2016 Fiscal Year Annual Research Report
Origin and crystallization mechanism of polycrystalline diamonds in the deep Earth
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26287138
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
大藤 弘明 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 教授 (80403864)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井上 徹 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 教授 (00291500)
鍵 裕之 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (70233666)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 多結晶ダイヤモンド / カーボナード / 包有物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度の成果を踏まえて，多結晶ダイヤモンド，カーボナード中に観察される包有物の記載，分析を進めた．外部からの異物や汚染物質の混入や機械研磨時の物理的なダメージの影響を取り除くため，イオンビーム（クロスセクションポリッシャおよびFIB）を用いた試料断面を作成し，研磨面をまずはFE-SEMを用いて詳細に観察した．その結果，カーボナード中に含まれる包有物は，結晶粒内に含まれる1次包有物と粒界やクラックを充填する2次包有物に大分されることが分かった．
1次包有物の多くは直径数百nmと極めて微細で，内部は鉱物相によって充填されていた．FIBを用いて薄膜を作成し，透過電顕下で観察したところ，すべての1次包有物は負晶として存在し，その内部にはガーネット（メジャーライト）やフェンジャイト，ルチル，アパタイトなどの複数の析出相を含んでいることが明らかとなった．これらの産状から，そららの包有物はケイ酸塩や多くの金属イオンに飽和した流体包有物としてカーボナードの形成時にダイヤモンド結晶内部に取り込まれたものと考えられる．鉱物組み合わせから判断して，これらの包有物（流体相）は沈み込んだ海洋地殻物質に起源をもつ可能性が高く，これまで成因や生成環境が不明であったカーボナードが確かに地球深部で生成したことを強く裏付けるものである．なお，メジャーライト中のSi濃度を用いた検討では，カーボナードの生成震度は上部マントル下部からマントル遷移層上部にかけてと推測される．
一方，二次包有物についても詳細な記載を行い，ルチルやゲーサイト，カオリナイトの他，フローレンサイトなどの特徴的な鉱物相で構成される包有物もあり，カーボナードがその形成後，地殻への上昇過程に複数の流体と接触し，部分的に交代・変質作用を被っていることが分かった．現在，これらの結果について論文にまとめている．
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Transparent polycrystalline cubic silicon nitride2017
Author(s)
N. Nishiyama, R. Ishikawa, H. Ohfuji, H. Marquardt, A. Kurnosov, T. Taniguchi, B.-N. Kim, H. Yoshida, A. Masuno, J. Bednarcik, E. Kulik, Y. Ikuhara, F. Wakai, T. Irifune
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 7
Pages: 44755
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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