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2004 年度 実績報告書

高温高圧下におけるコマチアイトマグマの粘度および密度測定

研究課題

研究課題/領域番号 15740312
研究機関東北大学

研究代表者

鈴木 昭夫  東北大学, 大学院・理学研究科, 助手 (20281975)

キーワード高圧 / マグマ / 粘度 / 放射光 / X線影像落球法 / マントル / コマチアイト / SPring-8
研究概要

コマチアイトマグマは数GPa程度の圧力に相当する深さで生じ、そこから地表へ噴出したと考えられている。本研究においては、コマチアイトマグマなどの超塩基性珪酸塩融体の密度をマントル遷移層の深さに相当する圧力下までの測定に成功した。実験には我々が手法を確立した結晶浮沈法を用いた。その結果、マントル遷移層ではコマチアイトマグマは、マグマと共存するガーネットの密度と等しくなることが示された。このことは、マグマが分離するための条件を規定する上で、極めて重要な重要な結果といえる。
一方、粘度測定に関しては、無水コマチアイトマグマの粘度を7GPaまでの圧力下で測定することに成功した。実験にはX線影像落球法を用いた。これに際しては、高速X線CCDカメラを使用することにより、低粘度融体の測定を可能とした。実験の結果、溶融温度に沿った温度圧力条件におけるコマチアイトマグマの粘度は、圧力の増加とともに増加することが示された。このことは、低圧側ほどマグマは流動性に富むことを意味しており、これを踏まえたマグマの生成・噴出モデルを考える必要がある。さらに、コマチアイトの主要端成分であるdiopside組成融体の粘度測定を13GPaという超高圧下で行った。これは、現在のところもっとも高温高圧力下での測定記録となっている。このdiopside融体に関する実験の結果、粘度は始め圧力の増加とともに増加するが、10GPaを超えた辺りで減少に転ずることが示された。これは、先に行われた拡散係数測定からの推測とは調和的である。しかしながら、diopside融体のような非重合性融体では圧力の増加とともに粘度が単調に増加するという、従来の推測とは矛盾するため、コマチアイトマグマなどを用いて、より詳細な物性測定や構造解析などを行うことの重要性が増すこととなった。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2005 2004

すべて 雑誌論文 (4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Viscosity of silicate melts in CaMgSi_2O_6-NaAlSi_2O_6 system at high pressure2005

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, A., Ohtani, E., Terasaki, H., Funakoshi, K.
    • 雑誌名

      Physics and Chemistry of Minerals 32(In press)

  • [雑誌論文] Viscosity of liquid sulfur under high pressure2004

    • 著者名/発表者名
      Terasaki, H., Kato, T., Funakoshi, K., Suzuki, A.et al.
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Condensed Matter 16

      ページ: 1707-1714

  • [雑誌論文] Space group and hydrogen sites of δ-AlOOH and implications fora hypotheticl high-pressure form of Mg(OH)_22004

    • 著者名/発表者名
      Kudoh, Y., Kuribayashi, T., Suzuki, A., Ohtani, E., et al.
    • 雑誌名

      Physics and Chemistry of Minerals 31

      ページ: 360-364

  • [雑誌論文] Absence of density crossover between basalt and peridotite in the cold slabs passing through 660 km discontinuity2004

    • 著者名/発表者名
      Litasov, K.D., Ohtani, E., Suzuki, A., Kawazoe, T., et al.
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters 31

      ページ: L24607,doi:10.1029/200

  • [図書] Viscosity and Density measurements of melts and glasses at high pressure and temperature by using the multianvil apparatus and Synchrotron X-ray Radiation2005

    • 著者名/発表者名
      Ohtani, E., Suzuki, A., Ando, R., Urakawa, S., et al.
    • 出版者
      Elsevier Science, Amsterdam(In press)

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公開日: 2006-07-12   更新日: 2016-04-21  

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