放射光X線を用いたポストスピネルおよびポストメージャライト相転移境界の精密決定

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10440128
• 研究機関: 愛媛大学
• 研究代表者: 入舩 徹男 愛媛大学, 理学部, 教授 (80193704)
• 研究分担者: 井上 徹 愛媛大学, 理学部, 助手 (00291500)
• キーワード: スピネル / ポストスピネル / メージャライト / Spring-8 / 放射光実験 / パイロライト / 相転移 / X線その場観察

研究概要

Spring-8の放射光と大型高圧装置を用いて、より高圧力下での実験をおこなうための技術開発および主にポストスピネル相転移境界の決定に関連した研究をおこない、以下のような成果を得た。
1)超高合金アンビルおよび焼結ダイヤモンドアンビルを用いた高圧発生技術開発および高温高圧X線その場観察技術開発をおこなった。この結果、前者で28GPa、2000℃後者で35GPa、1500℃程度までの実験が可能になった。
2)地球のマントルの代表的多成分系化学組成であるパイロライトを出発物質に用いて20-26GPa、1600℃のマントル遷移層下部〜下部マントル最上部に対応する条件下でX線その場観察実験をおこなった。この結果、このような現実的な化学組成を用いてもかんらん石のスピネル-ポストスピネル転移は約21GPaと従来の見積りより大幅に低くなり、我々が前年度に得た結果と調和的であった。
3)上記のようなポストスピネル転移と660km不連続面の圧力の不一致を解明するため、マイナーな元素の相転移に対する影響を実験的に検討した。特にFeおよびH_2Oの効果を調べたが、上記の不一致を解消するものではなかった。

研究成果

• [文献書誌] 西山宣正、入舩徹男: "X線その場観察法によるマントル鉱物相転移境界の決定"高圧力の科学と技術. 9. 226-233 (1999)
• [文献書誌] T.Shinmei,N.Tomioka,K.Fujino,K.Kuroda,T.Irifune: "In situ X-ray diffraction study of enstatite up to 12 GPa and 1473K and eguations of state"Am.Mineral.. 84. 1588-1594 (1999)
• [文献書誌] C.C.Lin,L.-G.Liu,T.Irifune: "High-Pressure Raman spectroscopy study of chondrodite."Phys.Chem.Minerals. 26. 226-233 (1999)
• [文献書誌] T.Inoue,R.P.Rapp.J.Zhang,T.Gasparik,D.J.Weidner,T.Irifune: "Garnet fractionation in a hydrous magma ocean and origin of Al-depleted komatiites"Earth Planet.Sci.Lett.. (印刷中). (2000)
• [文献書誌] K.Kuroda,T.Irifune,T.Inoue,N.Nishiyama,M.Miyashita,K.Funakoshi,W.Otsumi: "Determination of the phase boundary between ilmenite and perovskite in MgSiO3 by in situ X-ray diffraction and guench experimen"