大陸地殻物質のマントル深部での挙動:実験的アプローチ

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06222220
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: 入船 徹男 愛媛大学, 理学部, 助教授 (80193704)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井上 徹 愛媛大学, 理学部, 非常勤講師 ; 安東 淳一 愛媛大学, 理学部, 特別研究員 ; 榊原 正幸 愛媛大学, 理学部, 助教授 (80202084)
• Keywords: 超高圧実験 / 大陸地殻物質 / カヤナイト / サニデイン / マントル / 相転移

Research Abstract

大陸地殻関連物質のマントル深部での挙動に関連し、以下の3つの物質についての超高圧高温実験がおこなわれた(1)カヤナイト(Al_2SiO_5)の固相相転移、(2)サニデイン(KAlSi_3O_8)の相転移および融解関係、(3)大陸上部地殻物質の相転移・融解関係および元素分配。この結果(1)についてはカヤナイトの単純酸化物混合相への分解の確認とともに、相境界の正確な決定をおこなった.また、この結果に基づきカヤナイトの非圧縮率を熱力学的に見積った.更に下部マントル領域下でのV_3O_5構造相の存在についても検討した.
(2)サニデインの約12GPaまでの固相相転移および融解関係を明らかにするとともに、相境界の正確な決定を試みた.この結果は最近の放射光を利用したX線解析実験の結果とほぼ一致するが、リキダス相や融点の圧力変化について新たな知見が得られた.
(3)については花こう岩的組成のモデル大陸地殻物質の27GPaまでの回相相転移を実験的に明らかにするとともに、マントル中での密度変化を計算した.この結果、大陸地殻物質がマントル深部(7200km)で非常に高密度になることが明らかになり、その沈み込みの可能性が示唆された.また融解関係や元素分配実験の結果、このような物質のマントル中での部分融溶がマントル中での元素の地球化学的挙動にとって重要であることが明らかになった.

Research Products

• [Publications] 入船徹男: "マントル中の相転移と物質構成" 高圧力の科学と技術. 3. 19-27 (1994)
• [Publications] T.Irifune: "Absence of an aluminous phase in the upper part of the Earth′s lower mantle" Nature. 370. 131-133 (1994)
• [Publications] T.Irifune: "Subduction of continental crust,terrigenous and pelagic sediments:an experlmental study." Earth and Planetary Science Letters. 126. 351-368 (1994)
• [Publications] T.Irifune: "Phase transformations in pyrolite and subducted cruse composition down to a depth of 800km in the lower mantle" Mineralogical Magazine. 58A. 444-445 (1994)
• [Publications] T.Irifune: "Experimental study of the decomposition of kyanite at Figh pressure and high temperature." Earth′s Central Part:Its Structure and Dynamics. (印刷中). (1994)
• [Publications] L.-G.Lin: "High pressure Raman spectra of β-Mg_2SiO_4,MgSiO_3-ilmenite and MgSiO_3 perorskite." Journal of Physics and Chemistry of Solid. 55. 185-193 (1994)
• [Publications] 入船徹男: "地球内部の構造と運動" 東海大学出版(印刷中), (1995)