• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2017 Fiscal Year Annual Research Report

Atomic diffusion in defect fields in mantle minerals

Research Project

Project/Area Number 15H03750
Research InstitutionJapan Agency for Marine-Earth Science and Technology

Principal Investigator

富岡 尚敬  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 高知コア研究所, 主任技術研究員 (30335418)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 伊藤 元雄  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 高知コア研究所, グループリーダー代理 (40606109)
Das Kaushik  広島大学, 理学研究科, 准教授 (40634077)
安東 淳一  広島大学, 理学研究科, 教授 (50291480)
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywordsカンラン石 / 準スピネル構造 / リングウッダイト / 無拡散相転移 / TEM
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、カンラン石とその高圧相中の欠陥とそれに伴う化学不均質に関して、合成試料と天然試料の高分解能TEM観察を行った。
(1)合金系で報告されている転位芯への鉄の濃集(コットレル雰囲気)が、ケイ酸塩鉱物中でも生じるかを検証する実験を試みた。グリッグス装置により含Feカンラン石に10^7~8cm^-2の密度の転位導入した後、雰囲気コントロール炉にて、FMQ-IWバッファー相当の酸素分圧、1200~1400℃の条件で最大1週間の加熱を行った。TEM観察では、回収試料いずれからも有意なコットレル雰囲気は確認されなかった。 原子寸法差因子に基づく計算も、マントルの温度条件ではコットレル雰囲気の形成は非常に弱い、という結果を支持している。今後、高封圧下での加熱による検証も行う必要があるが、カンラン石の欠陥近傍における化学組成不均質は、上部マントルのレオロジーに大きな影響を与えない可能性が高いと考えられる。
(2)強い衝撃変成を受けた隕石中に、これまで理論的考察でのみ報告されていた準スピネル構造の新ケイ酸塩高圧相(ε*相)を発見した。ε*相はカンラン石の安定高圧相であるリングウッダイト粒子とトポタキシャルな結晶方位関係を持つ、数ナノメートルのラメラ状の形態を示す。また、ε*相は母相のリングウッダイトに比べてFeに枯渇していた。同相は衝撃圧力の解放過程で、リングウッダイトから準安定的に形成され、相転移直後にε*相から母相のリングウッダイトに向かってFeが拡散したことが明らかになった。ε*相は、カンラン石が無拡散型メカニズムによりリングウッダイトやワズレイアイトへ高圧相転移する際に、中間構造としての役割を担う。このカンラン石の新しい高圧相転移は、隕石の衝撃変成の温度圧力履歴を制約するだけでなく、沈み込みスラブ中での相転移カイネティクスにも重要な役割を果たすことを示唆する。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (10 results)

All 2018 2017

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] 隕石と地球深部におけるメージャライトガーネットの秩序ー無秩序転移2018

    • Author(s)
      富岡尚敬
    • Journal Title

      日本結晶学会誌

      Volume: 60 Pages: 2~8

    • DOI

      10.5940/jcrsj.60.2

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A new high-pressure form of Mg2SiO4 highlighting diffusionless phase transitions of olivine2017

    • Author(s)
      Tomioka Naotaka、Okuchi Takuo
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 7 Pages: 17351

    • DOI

      10.1038/s41598-017-17698-z

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] High-pressure minerals in shocked meteorites2017

    • Author(s)
      Tomioka Naotaka、Miyahara Masaaki
    • Journal Title

      Meteoritics & Planetary Science

      Volume: 52 Pages: 2017~2039

    • DOI

      doi.org/10.1111/maps.12902

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Microstructural observations of fracture-filling goethite vein along the Kerajang Fault Zone in the Rengali Province of eastern India2017

    • Author(s)
      Takafumi Yamamoto, Junichi Ando, Naotaka Tomioka, Kaushik Das, Gautam Ghosh, and Sankar Bose
    • Journal Title

      Journal of Mineralogical and Petrological Sciences

      Volume: 112 Pages: 102~107

    • DOI

      10.2465/jmps.161113

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 巨大隕石孔形成プロセス解明に向けての鉱物学的研究2017

    • Author(s)
      富岡尚敬,谷理帆、鹿山雅裕、ダス カウシク、IODP-ICDP Expedition 364 Science Party
    • Organizer
      日本鉱物科学会2017年会
  • [Presentation] Shock pressure estimation in basement rocks of the Chicxulub impact crater using cathodoluminescence spectroscopy of quartz2017

    • Author(s)
      Riho Tani, N. Tomioka, Masahiro Kayama, Yu Chang, Hirotsugu Nishido, Das Kaushik, Auriol Rae, Ludovic Ferriere, Sean P S Gulick, Joanna V Morgan and IODP-ICDP Expedition 364 Scientists,
    • Organizer
      American Geophysical Union, Fall Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ピナツボカンラン岩ゼノリスの変形履歴2017

    • Author(s)
      迫田夜空 、山本貴史、安東淳一 、富岡尚敬、芳川雅子
    • Organizer
      日本鉱物科学会2017年会
  • [Presentation] トリプルビームFIBによるEBSD試料加工法の開発および南極微隕石試料への応用2017

    • Author(s)
      兒玉優、富岡尚敬、伊藤元雄、今栄直也
    • Organizer
      日本鉱物科学会2017年会
  • [Presentation] 石英のカソードルミネッセンスを用いたチクシュルーブ クレーターの基盤岩の圧力推定2017

    • Author(s)
      谷理帆、富岡尚敬、鹿山雅裕、常昱 、西戸裕嗣、Das Kaushik、Rae Auriol、Ferriere Ludovic
    • Organizer
      日本鉱物科学会2017年会
  • [Presentation] フォルステライト単結晶の超高速一軸圧縮と格子すべり相転移2017

    • Author(s)
      奥地拓生、PUREVJAV Narangoo、尾崎典雅、松岡健之、高橋謙次朗、瀬戸雄介、丹下慶範、犬伏雄一、矢橋牧名、富岡尚敬、関根利守、田中和夫、兒玉了祐
    • Organizer
      日本高圧力学会第58回高圧討論会

URL: 

Published: 2018-12-17  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi