| 研究概要 |
本研究は、近年マントル中での存在が重要視されるようになってきたCO2が、上部マントルの主要鉱物であるオリビンの塑性特性にどの様な影響を与えるのかについて、天然で産出されるオリビンの微細組織の観察と変形実験から明らかにする事を目的としている。
本年度は,大型放射光施設(SPring-8)での強力なX線とマルチアンビル型高圧発生装置,及び,CCDカメラを併用した変形実験を行う為の,実験手段の開発を行った。本変形実験は,これまで一般的に行われてきた岩石・鉱物の変形実験とは全く異なる新しい手法の変形実験であり,高圧下でのマントル構成鉱物の変形特性を明らかにしうる。
本実験の基本原理は,高圧発生装置の高圧容器中にある高圧高温状態の試料に強力なX線を照射し,試料の全体像をCCDカメラによりレントゲン写真様に得る事にある。この事で,マントルに匹敵する様な高圧高温その場状態での試料の歪変化を得る事が可能となる。
研究を遂行するにあたり必要となる重要な事は,高圧試料セルが以下の条件を満たす事である。
1.試料に高封圧がかかり,かつ,一軸性の圧縮応力が発生する。
2.試料に高封圧がかかっている時には,超硬アンビル(X線を透過させない)同志が非常に近接した状態となるが,その様な場合でも,アンビル間の空間を通してX線が試料を照射・通過し,試料の全体像をCCDカメラで撮影できる。
本年度の実験によって,以下の様に実験手法が確立された。
1.10GPa程度までの高封圧下での変形実験が可能となった。
2.実験前の試料の形状は直径2mm・長さ1.7mmが最適である。
3.試料の温度は,熱電対によって直接測定する。現在の最高加熱温度は1300℃である。
4.試料の短縮量の分解能は,CCDカメラの分解能に依存しており,現在は約8ミクロンである。
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