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地球深部物質及び高圧材料物質の高圧下における変化の研究

研究課題

研究課題/領域番号 10045023
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 岩石・鉱物・鉱床学
研究機関筑波大学

研究代表者

加藤 工  筑波大学, 地球科学系, 助教授 (90214379)

研究分担者 島 邦博  筑波大学, 物理工学系, 助教授 (70087964)
八木 寿子 (平井 寿子 / 八木(平井 / 寿子)  筑波大学, 地球科学系, 講師 (60218758)
黒澤 正紀  筑波大学, 地球科学系, 講師 (50272141)
久保 友明  東北大学, 理学研究科, 助手 (40312540)
栗田 敬  東京大学, 理学系研究科, 助教授 (00111451)
末野 重穂  筑波大学, 地球科学系, 教授 (30110513)
WEIDNER Dona  ニューヨーク州立大学, ストーニーブルック校, 教授
GASPARIK Tib  ニューヨーク州立大学, ストーニーブルック校, 助教授
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
4,400千円 (直接経費: 4,400千円)
2000年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
1999年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
1998年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
キーワード地球内部物性 / 高圧鉱物 / ダイヤモンド / ICP-MS / 放射光X線
研究概要

本研究は、筑波大学とSUNY at SB両校間で協力して蓄積した高圧合成技術と物質科学的評価実験技術を駆使し、地球科学と材料物質科学の両面から高圧物質の解明と学際的応用を行うことを目的とした。3年間で以下の項目について、共同研究を進めた。(1)[微小領域における微量元素・軽元素の新しい分析法の開発研究]レーザー掘削ICP-MS分析法(LAM-ICP-MS)により,ダイヤモンド包有物の微量元素組成を決定する予備実験を共同で行った。(2)[ダイヤモンドその他の炭素各相の研究]炭素の新しい高圧相やダイヤモンドの物質科学的研究を行なうことで、工業的新材料の開発と惑星内部での炭素の挙動・生成起源に関する解明が期待される。高圧合成ダイヤモンドの他にも、気相法及びイオンビーム法によるダイヤモンド及び炭素物質の合成研究の可能性を検討した。(3)[Archean craton直下のlithosphericマントルの研究]中国産及びロシア産のkimberlite資料を基に、Sino-Korea cratonのkimberliteで他地域のcratonについても研究することを討議している。また高温高圧実験により、アルカリ玄武岩試料のREEや微量元素の含有量変化などについて分析を進めた。(4)[地球深部での相転移と深発地震の関連についての研究]沈み込み帯深部での地震発生機構は,マントル鉱物の相転移,鉱物強度に密接に関連している。オリビンの高圧相,輝石の高圧相,ガーネットなどの主要マントル鉱物の強度測定を高圧X線その場観察法により測定した。これらの研究は,アメリカBrookhaven,APS,日本のSP8,KEKなどの施設で本研究の共同研究者の参加するグループで同時進行した。
以上の成果は、2001年中には、論文として公表する。

報告書

(4件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (41件)

  • [文献書誌] 加藤工,寺崎英紀,久保友明: "放射光X線高圧実験システムの応用、地球物質の輸送過程-地球内部科学の新展開"地学雑誌. 109. 868-873 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kubo,E.Ohtani,T.Kato,S.Urakawa,A.Suzuki,Y.Kanbe,and K.Fujino: "Formation of metastable assemblages and mechanism of the grain-size reduction in the postspinel transformation of Mg2SiO4"Geophysical Research Letters. 27. 807-810 (2000)

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  • [文献書誌] M.Kurosawa,S.Shimano,T.Namajima,T.Kato: "Development of quantitative analysis of individual fluid inclusions using proton-induced X-ray emission"Ann Report Tandem Accelerator Center Univ.Tsukuba. 68. 94-99 (2000)

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  • [文献書誌] Kumagai,I.and K.Kurita: "On the fate of mantle plumes at density interface"Earth Planet.Sci.Lett. 179. 65-71 (2000)

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  • [文献書誌] H.Hirai,T.Kondo,M.Hasegawa,T.Yagi,Y.Yamamoto,T.Komai,and K.Aoki: "Methane hydrate behavior under high pressure,"Journal of Physical Chemistry,B. 104. 1429-1433 (2000)

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  • [文献書誌] K.Shima,S.Ishii,T.Takahashi,and I.Sugai: "(2001) Optimum thickness of carbon stripper foils in tandem accelerator in view of transmission and lifetime"Nuclear Instruments and Methods in Physical Research,A. 0. 1-6 (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kubo, E.Ohtani, T.Kato, H.Morishima, D.Yamazaki, A.Suzuki, K.Mibe, T.Kikegawa, and O.Shimomura: "An in situ X-ray diffraction study of the α-β transformation kinetics of Ma2SiO4"Geophysical Research Letters. 25. 695-698 (1998)

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  • [文献書誌] T.Kato, N.Nakata, E.Ohtani, and K.Onuma: "Melting experiments on the forsterite-pyrope system at 8 and 13.5 GPa"Physics of the Earth and Planetary Interiors. 107. 97-102 (1998)

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  • [文献書誌] T.Kubo, E.Ohtani, T.Kato, T.Shinmei, and K.Fujino: "Effect of water on the α-β transformation kinetics in San Carlos Olivine"Science. 281. 85-87 (1998)

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  • [文献書誌] T.Kubo, E.Ohtani, T.Kato, T.Shinmei, and K.Fujino: "Experimental investigation of the the α-β transformation of San Carlos olivine single crystal"Physics and Chemistry of Minerals. 26. 1-6 (1998)

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  • [文献書誌] A.Suzuki, E.Ohtani, H.Morishima, T.Kubo, Y.Kanbe, T.Kondo, T.Okada, H.Terasaki, T.Kato, T.Kikegawa: "In situ determination of the phase boundary between wadsleyite and ringwoodite in Mg2SiO4"Geophysical Research Letters. 27. 803-806 (2000)

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  • [文献書誌] D.Yamazaki T.Kato, H.Yurimoto, E.Ohtani, and M.Toriumi: "Silicon self-diffusion in MgSiO3 perovskite at 25 GPa"Physics of the Earth and Planetary Interiors. 119. 299-309 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kubo, E.Ohtani, T.Kato, S.Urakawa, A.Suzuki, Y.Kanbe, K.Funakoshi, W.Utsumi, and K.Fujino: "Formation of metastable assemblages and mechanism of the grain-size reduction in the postspinel transformation of Mg2SiO4"Geophysical Research Letters. 27. 807-810 (2000)

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  • [文献書誌] M.Kurosawa et al.: "Design of a new sample chamber for proton microprobe analysis of mineral samples"Nuclear Instruments and Methods in Physical Research B. 142. 599-605 (1998)

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  • [文献書誌] M.Kurosawa et al.: "Characterization of a magmatic/meteoritic transition zone at the Kakkonda geothermal system"northeast Japan, Ann.Report Tandem Accelerator Center, Univ.Tsukuba. 66. 94-96 (1998)

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  • [文献書誌] M.Kurosawa et al.: "Quantitative trace element analyses of silicate reference materials and a stainless steel using the proton microprobe"Chemical Geology. 160. 241-250 (1999)

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  • [文献書誌] M.Kurosawa et al.: "Quantitative trace element analysis of single fluid inclusion using the PIXE"Ann.Rept.Tandem Accelerator Center Univ Tsukuba. 67. 112-117 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kurosawa, S.Shimano, T.Namajima, T.Kato et al.: "Development of quantitative analysis of individual fluid inclusions using proton-induced X-ray emission"Ann Report Tandem Accelerator Center Univ.Tsukuba. 68. 94-99 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Demura and K.Kurita: "A Shallow volatile layer at Chryse Planitia"Mars, Earth Planets Space. 50. 423-429 (1998)

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  • [文献書誌] T.Mukai, T.Akabane, T.Hashimoto, H.Ishimoto, S.Sasaki, A.Inada, A.Taigo, M.Nakamura, Y.Abe, K.Kurita and T.Imamura: "Observations of Mars and its satellites by MIC on Planet-B"Earth Planets Space. 50. 183-188 (1998)

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  • [文献書誌] I.Kumagai and K.Kurita: "Interaction of periodic wave trains in magma conduits"Phys.Earth Planet.Inter.. 107. 131-141 (1998)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Taura, H.Yurimoto, K.Kurita and S.Sueno: "Pressure dependence on partition coefficients for trace elements between olivine and the coexisting melts"Phys.Chem.Minerals. 25. 469-484 (1998)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Namiki and K.Kurita: "The influence of boundary heterogeneity in experimental models of mantle convection"Geophys.Res.Lett.. 26. 1929-1932 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Kumagai, and K.Kurita: "On the fate of mantle plumes at density interface"Earth Planet.Sci.Lett.. 179. 63-71 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Hirai, and K.Kondo: "Transparent platelets consisting of amorphous diamond and nanocrystalline diamond synthesized from C60 fullerene by shock compression"Review of High Pressure Science and Technology. 7. 966-968 (1998)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Hirai, M.Terauchi, M.Tanaka, and K.Kondo: "Band gap of essentially fourfold-coordinated amorphous diamond synthesized from C60 fullerene"Physical Review B. 60. 6357-6361 (1999)

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  • [文献書誌] H.Hirai, T.Kondo, M.Hasegawa, T.Yagi, Y.Yamamoto, T.Komai, K.Nagashima, M.Sakashita, H.Fujihisa, and K.Aoki: "Methane hydrate behavior under high pressure"Journal of Physical Chemistry, B. 104. 1429-1433 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Shima, S.Ishii, T.Takahashi, and I.Sugai: "Optimum thickness of carbon stripper foils in tandem accelerator in view of transmission and lifetime"Nuclear Instruments and Methods in Physical Research, A. 1-6 (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 加藤工 他: "放射光X線高圧実験システムの応用,地球物質の輸送物性-地球内部科学の新展開-"地学雑誌. 106・6. 868-873 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] H.Hira et al.: "Methane hydrate behavior under high pressure"Journal of Physical Chemistry, B. 104.7. 1429-1433 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kubo et al.: "Formation of metastable assemblages and mechanisms of the grain-size reduction in the post-spinel transformation"Geophys, Res.Lett.. 29.6. 807-810 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] I.Kumagai,K.Kurita: "On the fate of mantle plumes at density interface"Earth Planet.Ser.Lett.. 179. 63-71 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kurosawa et.al.: "Quantative trace element analyses of silicate reference matercls and a stainless steel using the proton microprobe"Chemiccl Geology. 160. 241-250 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kurosawa et.al.: "Quantative trace element analysis of single fluid inclusion using the PiXE"Ann.Rep.,Tendem Accelerator Genter.Vniv.Tsukuba. 67. 112-117 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] W.Waong et.al.: "Subsolidus and melting experiments of a K-rich bosaltic composition to 27 Gpa"Jour.Geophys.Res.. 84. 357-361 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.KATO,ET.AL.: "MELTiNG EXPER'MENTS ON FORSTER:TE-PyROPE System AT13.5GPa" PHysics OE THE EARTH AND PLANETARY INTEROBS. 107. 97-102 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] T.KATO,ET.AL: "DiFFUSiON PROCESSES iN THE EARTH'S LOWER MANTLE MiNERALS" PRoc.5TH NiRiM INTERNATiONAL Symp.(ISAM98). 3. 237-240 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] H.Hirai,and K.Kondo: "A Wide Variety of Carbon Behavior-Amorphous diamond fabricated from C60 fullerene by shock compression and rapid quenching-" Shock Compression of Condensed Matter-1997. 675-680 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] H.Hirai,and K.Kondo: "Transparent platelets consisting of nanocrystalline diamond synthesized from C60 fullerene by shock compression." High Pressure Science and Technology.7. 966-968 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kurosawa et al.: "Design of a new sample chamber for proton microprobe analysis of mineval samples" Nuclear Instr Meth.Phys.Res.B142. 599-605 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kurosawa et al.: "Characterization of a magmaticlmeteovific transition zone at the Kakknnda geothermal system,northeast Japan" Ann.Rept Tanolem Accderator Center,Univ.Tsukuba. 66. 94-96 (1998)

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      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-11-11  

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