下部マントル起源ダイヤモンドの成因に関する研究

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18340167
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 岩石・鉱物・鉱床学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 永井 隆哉 北海道大学, 大学院・理学研究院, 准教授 (20243131)
• 研究分担者: 鍵 裕之 東京大学, 大学院・理学系研究科, 准教授 (70233666) ; 佐多 永吉 海洋研究開発機構, 地球内部変動センター, 技術研究副主任 (60371720)
• 連携研究者: 藤野 清志 愛媛大学, 地球深部ダイナミクスセンター, 教授 (40116968)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 下部マントル / ダイヤモンド / 超高圧高温実験 / 放射光回折実験 / 透過電子顕微鏡 / 炭酸塩鉱物 / 石英 / 炭素循環

研究概要

人類を魅了してやまないダイヤモンド。その中で近年多く認識されるようになった地下670km以深の下部マントルと呼ばれる領域を起源とするダイヤモンドは、炭酸塩鉱物が石英と一緒に地球深部の下部マントル中心部にまで沈み込んだときに生成された可能性があることを実験的に初めて明らかにした。このことは炭酸塩鉱物という地球表層に存在する鉱物が、地球深部に取り込まれる地質学的プロセスが存在し、さらに、生成したダイヤモンドが再び地球上にもたらされるというダイナミックな炭素循環が地球に存在することを意味する。

研究成果

• [雑誌論文] Micro-pellet method for infrared absorption spectroscopy using a diamond anvil cell under a quasi-hydrostatic condition (2008)
  • 著者名/発表者名: Kagi H., Ushijima D., Iizuka R., Nakano S., Nagai T.
  • 雑誌名: High Pressure Res 28 ページ: 229-306
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of FeAlO_3 incorporation into MgSiO_3 on the bulk modulus of perovskite (2008)
  • 著者名/発表者名: Nishio-Hamane D., Seto Y., Fujino K., Nagai T.
  • 雑誌名: Physics of the Earth and Planetary Interiors 10.1016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fate of carbonates within oceanic plate subducted to the lower mantle and a possible mechanism of diamond formation (2008)
  • 著者名/発表者名: Seto Y., Hamane D., Nagai T., Fujino K.
  • 雑誌名: Physics and Chemistry of Minerals doi : 10.1007 ページ: s00269-008-0215-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] High pressure phase relation of MnSiO_3 up to 85 GPa : Existence of MnSiO_3 perovskite (2008)
  • 著者名/発表者名: Fujino K., Suzuki K. Hamane D. Seto Y. Nagai T., Sata N.
  • 雑誌名: American Mineralogist 93 ページ: 653-657
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparative Raman spectroscopic study on ilmenite-type MgSiO_3(akimotoite), MgGeO_3, and MgTiO_3(geikielite) at high Mineralogist, temperatures and high pressures (2008)
  • 著者名/発表者名: Okada T., Narita T. Nagai T., Yamanaka T.
  • 雑誌名: American Mineralogist 93 ページ: 9-47
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ferric iron and aluminum partitioning between MgSiO_3- and CaSiO_3-perovskites under oxidizing condition (2007)
  • 著者名/発表者名: Nishio-Hamane D., Seto Y., Nagai T., Fujino K.
  • 雑誌名: Journal of Mineralogical and Petrological Sciences 102 ページ: 291-297
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of the incorporation of FeAlO_3 into MgSiO_3 perovskite on the post-perovskite transition (2007)
  • 著者名/発表者名: Nishio-Hamane D., Fujino K., Seto Y., Nagai T.
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 34 ページ: L12307
  • 査読あり
• [雑誌論文] Decarbonation reaction of magnesite in subducting slabs (2006)
  • 著者名/発表者名: Takafuji N., Fujino K., Nagai T., Seto Y., Hamane D.
  • 雑誌名: Physics and Chemistry of Minerals 33 ページ: 651-654
  • 査読あり
• [学会発表] 固体CO_2V相の結晶構造について (2008)
  • 著者名/発表者名: 瀬戸雄介, 浜根大輔, 永井隆哉, 藤野清志
  • 学会等名: 第49回高圧討論会
  • 発表場所: 姫路
  • 年月日: 20081112-14
• [学会発表] ポストペロブスカイト相転移へのFeAlO_3成分の影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 浜根大輔, 藤野清志, 瀬戸雄介, 永井隆哉
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2007年度年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20080922-24
• [学会発表] Ca^<2+>Ti^<4+>O_<3->Y^<3+>Ga^<3+>O_3固相関係 (2008)
  • 著者名/発表者名: 甕聡子, 永井隆哉, 瀬戸雄介
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2007年度年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20080922-24
• [学会発表] MnSiO_3の高圧相関係とペロブスカイト構造 (2008)
  • 著者名/発表者名: 鈴木啓介, 藤野清志, 浜根大輔, 瀬戸雄介, 永井隆哉
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2007年度年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20080922-24
• [学会発表] Fe_3Cの高温高圧下での安定性について (2008)
  • 著者名/発表者名: 永井隆哉, 瀬戸雄介, 浜根大輔, 佐多栄吉, 藤野清志
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2007年度年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20080922-24
• [学会発表] 鉄・アルミを固溶したペロブスカイト相の圧縮挙動と鉄のスピン状態 (2008)
  • 著者名/発表者名: 浜根大輔, 藤野清志, 瀬戸雄介, 佐多永吉, 永井隆哉, 新名亨, 入舩徹男, 石井啓文, 平岡望, Y.Q.Cai.
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2008年度年会
  • 発表場所: 秋田
  • 年月日: 20080920-22
• [学会発表] Mg-ペロブスカイトにおける3価鉄のスピン転移 (2008)
  • 著者名/発表者名: 藤野清志, 浜根大輔, 瀬戸雄介, 佐多永吉, 永井隆哉, 鈴木啓介, 石堂知基, 新名亨, 入舩徹男, 石井啓文, 平岡望, Y.Q.Cai.
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2008年度年会
  • 発表場所: 秋田
  • 年月日: 20080920-22
• [学会発表] Fe_3Cの高温高圧下での酸化反応 (2008)
  • 著者名/発表者名: 永井隆哉, 瀬戸雄介, 浜根大輔, 佐多永吉, 藤野清志
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2008年度年会
  • 発表場所: 秋田
  • 年月日: 20080920-22
• [学会発表] CaTiO_3-NdAlO_3ペロブスカイトの透過電子顕微鏡による転移双晶の観察 (2008)
  • 著者名/発表者名: 金村大志, 瀬戸雄介, 浜根大輔, 永井隆哉
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2008年度年会
  • 発表場所: 秋田
  • 年月日: 20080920-22
• [学会発表] MgSiO_3-FeAlO_3系の高圧相関係とペロブスカイト相の体積弾性率 (2007)
  • 著者名/発表者名: 浜根大輔, 瀬戸雄介, 永井隆哉, 藤野清志
  • 学会等名: 第48回高圧討論会
  • 発表場所: 倉吉
  • 年月日: 20071120-22
• [学会発表] Fe_3Cの高温高圧下での安定性 (2006)
  • 著者名/発表者名: 永井隆哉, 瀬戸雄介, 浜根大輔, 藤野清志, 佐多永吉
  • 学会等名: 第47回高圧討論会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 20061109-11
• [学会発表] 高圧高温下における炭酸塩-ケイ酸塩鉱物間の反応 (2006)
  • 著者名/発表者名: 瀬戸雄介, 浜根大輔, 永井隆哉, 藤野清志, 佐多永吉
  • 学会等名: 第47回高圧討論会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 20061109-11
• [学会発表] MgSiO_3-perovskiteへの鉄とアルミの固溶 (2006)
  • 著者名/発表者名: 浜根大輔, 藤野清志, 瀬戸雄介, 永井隆哉
  • 学会等名: 第47回高圧討論会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 20061109-11
• [学会発表] エジリン及びNaFeO_2相の高圧相関係 (2006)
  • 著者名/発表者名: 岡田卓, 八木健彦, 山中高光, 瀬戸雄介, 浜根大輔, 永井隆哉, 藤野清志
  • 学会等名: 第47回高圧討論会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 20061109-11
• [学会発表] The fate of carbonate with subducted oceanic plate into the lower mantle (2006)
  • 著者名/発表者名: Seto Y., Hamane D., Nagai T., Fujino K.
  • 学会等名: 19th General Meeting of International Mineralogical Association
  • 発表場所: Kobe, Japan
  • 年月日: 20060723-28
• [学会発表] Fe^<3+> and Al solubilities in silicate perovskites at the lower mantle condition (2006)
  • 著者名/発表者名: Hamane D., Seto Y., Fujino K., Nagai T
  • 学会等名: 19th General Meeting of International Mineralogical Association
  • 発表場所: Kobe, Japan
  • 年月日: 20060723-28
• [学会発表] Hydrogen bonding of goethite(alpha-FeOOD)at high pressure (2006)
  • 著者名/発表者名: Nagai T., Kagi H., Parise J.B.
  • 学会等名: 19th General Meeting of International Mineralogical Association
  • 発表場所: Kobe, Japan
  • 年月日: 20060723-28
• [図書] 第一章地球内部の構造と進化地球の変動と生物進化新・自然史科学II(沢田健、綿貫豊、西弘嗣、栃内新、馬渡駿輔編著) (2008)
  • 著者名/発表者名: 藤野清志、永井隆哉
  • 総ページ数: 1-20
  • 出版者: 北海道大学出版会