温度、圧力、化学組成の関数としての鉱物の構造と物性の研究

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03640664
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 工藤 康弘 東北大学, 理学部, 助教授 (30107693)
• 研究分担者: 長瀬 敏郎 東北大学, 理学部, 助手 (10237521) ; 秋月 瑞彦 東北大学, 理学部, 教授 (60004363)
• キーワード: ダイヤモンドアンビル / 高圧 / X線回折 / 放射光 / superhydrous phase B / Phase F / fluorlte / calcite

研究概要

平成4年度は主として高圧含水珪酸塩鉱物についてダイヤモンドアンビル高圧セルを用いた高圧下でのX線回折実験を行った。
1. 17 GPa 1000 度Cの条件下で合成された Superhydrous phase B,Mg_<10>Si_3O_<14>(OH)_4につきダイヤモンドアンビル高圧装置で加圧し、高エネルギー物理学研究所放射光実験施設のビームラインBL-10Aの垂直型四軸 X線回折装置を用いて結晶構造に及ぼす圧力の影響を6.3 GPaまで調べた。
2. 17 GPa 1000 度Cの条件下で合成された Phase F,Mg_3._3Si_5._5H_7._4O_<18>,の微小結晶(24ミクロン)につき高エネルギー物理学研究所放射光実験施設のビームラインBL-10Aの垂直型四軸X線回折装置を用いてX線回折強度の測定を行い結晶構造の解析を行った。
3. CaF_2型結晶構造の a-PbCl_2型への圧力誘起相転移を調べるため、fluoriteにつき9.0 GPaまでダイヤモンドアンビル高圧装置で加圧し、高エネルギー物理学研究所放射光実験施設のビームラインBL-10Aの乗直型四軸X線回折装置を用いて結晶構造に及ぼす圧力の影響を調べた。
4. CaCO_3は常温で加圧すると1.4 GPa と1.7 GPaで各々calcite II, calcite IIIに相転移することがBridgman (1939)によって見いだされている。 Calcite IIの結晶構造はMerrill and Bassett (1975)により決定されたが、calciteIIIについては、その結晶構造のみならず晶系や空間群も不明であるため、本研究ではその解明のため実験を行った。 Calcite,CaCO_3の単結晶をダイヤモンドアンビル高圧セルで3.5 GPaまで加圧しMoKaの特性X線を使用してX線写真をプリセッションカメラで撮影し解析した。

研究成果

• [文献書誌] Y.Kudoh,C.T.Prewitt,L.W.Finger & E.Ito: "Ionic radius-bond strength systematics,ionic compressibllities,and an application to (Mg,Fe)SIO_3 perovskites" High-Pressure Research:Application to Earth and Planetary Sciences,edited by Y.Syono and M.H.Manghnani,Terrapub,Tokyo. 215-218 (1992)
• [文献書誌] Y.Kudoh,T.Nagase,S.Ohta,S.Sasaki: "Crystal structure analysis of fluorite,CaF_2 at 7 GPa using a diamond anvil and single crystal X-ray diffraction method" Photon factory,Activity Report 1992.
• [文献書誌] 工藤 康弘: "ダイヤモンドアンビル高圧セルを用いた高温高圧X線回折実験" 鉱物学雑誌. 21. 257-261 (1992)
• [文献書誌] Y.Kudoh,I,.W.Finger,R.M.Hazen,C.T.Prewitt,M,Kanzaki & D.R.Veblen: "Phase E: a high-pressure hydrous sillcate with unique crystal chemistry" Physics and Chemistry of Minerals. 19. 357-360 (1993)