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Experimental study of Raman geobarometry using hydrothermal diamond anvil cell

Research Project

Project/Area Number 23K22604
Project/Area Number (Other) 22H01333 (2022-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 17040:Solid earth sciences-related
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

纐纈 佑衣  名古屋大学, 環境学研究科, 准教授 (20726385)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小野 重明  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(火山・地球内部研究センター), センター長 (20313116)
伊神 洋平  京都大学, 理学研究科, 助教 (30816020)
田口 知樹  早稲田大学, 教育・総合科学学術院, 准教授 (60791704)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2025: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Keywords熱水ダイヤモンドアンビルセル / ラマン分光分析 / 石英 / ざくろ石 / 地質圧力計 / ラマン分光法
Outline of Research at the Start

小型の加圧・加熱装置である熱水ダイヤモンドアンビルセル装置を用いて,鉱物が成長した圧力を求めるための地質圧力計の較正を行う.試料は四国中央部三波川帯別子地域に産する石英エクロジャイトを用いる.前準備として,試料室に封入するための最適な粒子やそのサイズを決定する.これらの検証を経た上で,収束イオンビーム装置を用いてざくろ石中の石英包有物を立方体形に切り出し,試料室に封入することで,加圧・加熱を行いながら石英のラマンピークシフトをモニタリングし,石英にかかっている応力の変化を検証する.そして,得られたデータをもとに,どの圧力条件下で石英がざくろ石に取り込まれたかを明らかにするための式を提案する.

Outline of Annual Research Achievements

R4年度は熱水ダイヤモンドアンビルセル(HDAC-VT PES Enterprise Inc社製)を購入し,高温高圧実験に向けた実験環境の整備を行った.実体顕微鏡を熱水ダイヤモンドアンビルセルが観察できるようにセットアップを行った.また,観察カメラシステムを導入し,リアルタイムで試料室内の様子が観察・記録できるようにした.分担者とともに熱水ダイヤモンドアンビルセルの操作を行い,加圧と加熱ができることを確認した.加圧時に必要なガスケットの選定を行い,サイズや材質の違いを確認した.
試料室内に入れる予定である高圧変成岩の候補として,四国中央部三波川帯権現地域と中国Sulu地域に産するエクロジャイトを分析し,ざくろ石に含まれる石英の残留圧力値を測定するとともに,高圧相の指標となる鉱物の解析も行った.特に,三波川帯の石英エクロジャイト中に含まれるざくろ石中に,超高圧相での算出が報告されているルチルラメラが確認されたため,形成条件や置換反応などについての検証を行った.
石英包有物の残留圧力値の分布解析に向けて,ラマン分光装置を用いた鉱物のマッピングテストも行った.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

今年度は予定通り熱水ダイヤモンドアンビルセルを導入し,実験に向けて必要な環境を整備することができた.また,天然試料の分析も行い,形成条件の制約に向けた基礎的なデータ取得を行った.

Strategy for Future Research Activity

R5年度は熱水ダイヤモンドアンビルを用いて圧力較正実験を進める.高温環境下になると,圧力指標であるルビー蛍光が使えなくなるため,アンビル面のダイヤモンドや単結晶石英のラマンシフトから温度補正を行った圧力値を算出・比較し,正確に圧力評価ができる最適な手法を検証する.
天然試料においては,FIBの切り出しに向けた石英包有物の選定を行い,ラマンマッピングで残留圧力の分布を詳細に検証する.また,選定した石英包有物の切り出しテストを行う.

Report

(1 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2022

All Presentation (9 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Presentation] ラマン分光学・赤外分光学の基礎的研究と地質学への適用2022

    • Author(s)
      纐纈佑衣
    • Organizer
      日本鉱物科学会2022年年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ラマン分光法を応用した地質温度圧力計の開発と応用2022

    • Author(s)
      纐纈佑衣
    • Organizer
      日本地球化学会年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 四国中央部三波川帯権現山に産する石英エクロジャイト中の ザクロ石におけるルチル離溶ラメラ2022

    • Author(s)
      竹林知大,纐纈佑衣,道林克禎
    • Organizer
      日本鉱物科学会2022年年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] レニウムの状態方程式2022

    • Author(s)
      小野重明
    • Organizer
      JpGU2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] MgSiO3の相図2022

    • Author(s)
      小野重明
    • Organizer
      日本鉱物科学会2022年年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 電子回折イメージングによる鉱物の局所歪計測と応力下その場観察への応用2022

    • Author(s)
      伊神洋平,三宅亮,野村龍一
    • Organizer
      日本鉱物科学会2022年年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 南インドKulappara産のミグマタイトに認められる多相包有物の微細組織観察2022

    • Author(s)
      田口知樹,Madhusoodhan Satish-Kumar,三宅亮
    • Organizer
      日本地質学会第129年学術大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] スロベニア・ポホリェ山地に産する藍晶石エクロジャイトのプログレード変成作用の解読2022

    • Author(s)
      西玄偉,田口知樹,小林記之
    • Organizer
      日本地質学会第129年学術大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 沈み込む海洋地殻の構造スライス化におけるCASH-CO2交代作用の重要性:三波川帯の例2022

    • Author(s)
      遠藤俊祐,栗原那知,田口知樹
    • Organizer
      日本地質学会第129年学術大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-08-08  

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