract

本年度も高エネルギー物理学研究所の大型放射光施設(PF-AR)の高輝度X線を利用して、高圧下での含水珪酸塩メルトの回折パターンを収集した。特に、昨年度から開発・改良した単結晶ダイヤモンドのスリーブとPtの蓋をカプセルとして使うことにより、含水メルトの封入を完璧に行い、効率的にX線回折パターンを収集した。このセルではX線の通過経路には圧媒体のボロンエポキシとヒーターであるグラファイト、それにダイヤモンドスリーブという比較的原子番号の小さい物質からなるものを配置しているため、非常に効率的に回折パターンの収集が可能である。このようなセルの改良により、世界で初めて含水メルトで、メルトの構造を求めるのに絶え得るX線回折パターンの収集に成功したといえる。
実験は、MgO-SiO_2-H_2O系でMg/Si比を1.0,1,5,2.0と変化させたもので行った。圧力範囲は3-5 GPaである。結果は、特に干渉関数から得られる中距離構造を反映していると考えられるFSDP(first sharp diffraction peak)が系統的に組成、圧力で変化している様子が観察され、これはSiO_2ネットワークの分断の様子を反映していると考えられる。これ以外の情報についても現在解析中である。このように、メルトの構造解析に耐えうるかなり質のいいデータ収集に成功したが、その反面、かなりの確率で実験回収後ダイヤモンドにクラックが入っており、この点はまだセル等をさらに改善する必要がある。
本研究の成果は2006年秋に開催されたアメリカ地球物理学会(AGU)で発表してきたとともに、現在論文執筆も進めている。
上記の研究以外にもいくつかの研究に携わり、その投稿論文は研究発表欄に示している。

Report

(3 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2006 2005 2004 Other

All Journal Article (12 results) Publications (6 results)

  • [Journal Article] Electron Conductive Three-Dimensional Polymer of Cuboidal C_<60>2006

    • Author(s)
      Yamanaka, S., A.Kubo, K.Inumaru, K.Komaguchi, N.S.Kini, T.Inoue, T.Irifune
    • Journal Title

      Phys. Rev. Lett. 96

      Pages: 76602-76602

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] The phase boundary between wadsleyite and ringwoodite in Mg_2SiO_4 determined by in situ X-ray diffraction2006

    • Author(s)
      Inoue, T., T.Irifune, Y.Higo, T.Sanehira, Y.Sueda, A.Yamada, T.Shinmei, D.Yamazaki, J.Ando, K.Funakoshi, W.Utsumi
    • Journal Title

      Phys. Chem. Minerals

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Decomposition of brucite up to 20 GPa : evidence for high MgO-solubility in the liquid phase2005

    • Author(s)
      Fukui, H., T.Inoue, T.Yasui, T.Katsura, K.Funakoshi
    • Journal Title

      Eur. J. Mineral 17

      Pages: 261-267

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Grain growth of ringwoodite and its implication for rheology of the subductina slab2005

    • Author(s)
      Yamazaki, D., T.Inoue, M.Okamoto, T.Irifune
    • Journal Title

      Earth Planet. Sci. Lett. 236

      Pages: 871-881

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] High-temperature and high-pressure equation of state for the hexagonal phase in the system NaAlSiO_4-MgAl_2O_42005

    • Author(s)
      Shinmei, T., T.Sanehira, D.Yamazaki, T.Inoue, T.Irifune, K.Funakoshi, A.Nozawa
    • Journal Title

      Phys. Chem. Minerals 32

      Pages: 594-602

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Microstructure features of polycrystalline diamond synthesized directly from graphite under static high pressure.2004

    • Author(s)
      Sumiya, H., T.Irifune, A.Kurio, S.Sakamoto, T.Inoue
    • Journal Title

      Journal of Materials Science 39

      Pages: 445-450

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Thermal expansion of wadsleyite, ringwoodite, hydrous wadsleyite and hydrous ringwoodite.2004

    • Author(s)
      Inoue, T., Y.Tanimoto, T.Irifune, T.Suzuki, H.Fukui, O.Ohtaka
    • Journal Title

      Physics of Earth and Planetary Interiors 143-144

      Pages: 279-290

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Precise determination of phase relations in pyrolite across the 660 km seismic discontinuity by in situ X-ray diffraction and quench experiments.2004

    • Author(s)
      Nishiyama, N., T.Irifune, T.Inoue, J.Ando, K.Funakoshi
    • Journal Title

      Physics of Earth and Planetary Interiors 143-144

      Pages: 185-199

    • NAID

      120000875868

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Formation of pure polycrystalline diamond by direct conversion of graphite at high pressure and high temperature.2004

    • Author(s)
      Irifune, T., A.Kurio, S.Sakamoto, T.Inoue, H.Sumiya, K.Funakoshi
    • Journal Title

      Physics of Earth and Planetary Interiors 143-144

      Pages: 593-600

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Melting of enstatite from 13 to 18 GPa under hydrous conditions.2004

    • Author(s)
      Yamada, A., T.Inoue, T.Irifune
    • Journal Title

      Physics of Earth and Planetary Interiors 147

      Pages: 45-56

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 地球内部の水とその分配2004

    • Author(s)
      井上 徹
    • Journal Title

      高圧力の科学と技術 14

      Pages: 242-247

    • NAID

      10013487998

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] High pressure and high temperature stability and the equation of state of superhydrous phase B by in site X-ray diffraction

    • Author(s)
      Inoue, T., T.Ueda, Y.Higo, A.Yamada, T.Irifune, K.Funakoshi
    • Journal Title

      AGU Book Series, Earth's Deep Water Cycle (in press)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Publications] T.Irifune, A.Kurio, S.Sakamoto, T.Inoue, H.Sumiya: "Ultrahard polycrystalline diamond from graphite"Nature. 421. 599-600 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] J.Wang, S.V.Sinogeikin, T.Inoue, J.D.Bass: "Elastic properties of hydrous ringwoodite"American Mineralogist.. 88. 1608-1611 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] H.Sumiya, T.Irifune, A.Kurio, S.Sakamoto, T.Inoue: "Microstructure features of polycrystalline diamond synthesized directly from graphite under static high pressure"Journal of Materials Science. 39. 445-450 (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] T.Inoue, Y.Tanimoto, T.Irifune, T.Suzuki, H.Fukui, O.Ohtaka: "Thermal expansion of wadsleyite, ringwoodite, hydrous wadsleyite and hydrous ringwoodite"Physics of Earth and Planetary Interiors. in press.

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] N.Nishiyama, T.Irifune, T.Inoue, J.Ando, K.Funakoshi, W.Utsumi: "In situ X-ray observation of the spinel-postspinel fransition in an pyrolite composition"Physics of Earth and Planetary Interiors. in press.

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] T.Irifune, A.Kuri-, S.Sakamoto, T.Inoue, H.Sumiya, K.Funakoshi: "Formation of pure polycrystalline diamond by direct conversion of graphite at high pressure and high temperature"Physics of Earth and Planetary Interiors. in press.

    • Related Report
      2003 Annual Research Report

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Published: 2003-04-01   Modified: 2016-04-21  

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