2022 Fiscal Year Annual Research Report
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20K20931
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
山本 順司 九州大学, 理学研究院, 教授 (60378536)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鍵 裕之 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (70233666)
石橋 秀巳 静岡大学, 理学部, 准教授 (70456854)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Keywords | 弾性変形 / 流体包有物 / 鉱物 / ラマン分光分析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，流体包有物周辺の放射状応力分布から鉱物の弾性定数を決定する新手法の開発を目的としている．地震波トモグラフィーは地球内部を探る手法の中で傑出した存在感を示している．しかし，その解釈に必要な天然鉱物の弾性定数は未報告のものが多い．精度の高い弾性定数解析法として普及している共振法で天然鉱物が測定対象とならない主因は，解析に必要な試料の大きさが制約となっている．そこで本研究では，残留圧力を持つ流体包有物周辺に発現する応力分布を分光分析によって精密に測定し，応力分布の計算値に照らし合わせることで，サブミリメートルサイズの微小な天然鉱物にも適用できる新たな弾性定数決定法の開発をめざした.
令和4年度は，昨年度から取り組んでいる検出器の換装作業（CCDカメラからsCMOSカメラへの交換）を完了させ，波数分解能を大幅に向上させることに成功した．また，電源電圧や室温の変化によるスペクトル変動を軽減させる措置を施したことで，ピーク位置の長時間安定性が向上した．これらにより，二酸化炭素流体の二つの主要ピーク間の密度依存性を用いた密度計の精度を大幅に向上させることができ，微小量流体に適用できる密度計として史上最高性能を持つ手法となった．そこで，当該手法を用いて流体包有物の流体密度データを精密に測定し，その値を基にホスト鉱物であるクロムスピネルの変形特性を調べたところ，その弾性特性や状態方程式を決定することに成功した．この成果は国際誌１報の公表につながった（Hagiwara et al., 2022 Contributions to Mineralogy and Petrology）．また，微小量流体に適用できる密度計の開発についても論文公表の予定である．
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