マントル鉱物の物性とレオロジー

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04452082
• 研究機関: 愛媛大学
• 研究代表者: 入舩 徹男 愛媛大学, 理学部, 助教授 (80193704)
• 研究分担者: 竹下 徹 愛媛大学, 理学部, 助教授 (30216882) ; 大野 一郎 愛媛大学, 理学部, 教授 (00116914) ; 藤野 清志 愛媛大学, 理学部, 教授 (40116968)
• キーワード: マントル鉱物 / 超高圧 / レオロジー / 相転移 / ガーネット

研究概要

本年度の設備備品により当教室の多アンビル型装置に精密圧力制御装置を導入した。この結果より精度よい条件コントロールのもと、超高圧下での合成・変形・焼結実験が可能になった。このような技術的改良に基づき本年度得られた成果とこれからの課題を以下に示す。
(1)30GPaに近い圧力の発生とその条件下での鉱物合成実験法が確立され、いくつかの鉱物の新たな相転移を見いだした。今後更に、より複雑な化学組成をもつ地球深部物質の合成、相平衝実験をおこなう予定である。
(2)超高圧下で差応力をコントロールすることにより、オリビンの高圧相転移のメカニズムとその応力依存性を電顕観察をもとに明らかにした。今後更に多様な条件下での相転移メカニズムを解明する予定である。
(3)天然および合成ガーネットの電顕観察に基づきその転位構造を検討した。ひきつづきより高圧で安定な合成メージャライトガーネットに対して同様の観察をおこない、沈み込んだスラブやマントル遷移層のレオロジカルな性質を実験的に解明する予定である。
(4)合成パイロープガーネットの高圧下での焼結実験を試み、実験法の改良を重ね良質な多結晶焼結体を得た。この方法を今後他の鉱物や高圧相に適用して更に質のよい焼結体を得るとともに、弾性波速度等の物性測定や変形実験をひきつづきおこなう。
高圧下での弾性定数測定法を開発中である。現在のところ0.1GPa程度までのガス圧下でのK、μの圧力変化の検出に成功しており、更に高圧下での精度よい測定をめざし、技術開発をおこなっている。
(6)超高圧下で合成したペロフスカット等のラマン散乱およびその圧力依存性の測定をおこなった。更に各種の高圧相に対しこの研究を継続中である。

研究成果

• [文献書誌] 入舩 徹男: "超高圧下での鉱物合成" 鉱物学雑誌. 21. 131-140 (1992)
• [文献書誌] T.Irifune,Y.Adachi,K.Fujino,E.Ohtani,A.Yoneda&H.Sawamoto: "A performance test for WC anvils for multianvil apparatus and phase transformations in some aluminous minerals up to 28 GPa." High-Pressure Research:Application to Earth and Planetary Sciences. Syono,Y.&Manghnani,M.H.(eds.). 43-50 (1992)
• [文献書誌] T.Irifune,A.E.Ringwood: "Phase transformations in subducted oceanic crust and buoyancy relationships at depths of 600-800 km in the mantle." Earth and Planetary Science Letters. (1993)
• [文献書誌] L.G.Liu T.P.Mernagh T.Irifune: "High pressure Raman spectra of β-Mg_2S:3_4,γ-Mg_2S:3_4 MgS:O_3-ilmenite and MgSiO_3-perovskite." Journal of Physics and Chemistry of Solids. (1993)
• [文献書誌] K.Fujino T,Irifune: "TEM studies on the olivine to modified spinel transformation in Mg_2SiO_4." High-Pressure Research:Application to Earth and Planetary Sciences.Syono,Y.&Manghnani,M.H.(eds.). 237-242 (1992)
• [文献書誌] J.Ando K.Fujino T.Takeshita: "Oislocation microstructures in naturally deformed silicate garnets." Physics of the Earth and Planetary Interiors. (1993)