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ダイヤモンドアンビルセルと分析電顕による下部マントルの物質研究

研究課題

研究課題/領域番号 12304030
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 岩石・鉱物・鉱床学
研究機関北海道大学

研究代表者

藤野 清志  北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授 (40116968)

研究分担者 富岡 尚敬  神戸大学, 理学部, 助手 (30335418)
三浦 裕行  北海道大学, 大学院・理学研究科, 講師 (70157436)
JIANG Dayong  北海道大学, 大学院・理学研究科, 学振外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
44,620千円 (直接経費: 42,100千円、間接経費: 2,520千円)
2002年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2001年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2000年度: 33,700千円 (直接経費: 33,700千円)
キーワードレーザー加熱DAC / 分析電顕 / ウルトラミクロトーム / MgSiO_3ペロブスカイト / CaSiO_3ペロブスカイト / ダブルペロブスカイト / 下部マントル / レーザー加熱ダイヤモンドアンビルセル / ペロブスカイト
研究概要

本研究により,YLFレーザーを用いたダイヤモンドアンビルセル(DAC)実験で,100GPa,3000Kに至る高温高圧実験環境がほぼ整った.また,ウルトラミクロトーム法により,厚さ約30nmに至る分析電顕用の薄膜が作成できるようになり,その薄膜を用いてより信頼性のある化学組成値が得られるようになった.これらレーザー加熱DACと放射光X線および分析電顕の組み合わせにより,以下のような研究成果をあげることができた.
1)CaMgSi_2O_6-CaFeSi_2O_6系輝石を出発物質に用いた30-80GPa,1700-2000Kでの高温高圧実験と試料の解析から,(Mg, Fe)-ペロブスカイト中には,Caが上記条件で1-2モル%程度しか入らないのに対し,Ca-ペロブスカイト中への(Mg, Fe)固溶量は30GPaでFeがないと4モル%位だが,Feが増えると20モル%位に増加し,さらに圧力が70GPaになると30モル%位まで増加する傾向が認められた.
2)(Mg, Fe)SiO_3-Al_2O_3系のゲルを出発物質に用いた30-60GPa,1800-2000Kでの高温高圧実験とその生成物の解析から,MgSiO_3ペロブスカイト中のAl固溶量が増えるにつれてFeの固溶量も増加することが分かった.このことから,ペロブスカイト中でMg_<2+>+Si_4+→2Al_<3+>のほかにMg_<2+>+Si_4+→Fe_<3+>+Al_3+の置換も起きていることが確認された.
3)CaSiO_3-CaTiO_3系のガラスを出発物質に用いた6-30GPa,1800Kでの高圧合成実験と生成相の解析から,この系の中間組成でダブルペロブスカイト相が出現し,それは高温高圧下では面心立方格子だが,室温になると低対称の単純立方格子になることが確認された.

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (39件)

  • [文献書誌] Kubo, T.: "Formation of metastable assemblages and mechanisms of the grain-size reduction in the postspinel transformation of Mg_2SiO_4"Geophys. Res. Lett.. 27. 807-810 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Funamori, N.: "Mineral assemblages of basalt in the lower mantle"J. Geophys. Res.. 105. 26037-26043 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Oguri, K.: "Post-garnet transition in a natural pyrope : a multi-anvil study based on in situ X-ray diffraction and transmission electron microscopy"Physics of the Earth and Planetary Interiors. 122. 175-186 (2000)

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  • [文献書誌] 藤野清志: "分析電子顕微鏡による超高圧物質の解析"高圧力の科学と技術. 10. 312-318 (2000)

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  • [文献書誌] Miura, H.: "Crystal structure of the Al-rich new high pressure form"Amer. Mineral.. 85. 1799-1803 (2000)

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  • [文献書誌] Tomioka, N.: "Shock-induced transition of NaAlSi_3O_8 feldspar into a hollandite structure in a L6 chondrite"Geophys. Res. Lett.. 27. 3997-4000 (2000)

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  • [文献書誌] Miyajima, N.: "Potential host phase of aluminum and potassium in the Earth's lower mantle"Amer. Mineral.. 86. 740-746 (2001)

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  • [文献書誌] Tomioka, N.: "Microstructures and structural phase transition of (Mg, Fe)SiO_3 majorite"European Journal of Mineralogy. 14. 7-14 (2002)

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  • [文献書誌] Jiang, D.: "High temperature X-ray diffraction study of enstatite up to the melting point"Journal of Mineralogical and Petrological Sciences. 97. 20-31 (2002)

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  • [文献書誌] Kubo, T.: "Mechanisms and kinetics of the post-spinel transformation in Mg_2SiO_4"Physics of the Earth and Planetary Interiors. 129. 153-171 (2002)

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  • [文献書誌] 三浦裕行: "粉末X線回折データからモンテカルロ法により結晶構造を導くプログラム"日本結晶学会誌. 44. 392-395 (2002)

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  • [文献書誌] Xie, Z.: "Natural occurrence of Fe_2SiO_4-spinel in the shocked Umbarger L6 chondrite"American Mineralogist. 87. 1257-1260 (2002)

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  • [文献書誌] Tomioka, N.: "The breakdown of diopside to Ca-rich-majorite and -glass in a shocked H chondrite"Earth and Planetary Science Letters. 208. 271-278 (2003)

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  • [文献書誌] Kubo, T.: "Formation of metastable assemblages and mechanisms of the grain-size reduction in the postspinel transformation of Mg_2SiO_4."Geophys. Res. Lett.. 27. 807-810 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Funamori, N.: "Mineral assemblages of basalt in the lower mantle"J. Geophys. Res.. 105. 26037-26043 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Oguri, K.: "Post-garnet transition in a natural pyrope : a multi-anvil study based on in situ X-ray diffraction and transmission electron microscopy"Physics of the Earth and Planetary Interiors. 122. 175-186 (2000)

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  • [文献書誌] Fujino, K.: "Analyses of Ultrahigh Pressure Materials by an Analytical Electron Microscope"The Review of High Pressure Science and Technology. 10. 312-318

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  • [文献書誌] Miura, H.: "Crystal structure of the Al-rich new high pressure form"Amer. Mineral.. 85. 1799-1803 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tomioka, N.: "Shock-induced transition of NaAlSi_3O_8 feldspar into a hollandite structure in a L6 chondrite"Geophys. Res. Lett.. 27. 3997-4000 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Miyajima, N.: "Potential host phase of aluminum and potassium in the Earth's lower mantle"Amer. Mineral.. 86. 740-746 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tomioka, N.: "Microstructures and structural phase transition of (Mg,Fe)SiO_3 majorite"European Journal of Mineralogy. 14. 7-14 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Jiang, D.: "High temperature X-ray diffraction study of enstatite up to the melting point"Journal of Mineralogical and Petroogical Sciences. 97. 20-31 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kubo, T.: "Mechanisms and kinetics of the post-spinel transformation in Mg_2SiO_4"Physics of the Earth and Planetary Interiors. 129. 153-171 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Miura, H.: "Structure Model-Assembly Program from X-ray Powder Diffraction Data Using Monte Carlo Method"Journal of the Crystallographic Society of Japan. 44. 392-395 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Xie, Z.: "Natural occurrence of Fe_2SiO_4-spinel in the shocked Umbarger L6 chondrite"American Mineralogist. 87. 1257-1260 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tomioka, N.: "The breakdown of diopside to Ca-rich-majorite and -glass in a shocked H chondrite"Earth and Planetary Science Letters. 208. 271-278 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Jiang, D.: "High temperature X-ray diffraction study of enstatite up to the melting point"Journal of Mineralogical and Petrological Sciences. 97. 20-31 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Kubo, T.: "Mechanisms and kinetics of the post-spinel transformation in Mg_2SiO_4"Physics of the Earth and Planetary Interiors. 129. 153-171 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 三浦 裕行: "粉末X線回折データからモンテカルロ法により結晶構造を導くプログラム"日本結晶学会誌. 44. 392-395 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Miyajima, N.: "Potential host phase of aluminum and potassium in the Earth's lower mantle"American Mineralogist. 86. 740-746 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Kubo, T.: "Mechanisms and kinetics of the post-spinel transformation in Mg_2SiO_4"Physics of the Earth and Planetary Interiors. (in press).

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Z. Xie: "High-pressure phases in shock-induced melt veins from the Umbarger L6 chondrite : constraints on shock conditions"Lunar and Planetary Science. XXXII. 1805pdf (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T. G. Sharp: "Shock-induced melt veins in chondrites : Crystallization history vs. shock history"Lunar and Planetary Science. XXXII. 2159pdf (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Tomioka, N.: "Microstructures and structural phase transition of (Mg,Fe)SiO_3 majorite"European Journal of Mineralogy. 14. 7-14 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Jiang, D.: "High temperature X-ray diffraction study of enstatite up to the melting point"Journal of Mineralogical and Petrological Sciences. (in press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 藤野清志: "分析電子顕微鏡による超高圧物質の解析"高圧力の科学と技術. 10. 312-318 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Miura, H.: "Crystal structure of the Al-rich new high pressure form"American Mineralogist. 85. 1799-1803 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Tomioka, N.: "Shock-induced transition of NaAlSi_3O_8 feldspar into a hollandite structure in a L6 chondrite"Geophysical Research Letters. 27. 3997-4000 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Miyajima, N.: "A host phase of aluminum and potassium in the Earth's lower mantle"American Mineralogist. (in press). (2001)

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      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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