2008 Fiscal Year Annual Research Report
2相系としてとらえた高圧下における下部マントルレオロジーの研究
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18340173
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
山崎 大輔 Okayama University, 地球物質科学研究センター, 准教授 (90346693)
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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, 教授 (40260666)
芳野 極 岡山大学, 地球物質科学研究センター, 准教授 (30423338)
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| Keywords | レオロジー / 下部マントル / 2相系 |
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| Research Abstract |
下部マントルのレオロジーは珪酸塩ペロフスカイト(Pv)とフェロペリクレース(Fp)の2相系レオロジーとして捉えることができる。ここで、Fpの粘性率はPvのそれに比較して2-3桁低い。従って、混合相においてFpが連結構造を持つ場合には、全岩のレオロジーがFpに制約される可能性が高い。この連結度を実験的に調べるために、高温高圧その場電気伝導度測定を行った。Fpの電気伝導度はPvの電気伝導度よりも数桁高いため電気伝導度をモニターすることによって連結の程度を知ることができる。実験は、Pv+Fpの前駆物質(低圧相)であるリングウッダイト(Rw)を20GPa、1773Kの条件で合成し出発試料とした。電気伝導度測定実験は、26GPa、1400-1700Kの条件で、RwからPv+Fpへの相転移および組織時間発展を調べた。電気伝導度は、Pv+Fpへの初期相転移後、時間経過とともに急激に高くなり、その後、非常にゆるやかに減少した。この変化の割合は、低温である場合には非常にゆっくりであった。以上の結果は、Pv+Fpへの相転移では、Fpの連結組織が形成され、その後の組織発展に伴って、その連結が切断されていくことを示していると思われる。特に、低温の場合には、組織発展の速度が非常に遅いため、Fpの連結が長時間保持される。この結果は、前年度行った回収試料の2面角測定から予想していた結果と調和的である。沈み込んでいくスラブでは深さ660km付近では非常に低温である。従って、Fpの連結構造が地質学的時間スケールにおいても保持されることが予想される。この場合には、スラブ内でRwから相転移したPv+Fp相のレオロジーはFpに制約されることとなり、粘性率においてはPvのレオロジーから予想されるよりも数桁低くなり、マントル対流の流動様式に大きな影響を与える。
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[Journal Article] P-V-T relations of MgSiO3 perovskite determined by in situ X-ray diffraction using a large-volume high-pressure apparatus2009
Author(s)
Katsura T., Yokoshi S., Kavabe K., Shatskiy A., Manthilake M. A. G. M., Zhai S., Fukui H., Hegoda H. A. C. I., Yoshino T., Yamazaki D., Matsuzaki T., Yoneda A., Ito E., Sugita M., Tomioka N., Hagiya K., Nozawa A., Funakoshi K.
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Journal Title
Geophys. Res. Lett. 36
Pages: L01305
Peer Reviewed
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[Journal Article] Determination of high-pressure phase equilibria of Fe203 using the Kawai-type apparatus equipped with sintered diamond anvils2009
Author(s)
Ito E., Fukui H., Katsura T., Yamazaki D., Yoshino T., Aizawa Y., Kubo A., Yokoshi S., Kawabe K., Zhai S., Shatzkiy A., Okube M., Nozawa A., Funakoshi K.
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Journal Title
Am. Min. 94
Pages: 205-209
Peer Reviewed
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[Journal Article] Boron-doped diamond heater and its application to large-volume, high-pressure, and high-temperature experiments2009
Author(s)
Shatskiy A., Yamazaki D., Morard G., Cooray T., Matsuzaki T., Higo Y., Funakoshi K., Suniya H., Ito E., Katsura T
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Journal Title
Rev. Sci. Instrum. 80
Pages: 23907
Peer Reviewed
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[Journal Article] P-V-T relations of MgSiO3 perovskite determined by in situ X-ray diffraction using a large-volume high-pressure apparatus2009
Author(s)
Katsura T., Yokoshi S., Kawabe K., Shatskiy A., Manthilake M. A. G. M., Zhai S., Fukui H., Hegoda H. A. G. I., Yoshino T., Yamazaki D., Matsuzaki T., Yoneda A., Ito E., Sugita M., Tomioka N., Hagiya K., Nozawa A., Funakoshi K.
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Journal Title
Geophys. Res. Lett. 36
Pages: L01305
Peer Reviewed
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