2005 Fiscal Year Annual Research Report
地球の初期進化と下部マントルの構成に関する実験的研究
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17204048
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
伊藤 英司 岡山大学, 地球物質科学研究センター, 教授 (00033259)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
桂 智男 岡山大学, 地球物質科学研究センター, 助教授 (40260666)
米田 明 岡山大学, 地球物質科学研究センター, 助教授 (10262841)
神崎 正美 岡山大学, 地球物質科学研究センター, 助教授 (90234153)
薛 献宇 岡山大学, 地球物質科学研究センター, 助教授 (70362986)
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| Keywords | 川井式高圧装置 / 焼結ダイヤモンドアンビル / Fe_2O_3 / 圧力定点 / 単結晶育成 / ペロフスカイト / 高圧含水鉱物 |
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| Research Abstract |
マグマオーシャン中での地球内部分化解明のため、焼結ダイヤモンドアンビルを用いた川井セルを用いて40GPa以上の条件下でのペリドタイトおよび珪酸塩-鉄合金系の溶融実験を行ってきた。この条件下では珪酸塩の融点は2600℃を超えるので従来からのReヒーターは使用不可となりLaCrO_3ヒーターを用いた加熱セルの開発を行った。しかし、2700℃以上では酸化雰囲気は強烈でBNに封入したサンプルのFe成分は全てFe_2O_3に変換されてしまうことが判明した。現在グラファイトを試料カプセルに用いて実験を行っている。圧力定点の開発を目的に放射光(SPring-8)を用いてX線その場観察によるFe_2O_3の高圧高温相平衡を62GPa,1400Kまで決定し、室温での電気抵抗変化が54±1GPaの圧力領域で約4桁減少することが明らかになり、これを新たな圧力点として提案した。既存の川井式高圧装置の試料室の大型化を行い0,5cm^3の体積に26GPa以上の圧力発生を可能にしてマントル深部構成相の単結晶育成に努めた。その結果、mmサイズの珪酸塩ペロフスカイトの結晶が得られるようになった。これらの単結晶を用いて、共振法による弾性定数決定、高圧下における電気伝導度測定、拡散実験、およびX線非弾性散乱に取り組んでいる。Al_2O_3-SiO_2-H_2O系の高圧含水鉱物(phase egg,δ-AlOOH, topas-OH)およびstishoviteを多核種NMRおよびラマンによってphase eggに10%のSi-Al disorderが存在すること、topas-OHに新しい多形が存在することを明らかにした。
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