1996 Fiscal Year Annual Research Report

超高圧下における鉱物の相転移・融解とマントルの化学進化

Research Project

Project/Area Number	08404034
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Research Institution	Gakushuin University
Principal Investigator	赤荻正樹学習院大学, 理学部, 教授 (30126560)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	鈴木敏弘学習院大学, 理学部, 助手 (40235974)
Keywords	高圧実験 / マントル / ペロブスカイト / ガ-ネット / 珪酸塩メルト / 元素分配
Research Abstract	マントルの化学的進化は、初期地球におけるマグマオーシャンからの鉱物の分別結晶作用とその後のマントル対流による均一化、の二段階に大きく分けられる。それらを解明するためには、マントルへ沈み込むスラブ物質の高圧相転移と、高圧鉱物-珪酸塩メルト間の元素分配を明らかにすることが重要である。この考えにたって、本年度は以下の研究を行い、所期の成果を挙げた。 1.Mg_4Si_4O_<12>-Mg_3Al_2Si_3O_<12>系のポスト・ガ-ネット転移を22-27GPa、1600-1800℃で調べMg_3Al_2Si_3O_<12>ガ-ネットがペロブスカイト固溶体とコランダム固溶体に分解し、その圧力-温度勾配値をほぼゼロと決定した。今後、この系の詳細な相関係を解明する予定である。 2.Ca_4Si_4O_<12>-Ca_3Al_2Si_3O_<12>系の高圧相平衡を詳細に調べ、Ca_3Al_2Si_3O_<12>にCa_4Si_4O_<12>が最大約40mol%固溶したガ-ネット固溶体が15GPa、1400℃で形成されることを明らかにした。 3.CaTiO_3-CaSiO_3系の高圧相平衡を詳細に調べ、圧力の増加に伴って、ペロブスカイト固溶体の安定領域がCaTiO_3からCaSiO_3側へ広がること、約13GPa以上ではこの系の完全固溶体が形成されること、さらにCaSiO_3成分を約60mol%含むペロブスカイト固溶体が常温常圧に取り出せることを明らかにした。 4.高温高圧下でメジャーライト、マグネシオウスタイト、Caペロブスカイト等と共存する珪酸塩メルト間の種々の元素の分配関係を調べた。各相のサイトの大きさに応じて元素の分配係数が決められることが詳細に明らかにされた。マグネシオウスタイト-メルト間のMg-Fe分配では、Feに富む組成ではMgに富む側と異なり、メルトの方にMgが濃集することが注目される。

Research Products
(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] Ishizaka,N.: "Thermodynamic properties of K_2Si_4O_9 and Na_2Si_4O_9 glasses quenched from melts at high pressures and high temperatures" Mineral. J.18. 139-146 (1996)
[Publications] Suzuki,T.: "Pressure dependence of Ni,Co and Mn partitioning between iron hydride and olivino,magnesiowustite and pyrozene" Phys. Earth Planet. Inter.96. 209-220 (1996)
[Publications] Akaogi,M.: "Postspinel transformations in the system Mg_2SiO_4-Fe_2SiO_4: element partitioning, calormetry, and thermodynamic calculation" High Pressure-Temperature Research: Properties of Earth and Planetary Materials. (in press). (1997)
[Publications] Suzuki,T.: "Element partitioning between some mantle minerals and the coexisting silicate melt under hith pressure" High Pressure-Temperature Research: Properities of Earth and Planetary Materials. (in press). (1997)
[Publications] Kubo,A.: "High pressure phase equilibria in the system CaTiO_3-CaSiO_3: stability of perovskite solid solutions" Phys. Chem. Minerals. (in press). (1997)
[Publications] 鳥海、赤荻、他: "地球惑星物質科学" 岩波書店, 292 (1996)

1996 Fiscal Year Annual Research Report

超高圧下における鉱物の相転移・融解とマントルの化学進化

Principal Investigator

赤荻 正樹 学習院大学, 理学部, 教授 (30126560)

Research Products

[Publications] Ishizaka,N.: "Thermodynamic properties of K_2Si_4O_9 and Na_2Si_4O_9 glasses quenched from melts at high pressures and high temperatures" Mineral. J.18. 139-146 (1996)

[Publications] Suzuki,T.: "Pressure dependence of Ni,Co and Mn partitioning between iron hydride and olivino,magnesiowustite and pyrozene" Phys. Earth Planet. Inter.96. 209-220 (1996)

[Publications] Akaogi,M.: "Postspinel transformations in the system Mg_2SiO_4-Fe_2SiO_4: element partitioning, calormetry, and thermodynamic calculation" High Pressure-Temperature Research: Properties of Earth and Planetary Materials. (in press). (1997)

[Publications] Suzuki,T.: "Element partitioning between some mantle minerals and the coexisting silicate melt under hith pressure" High Pressure-Temperature Research: Properities of Earth and Planetary Materials. (in press). (1997)

[Publications] Kubo,A.: "High pressure phase equilibria in the system CaTiO_3-CaSiO_3: stability of perovskite solid solutions" Phys. Chem. Minerals. (in press). (1997)

[Publications] 鳥海、赤荻、他: "地球惑星物質科学" 岩波書店, 292 (1996)

赤荻正樹学習院大学, 理学部, 教授 (30126560)