2020 Fiscal Year Research-status Report
かんらん石粒界すべりクリープの実態と沈み込みプレート境界の非定常挙動の広がり
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20K04128
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
水上 知行 金沢大学, 地球社会基盤学系, 助教 (80396811)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | マントルレオロジー / 岩石構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
沈み込み帯深部由来の三波川変成帯に産する東赤石かんらん岩体のかんらん岩の変形組織観察、結晶方位解析および酸化デコレーション法を用いた転位観察に基づいて、アンチゴライト安定条件、緑泥石安定条件におけるかんらん石の変形メカニズムの推定を行なった結果を取りまとめている。温度条件の変化（550～800℃）や動的再結晶による粒径の変化に応じて、(1)転位クリープ、(2)転位律速粒界すべり（DisGBS）クリープ、(3)拡散クリープの３つのメカニズムが競合、もしくは支配的になる物質科学的な証拠が得られている。この天然の産状が示す重要な情報は、(1)３つの変形メカニズムの寄与が組織解析によって解明できること（特にDisGBSの指標を明示した）、(2)DisGBSクリープが優勢となる条件は広く、沈み込み境界の流動および歪み解消過程において無視できないこと、(3)DisGBS下では転位クリープ下における動的再結晶とは異なる新粒子生成メカニズムが存在し、細粒化によって歪み集中を起こしている可能性があること、である。より高温のマントルにおいてDisGBSの寄与があるかを検討すべく、岩手県宮守岩体の角閃石かんらん岩、北海道幌満岩体の斜長石かんらん岩および後期剪断帯の試料の解析に着手している。また、沈み込み境界の非定常すべりを示す深部低周波微動について、四国西部の地震学的なデータを物質科学的な側面から議論する論文を共著者として執筆した。
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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
宮守岩体および幌満岩体で採取した岩石から、かんらん石のポーフィロクラスティック組織を呈する試料を選別し、薄片での顕微鏡観察を行なった。幌満岩体については、粒径100ミクロンから数ミリメートルまで、複数の粒子グループが認識でき、粒径に応じたメカニズム変化が検討できる見込みができた。EBSDおよび転位観察のための試料準備を終え、分析に入ろうとしている段階である。電子線チャネリングコントラストイメージングを用いた転位観察については、金沢大学設置のFE-SEMを用いて予察的な観察を行なったが、ＢＳＩ検出器の輝度を最適化する方法がいまだ見いだせない状況である。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度には、岩石の変形構造解析のためのEBSD分析及び転位観察に本格的に着手し、幌満岩体、宮守岩体の試料について、粒径分布、転位密度と転位構造の特徴を明らかにして、変形メカニズムを制約したい。それらの結果を随時学会で発表し、解析データの質の向上や議論の改善に努めていく。令和4年度に論文原稿の作成に着手することを目指して研究を進めていく。
本研究の主要課題の一つである、ECCIによる転位観察の高精度化を上記の構造解析と並行して進めていく。令和3年度には転位像の取得できるノウハウを見出し、上記の変形メカニズムの議論に組み込みたい。順調に進めば、令和４年度には、転位密度の測定、転位すべり方向の推定に取り組んでいく。
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| Causes of Carryover |
岩石試料加工のためのグラインダーの更新のための費用を計上していたが、現行機器の補修によって対応した。また新型コロナウィルス感染防止のため学会参加のため出張を控えた。次年度以降も出張に制限があることが想定されるが、その場合は分析機器の使用やデータ解析に重点を置いて予算を使用する計画である。
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