| 研究課題/領域番号 |
15K05342
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
藤田 清士 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00283862)
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| 研究分担者 |
宇野 康司 岡山大学, 教育学研究科(研究院), 准教授 (10510745)
古川 邦之 愛知大学, 経営学部, 准教授 (20440620)
芳野 極 岡山大学, 地球物質科学研究センター, 准教授 (30423338)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 電気伝導度 / 流紋岩 / 安山岩 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、火山体を構成する岩石の電気物性と磁気物性を同時に検証する。流紋岩が高温で溶融する際、その試料を電気伝導度で“その場観察”すれば、溶融の度合いに関するデータを得る事ができる。一方、高温下の流紋岩も磁性を大きく変化させる。申請者等は、火山体下の状態を実験により再現し、電気伝導度・磁化の２つの視点から岩石の熱履歴を捉える研究を試みる。実験から得られた岩石の電気伝導度・磁化データを、電磁場観測から得られた電気伝導度構造解析結果や磁力計によって観測されたマクロな火山体の磁化構造などと直接対比することにより、観測結果と実験結果との相互検証が可能になる。
本研究では、これまでの研究からさらに一歩踏み込み、火山岩の電気伝導度と磁化の両方の特性を組み合わせることにより 岩石が受けた熱履歴を明確にする研究を推進する。従前に収得した無水岩石・無水鉱物の電気伝導度と対比からは、流体を含んだ岩石の溶融の度合いまで見積もる事を計画している。流紋岩の溶融と含水量に関しては、未解明な事が多く、これまで申請者等が行ってきた電気伝導度測定結果と新しい測定データの連結により、定量的な解釈が発展する。磁化特性からは、対象試料のキューリー点や熱履歴が明確になる。岩石の電気伝導度・磁化を測る事は、室内実験において物性の弾性波速度を測る事と独立して地球内部物性の研究に多大な貢献ができる。又、岩石内部の流体や溶融の定量的な存在比率が明確になれば、火山体下の熱構造が解明される。本研究とこれまで蓄積されてきた研究成果は、地球内部の電気伝導度構造・磁化構造を総合的・系統的に解釈する上での両輪となる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成27年度は、変質鉱物が少なく、また鉱物サイズが比較的均一なニュージーランド・タウポ火山帯からの岩石を入手し、試料合成を試みた。電気伝導度測定用試料は、細粒に粉砕し、ピストンシリンダーで加圧し、合成した。又、磁化測定用には、スピナー磁力計に適合する試料を加工した。マルチアンビルを用いた高温・高圧での電気伝導度測定は岡山大学地球物質科学研究センターで行った。一方、他の流紋岩の磁化測定は岡山大学教育学部で行なった。
予備実験では、流紋岩の溶融が想定される600℃―1000℃の範囲で電気伝導度測定を行った。一定の圧力条件を保ちながら温度条件を変化させ、試料の電気伝導度をインピーダンスアナライザーで測定した。マルチアンビルと圧力媒体等の絶縁性は十分に確認した。
今年度は、流紋岩の電気伝導度を圧力条件（1GPa,2GPa,3GPa)を変化させて電気伝導度測定を行なうことも試みた。さらに流紋岩の含水率も電気伝導度測定前後で定量的に評価し、温度・圧力・含水率を変化させた多様な電気伝導度測定が可能となった。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成28年度の本実験では、流紋岩の溶融時の固相と液相がいかに反応するかを電気伝導度・磁化で“その場観察“をしながら、その変化を捉えることである。ある温度条件以上では、溶融の特性により、電気伝導度が変化するポイントと磁化特性が急激に変化するポイントが存在することが予想される。電磁場観測から得られた電気伝導度構造解析結果や磁力計によって観測されるマクロな火山体の磁化構造と本実験から得られたミクロな岩石電気伝導度データ及び磁化データを対比することが重要になることが予想される。
又、流紋岩と組成のことなる安山岩についても、比較対照の試料として利用することを検討している。計画どおり、電気伝導度測定は平成28年度に改組された岡山大学惑星物質研究所で行い、磁化測定は岡山大学教育学部で行なう。今後は、“溶融”をいかに封入しながら電気伝導度を測定するかである。そのため、試料周辺の絶縁物質や圧力媒体に工夫をしながら、実験を遂行する予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
平成27年度に購入予定をしていた試料が、販売終了になっていたため、代替品との購入差額が生じた為。
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| 次年度使用額の使用計画 |
電気伝導度測定試料変更にともない、その周辺の絶縁材料の単価も上昇するため、予算は平成27-28年度で相殺される予定である。
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