高温高圧その場分光観察によるマグマへの水の溶解反応の研究

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21340161
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 山下 茂 Okayama University, 地球物質科学研究センター, 准教授 (30260665)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 神崎 正美 岡山大学, 地球物質科学研究センター, 教授 (90234153)
• Keywords: マグマ / 流体 / 高温高圧物性実験 / 岩石鉱物鉱床学 / 火山 / 振動分光

Research Abstract

平成21年度(本研究計画初年度)は、高温高圧「その場」分光観察のための分光装置の改造・最適化に力をいだ。また、発生圧力検定のための圧力マーカーの較正を行った。
分光装置の改造・最適化:現有の顕微赤外分光装置に顕微ラマン分光ユニットを同軸光学系になるように増設した。その際、想定外の不具合(顕微赤外分光装置では光学系の窒素ガスパージ性能の不足、顕微ラマン分光ユニットでは可視光観察光学系の光量不足)が発生し、その対応に予想外の時間が必要になった。現在、顕微赤外分光装置の不具合はほぼ解消し、顕微ラマン分光ユニットの不具合の解消方法を検討中であるが、今後の実験遂行が可能な状態は達成できた。この装置改良により、両装置による同時「その場」分光観察実験が可能となり、後述の圧力マーカーを使った実験の圧力決定が随時可能となった。
圧力マーカーの較正:炭素13同位体の合成ダイヤモンド細片を純水とともに外熱式ダイヤモンドアンビルセルに封入し、室温～800℃、常圧～1300MPaの条件下で、合成ダイヤモンド細片のラマン散乱バンド波数シフトをモニターすることで、±110MPaの精度で圧力を求められることを確認した。この圧力決定精度は本研究を進めるのに必要十分である。
予備実験:分光装置の改造・最適化に予想外の対応が必要となったため、ケイ酸塩メルト(マグマ)を用いた予備実験は行えなかった。現在、分光装置が使用可能となったので、予定していた予備実験は平成22年度に行う予定である。