2017 Fiscal Year Research-status Report
Fe-in-sillimanite thermometer and oxygen-borometer
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17K05709
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
川嵜 智佑 愛媛大学, 理工学研究科(理学系), 教授 (50136363)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永嶌 真理子 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (80580274)
齊藤 哲 愛媛大学, 理工学研究科(理学系), 講師 (00528052)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ケイ線石 / ルチル / イルメナイト / 酸素分圧 / FeAlO3 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度は出発物質の合成とその予察的実験を実施し，イルメナイト－ルチル－ケイ線石間のFe-Ti分配平衡の熱力学モデル構築を試みた．成果を以下に示す．
(1)第91回西日本東南極セミナーで「高温高圧条件におけるケイ線石へのFeとTiの固溶反応：新しい地質温度圧力計および酸素分圧センサーの確立」を報告した．(2)日本鉱物科学会2017年年会「SiO2-TiO2-Al2O3-Fe2O3-FeO系におけるイルメナイトおよびルチルと共存する珪線石へのFeとTiの固溶反応の熱力学定式化」でFe-Ti分配平衡の理論を述べた．(3)日本地質学会第124年学術大会「高温高圧力下における珪線石へのFe固溶度の予察実験」で当該年度の出発物質を使った実験結果を公表した．(4) The Eighth Symposium on Polar ScienceのOn the Fe-Ti solubility in sillimanite coexisting with ilmenite and rutileでFe-Ti分配平衡の熱力学モデルと実験結果を公表した．(5)ケイ線石+赤鉄鉱を白金容器中で，ケイ線石+磁鉄鉱を金パラジウム容器中で超高温変成作用条件で再結晶させた．前者からFeAlO3+ケイ線石+コランダム+グラス+気相，後者からFeAlO3+ケイ線石+磁鉄鉱+グラス+気相を得た．FeAlO3は超高温変成作用条件で不安定とされ天然界では未発見である．今回の実験結果はこれを覆すものである．天然界で発見される可能性をInternational workshop on tectonics of the Asia and related terranesのSynthesis of FeAlO3 phase at ultrahigh-temperature metamorphic conditionsで報告した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初計画に記したように，Fe3+を含まない均質なイルメナイト＋ケイ線石＋TiO2混合物を大気圧下で酸素分圧を変化させた再結晶実験や超高温変成作用条件での高温高圧実験を行い，得られた生成物の化学組成を求めている．また，イルメナイト－ルチル－ケイ線石間のFe-Ti分配平衡の熱力学モデル構築も進めている．しかしながら，磁鉄鉱－ウスタイトバッファーよりも高い酸素分圧条件では白金中のFe含有量が愛媛大学と山口大学のX線マイクロプローブ分析の検出限界以下であったので，白金のFe含有量と酸素分圧校正曲線の作成は中止した．
当初計画を実施する過程で，ケイ線石＋Fe2O3，ケイ線石＋Fe3O4から超高温変成作用条件で不安定とされるFeAlO3を見いだしたので，今後は，白金のFe含有量と酸素分圧校正曲線の作成に代わってFeAlO3の安定条件決定を研究計画に加える．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度で調整した出発物質を用いてイルメナイト－ルチル－ケイ線石の相平衡再現実験やFe-Ti分配平衡の熱力学的モデル構築を進めるとともに，FeAlO3の安定領域決定を研究計画に加える．
FeAlO3の安定化には，メルトや気相（H2O）の共存が大きく関わっていると考えられるので，イルメナイト＋ルチル＋ケイ線石，ケイ線石＋Fe2O3，ケイ線石＋Fe3O4に呼気で湿らせた程度の少量のH2Oを加えた高温高圧実験を進める．得られるメルトはFe2O3成分を多量に含み，不混和メルトの可能性がある（Kawasaki 2018，準備中）ので，この不混和メルトの性質も併せて研究したい．
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| Causes of Carryover |
物品購入の際の端数294円が次年度使用額となったので，これを合わせて平成30年度の研究で使用する．
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[Journal Article] Murakamiite, LiCa2Si3O8(OH), a Li-analogue of pectolite, from the Iwagi Islet, southwest Japan2017
Author(s)
Imaoka, T., Nagashima, M., Kano, T., Kimura, J-I., Chang, Q., and Fukuda, C
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Journal Title
European Journal of Mineralogy
Volume: 29
Pages: 1045-1053
DOI
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[Journal Article] Precipitates within olivine phenocrysts in oxidized andesitic scoria from Kasayama volcano, Hagi, Yamaguchi Prefecture, Japan2017
Author(s)
Ejima, T., Yamada, M., Akasaka, M., Ohfuji, H., Kon, Y., Nagashima, M. and Nakamuta, Y
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Journal Title
Journal of Mineralogical and Petrological Sciences
Volume: 112
Pages: 116-126
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Petrogenesis of an Early Cretaceous lamprophyre dike from Kyoto Prefecture, Japan: implications for the generation of high-Nb basalt magmas in subduction zones2017
Author(s)
Imaoka, T., Kawabata, H., Nagashima, M., Nakashima, K., Kamei, A., Yagi, K., Itaya, T., and Kiji, M.
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Journal Title
Lithos
Volume: 290-291
Pages: 18-33
DOI
Peer Reviewed
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