マントル鉱物の物性とレオロジー

1993 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: 入船 徹男 愛媛大学, 理学部, 助教授 (80193704)
• 研究分担者: 安東 淳一 愛媛大学, 理学部, 特別研究員 ; 村上 隆 愛媛大学, 理学部, 助教授 (00253295) ; 藤野 清志 北海道大学, 理学部, 教授 (40116968) ; 大野 一郎 愛媛大学, 理学部, 教授 (00116914)
• キーワード: マントル鉱物 / 超高圧 / 弾性定数 / レオロジー / 相転移 / 焼結 / 変形実験 / ガス圧

研究概要

本年度得られた研究成果と課題について以下にまとめる。
(1)超高圧下での多結晶焼結体合成法の開発をおこなった。昨年度導入した圧力・温度制御装置により精密な条件コントロールのもと焼結実験をおこない、得られた試料の密度測定、電顕観察をおこなった。この結果理論密度の99%に達する良質の焼結体を得ることができた。
(2)上記(1)により得られた試料の球への整形法の開発をおこなった。この結果直径1〜2mm程度の球を精度0.1%程度で整形可能になった。得られた球試料に対し共振法により強性定数を測定した。予備的ではあるが、良好な結果が得られている。
(3)ガス圧下での共振法による弾性定数の測定法を開発した。スチール球を用いた実験により鉄の弾性定数の圧力変化についての情報が得られるようになった。
(4)超高圧下でマントル鉱物を合成し、ダイヤモンドアンビル装置によりラマン散乱スペクトルのデータを得た。この解析により各相の非圧縮率の圧力依存性について検討中である。
(5)多アンビル装置中でオリビンの変形実験をおこなった。回収した試料の電顕観察にもとづき、セル中の差応力・定常クリープに至る条件等を解折中である。更に今後ガーネット等高圧相の変形実験をおこなう予定である。

研究成果

• [文献書誌] T.Irifune: "Phase transformations in the earth's mantle and subducting slabs:implications for their compositions,seismic velocity and density structures and dynamics." The Island Arc. 2. 55-71 (1993)
• [文献書誌] T.Irifune,A.E.Ringwood: "Phase transformations in subducted oceanic crust and buoyancy relationships at depths of 600-800km in the mantle." Earth Planet.Sci.Lett.117. 101-110 (1993)
• [文献書誌] 入船徹男: "マントル中の相転移と物質構成" 高圧力の科学と技術. (印刷中).
• [文献書誌] L.G.Liu,T.P.Mernagh,T.Irifune: "Raman spectra of high-pressure polymorphs of MgSiO_3 at various temperatures." Phys.Chem.Minerals. (印刷中).
• [文献書誌] I.Ohno,Y.Hanayama,M.Kimura,I.Suzuki,H.Oda,M.Kumazawa: "Pressure derivatives of elastic constants of Iron by cavity resonance method." “Physics of Iron"(Proc.Assoc.Intern.Advance.High Press.). 43-46 (1993)
• [文献書誌] J.Ando,K.Fujino,T.Takeshita: "Dislocation microstructures in naturally deformed silicate garnets" Phys.Earth Planet.Inter.80. 105-116 (1993)
• [文献書誌] 武田弘(編)・大谷栄治・入船徹男: "固体惑星物質科学の基礎的手法と応用" (株)サイエンスハウス, 216 (1994)