2000 Fiscal Year Annual Research Report
沈み込むプレートと下部マントルの相互作用と下部マントルの物質科学
| Project/Area Number |
12126203
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (B)
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
桂 智男 岡山大学, 固体地球研究センター, 助教授 (40260666)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
久保 敦 岡山大学, 固体地球研究センター, COE研究員
米田 明 岡山大学, 固体地球研究センター, 助教授 (10262841)
伊藤 英司 岡山大学, 固体地球研究センター, 教授 (00033259)
赤荻 正樹 学習院大学, 理学部, 教授 (30126560)
入舩 徹男 愛媛大学, 理学部, 教授 (80193704)
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| Keywords | 燒結ダイヤモンドアンビル / マルチアンビル型超高圧発生装置 / X線その場観察 / 旋回機構 / イルメナイト・ペロフスカイト / カルシュウムフェライト |
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| Research Abstract |
1.当研究班では、焼結ダイヤモンドアンビルマルチアンビル型超高圧発生装置によるX線その場観察の実験技術の推進を行った。
(1)焼結ダイヤモンドアンビル実験では試料室が非常に小さく、回折領域内に存在する粒の数が少ないため、良質の回折パターンを取ることが困難である。この問題は実験室系では試料の搖動によって解決される。そこで我々は、20トンの重量を持つ超高圧発生装置を鉛直軸回りに±10°、速度0.1〜0.001°/秒で旋回させる機構をもつプレスステージを設計・作成した。
(2)焼結ダイヤモンドアンビルによる高温高圧発生技術を改良し、室温では約50GPaの圧力発生を可能にした。また、1800K・35GPaの高温高圧同時発生も可能にした。
さらに、学習院大学化学科でも焼結ダイヤモンドアンビル実験を可能にするため、焼結ダイヤモンドアンビル実験用プレスフレームを作成した。
2.マントル深部構成鉱物の性質を調べ、以下のような結果を得た。
(1)急冷凍結法により、MgSiO3-Al2O3系のイルメナイト-ペロフスカイトの相平衡関係を28GPa・1900Kまでの温度圧力で調べ、およそ1300Kではイルメナイト固溶体はMgSiO3組成からMg3Al2Si3O12組成まで広がっていることが明らかになった。
焼結ダイヤモンドアンビルによるX線その場観察の手法によりMgAl2O4系の相平衡関係をしらべ、MgAl2O4は30GPaまではMgOペリクレスとAl2O3に分解するが、それ以上の圧力では再び単相となる。その結晶系はカルシュウムフェライト型である。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] Fukui,H.,Ohtaka,O.,Nagai,T.,Funakoshi,K.,Utsumi,W.Katsura,T.: "Melting of Portlandite up to 6GPa"Phys.Chem.Mineral.. 27. 367-370 (2000)
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[Publications] Ono,S.,Ito,E.,Katsura,T.,Yoneda,A.,Walter,M.J.,Urakawa,S.,Utsumi,W.,Funakoshi,K.: "Thermoelastic properties of high-pressure phase of SnO_2 determined by in situ X-ray observations up to 30 GPa and 1400 K"Phys.Chem.Mineral.. 27. 618-622 (2000)
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[Publications] Sato,K.,Katsura,T.: "Experimental investigation on dolomite dissociation into aragonite+magnesite up to 8.5 GPa"Earth Planet.Sci.Lett.. 184. 529-534 (2001)
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[Publications] Ono,S.,Katsura,T.,Ito,E.,Kanzaki,M.,Yoneda,A.,Walter,M.J.,Urakawa,S.,Utsumi,W.Funakoshi,K.: "In situ observation of ilmenite-perovskite phase transition in MgSiO_3 using synchrotron radiation"Geophys.Res.Lett.. (in press). (2001)
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[Publications] Sato,K.,Katsura,T.: "Sulfur : a new solvent-catalyst for diamond synthesis under high pressure and high temperature conditions"J.Crystal Growth. (in press). (2001)
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[Publications] Katsura,T.,Mayama,N.,Shouno,K.,Sakai,M.Yoneda,A.,Suzuki,I.: "Temperature derivatives of elastic moduli (Mg_<0.91>Fe_<0.09>)_2SiO_4 of modified spinel"Phys.Earth Planet.Int.. (in press). (2001)
