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高圧含水鉱物の安定領域へのAlの影響および地球内部への水の輸送

研究課題

研究課題/領域番号 18J12511
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 岩石・鉱物・鉱床学
研究機関愛媛大学

研究代表者

徐 超文  愛媛大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2020-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2019年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2018年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードhigh pressure / high temperature / DHMSs phases / water cycle / phase relation / sound velocity / substitution mechanism
研究実績の概要

(1) We investigated the stability of the Al-rich dense hydrous magnesium silicate Phase D (PhD) in a MgO-Al2O3-SiO2-H2O system between 14 and 25 GPa at 900℃-1,500 ℃. Al-rich PhD decomposes to Phase Egg at pressure of the mantle transition zone, whereas it decomposes to δ-AlOOH phase with a temperature increase at pressure of the uppermost lower mantle.The wide stability region of Al-bearing PhD would contribute an important storage site for water in the mantle transition zone.
(2)We investigated the phase relation of a water-undersaturated (2 wt%) analog of Martian mantle in simplified MgO-Al2O3-FeO-SiO2-H2O (MAFSH) system between 15 and 21 GPa at 900℃-1500 °C . Results showed that phase E coexisting with wadsleyite or ringwoodite was at least stable at 15-16.5 GPa and below 1050 °C. Phase D coexisted with ringwoodite at pressures higher than 16.5 GPa and temperatures below 1100 °C.
(3) In this study, we ascertain the phase relations in the AlOOH-FeOOH binary system at 15-25 GPa and 700℃-1200 °C. X-ray diffraction measurements of quenched samples show that δ-AlOOH and ε-FeOOH partly form solid solutions over wide pressure and temperature ranges. Our results demonstrate that a binary eutectic diagram is formed without dehydration or melting below 1200 °C at 20 GPa. Our results suggest that the CaCl2-type hydroxides subducted into the deep mantle form a solid solution over a wide composition range.
Until now, I have published three papers. We will punlish three more papers a few months later.

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Melting of Al‐Rich Phase D up to the Uppermost Lower Mantle and Transportation of H2O to the Deep Earth2019

    • 著者名/発表者名
      Xu Chaowen、Inoue Toru
    • 雑誌名

      Geochemistry, Geophysics, Geosystems

      巻: 20 号: 9 ページ: 4382-4389

    • DOI

      10.1029/2019gc008476

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Solubility behavior of δ-AlOOH and ε-FeOOH at high pressures2019

    • 著者名/発表者名
      Xu Chaowen、Nishi Masayuki、Inoue Toru
    • 雑誌名

      American Mineralogist

      巻: 104 号: 10 ページ: 1416-1420

    • DOI

      10.2138/am-2019-7064

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Phase Relations in MAFSH System up to 21 GPa: Implications for Water Cycles in Martian Interior2019

    • 著者名/発表者名
      Xu Chaowen、Inoue Toru
    • 雑誌名

      Minerals

      巻: 9 号: 9 ページ: 559-559

    • DOI

      10.3390/min9090559

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Solubility behavior of δAlOOH-εFeOOH at high pressures: Implication for water transports into the deep lower mantle and early Mars’interior2019

    • 著者名/発表者名
      Chaowen Xu and Toru Inoue
    • 学会等名
      4th International HiPeR Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Melting phase relation of Fe-bearing PhD up to the uppermost lower mantle and transportation of H2O to the deep Earth2018

    • 著者名/発表者名
      Chaowen Xu and Toru Inoue
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Al on stability of DHMS up to the uppermost lower mantle2018

    • 著者名/発表者名
      Chaowen Xu and Toru Inoue
    • 学会等名
      Annual Meeting of Japan Association Mineralogical Sciences
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Melting of Al-rich phase D up to the uppermost lower mantle and transportation of H2O to the deep Earth2018

    • 著者名/発表者名
      Chaowen Xu and Toru Inoue
    • 学会等名
      International Symposium and FY2017 Annual General Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Al partitioning between phase D and bridgmanite up to 31 GPa: Implications for high electrical conductivity, velocity anomalies and deep earthquakes occur between 670 and 850 km2018

    • 著者名/発表者名
      Chaowen Xu and Toru Inoue
    • 学会等名
      International Mineralogical Association
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

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