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2005 年度 実績報告書

地球の初期進化と下部マントルの構成に関する実験的研究

研究課題

研究課題/領域番号 17204048
研究機関岡山大学

研究代表者

伊藤 英司  岡山大学, 地球物質科学研究センター, 教授 (00033259)

研究分担者 桂 智男  岡山大学, 地球物質科学研究センター, 助教授 (40260666)
米田 明  岡山大学, 地球物質科学研究センター, 助教授 (10262841)
神崎 正美  岡山大学, 地球物質科学研究センター, 助教授 (90234153)
薛 献宇  岡山大学, 地球物質科学研究センター, 助教授 (70362986)
キーワード川井式高圧装置 / 焼結ダイヤモンドアンビル / Fe_2O_3 / 圧力定点 / 単結晶育成 / ペロフスカイト / 高圧含水鉱物
研究概要

マグマオーシャン中での地球内部分化解明のため、焼結ダイヤモンドアンビルを用いた川井セルを用いて40GPa以上の条件下でのペリドタイトおよび珪酸塩-鉄合金系の溶融実験を行ってきた。この条件下では珪酸塩の融点は2600℃を超えるので従来からのReヒーターは使用不可となりLaCrO_3ヒーターを用いた加熱セルの開発を行った。しかし、2700℃以上では酸化雰囲気は強烈でBNに封入したサンプルのFe成分は全てFe_2O_3に変換されてしまうことが判明した。現在グラファイトを試料カプセルに用いて実験を行っている。圧力定点の開発を目的に放射光(SPring-8)を用いてX線その場観察によるFe_2O_3の高圧高温相平衡を62GPa,1400Kまで決定し、室温での電気抵抗変化が54±1GPaの圧力領域で約4桁減少することが明らかになり、これを新たな圧力点として提案した。既存の川井式高圧装置の試料室の大型化を行い0,5cm^3の体積に26GPa以上の圧力発生を可能にしてマントル深部構成相の単結晶育成に努めた。その結果、mmサイズの珪酸塩ペロフスカイトの結晶が得られるようになった。これらの単結晶を用いて、共振法による弾性定数決定、高圧下における電気伝導度測定、拡散実験、およびX線非弾性散乱に取り組んでいる。Al_2O_3-SiO_2-H_2O系の高圧含水鉱物(phase egg,δ-AlOOH, topas-OH)およびstishoviteを多核種NMRおよびラマンによってphase eggに10%のSi-Al disorderが存在すること、topas-OHに新しい多形が存在することを明らかにした。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2006 2005

すべて 雑誌論文 (6件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] P-V-T equation of state of Mg_2SiO_4 perovskite and MgO periclase : Implication for lower mantle composition2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Aizawa
    • 雑誌名

      Phys.Earth Planet.Int. 155

      ページ: 87-95

  • [雑誌論文] Cation order and hydrogen bonding of high-pressure phases in the Al_2O_3-SiO_2-H_2O system : An NMR and Raman study2006

    • 著者名/発表者名
      X.Xue
    • 雑誌名

      Am.Mineral. (In press)

  • [雑誌論文] Study of primodial earth by means of high-pressure experiments.2005

    • 著者名/発表者名
      E.Ito
    • 雑誌名

      Rev.High Press.Sci.Tech. 15

      ページ: 106-111

  • [雑誌論文] High-pressure generation in the Kawai-type apparatus equipped with sintered diamond anvils : application to the wurzite-rocksalt transformation in GaN.2005

    • 著者名/発表者名
      E.Ito
    • 雑誌名

      Advances in High-Pressure Technology for Geophysical Applications

      ページ: 451-460

  • [雑誌論文] Temperature dependence of the elastic moduli of ringwoodite2005

    • 著者名/発表者名
      N.Mayama
    • 雑誌名

      Phys.Earth Planet.Int. 148

      ページ: 353-359

  • [雑誌論文] A new solid-liquid hybrid system for acoustic velocity measurement in the Kawai type high pressure apparatus2005

    • 著者名/発表者名
      M.Song
    • 雑誌名

      Rev.Sci.Instrum. 76

      ページ: 033906

  • [産業財産権] トランスデューサ及びこのトランスデューサを備えた計測装置2005

    • 発明者名
      米田 明
    • 権利者名
      米田 明
    • 産業財産権番号
      特願2005-176856
    • 出願年月日
      2005-06-16

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公開日: 2007-04-02   更新日: 2016-04-21  

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