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2008 年度 実績報告書

アルミニウムを含む下部マントル鉱物の結晶構造および熱力学的安定性

研究課題

研究課題/領域番号 18540478
研究機関学習院大学

研究代表者

糀谷 浩  学習院大学, 理学部, 助教 (60291522)

キーワード高圧 / カルシウムフェライト / 六方晶相 / リートベルト解析 / 結晶構造 / 定圧熱容量 / ラマン分光 / IR分光
研究概要

1.天然玄武岩の高圧相中に現れるカルシウムフェライト相の最主要端成分であるカルシウムフェライト型NaAlSiO_4について、示差走査熱量測定法により125〜405Kの定圧熱容量測定を行った。さらに、ラマン分光測定およびIR分光測定を行うことにより格子振動に関する情報を得ることができた。実測による熱容量と格子振動に関する情報に基づき、キーファーモデルを用いた理論計算を行うことにより、0〜1500Kの定圧熱容量および298Kでの格子振動エントロピーを決定した。当初の研究目的である熱力学的安定性を検討するための熱化学パラメータの取得を達成することができた。
2.NaMgAl_3SiO_8およびKMg_2Al_5SiO_<12>六方晶相の2つについてリードベルト解析を行い結晶構造の精密化を行った。既に求められているCaMg_2Al_6O_<12>六方晶相も含めた結晶構造の比較から、NaAlSiO_4-MgAl_2O_4系においてのみNaAlSiO_4: MgAl_2O_4=1:1の組成で六方晶相が形成される理由が明らかとなった。このことに関しても当初の研究目的が達成された。
3.予期せぬ研究成果として、カルシウムフェライト型MgAl_2O_4の安定領域の高温側にMg_2Al_2O_5組成を持つ新たな高圧相とAl_2O_3の分解相の領域が見つけられた。この新Mg_2A1_2O_5高圧相についてリートベルト解析により構造の精密化を行った。構造中に三角柱型のMgO_6配位多面体を持つのが特徴である。この三角柱型配位の陽イオン席は六方晶相にも見られるものであり、一連のカルシウムフェライトや六方晶相などの類似の結晶構造を結晶化学的に解析する上で非常に興味が持たれる。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] High-pressure phase relations and thermodynamic properties of CaAl_4Si_2O_<11> CAS phase2009

    • 著者名/発表者名
      M. Akaogi, M. Haraguchi, M. Yaguchi, H. Kojitani
    • 雑誌名

      Physics of the Earth and Planetary Interiors 173

      ページ: 1-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-pressure phase relations in Ca_2AlSiO_<5.5> and energetics of perovskite-related compounds with oxygen defects in the Ca_2Si_2O_6-Ca_2Al_2O_5 join2009

    • 著者名/発表者名
      H. Kojitani, Y. Wakabayashi, Y. Tejima, C. Kato, M. Haraguchi, M. Akaogi
    • 雑誌名

      Physics of the Earth and Planetary Interiors 173

      ページ: 349-353

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-pressure transitions in MgAl_2O_4 and a new high-pressure phase of Mg_2Al_2O_52009

    • 著者名/発表者名
      A. Enomoto, H. Kojitani, M. Akaogi, H. Miura, H. Yusa
    • 雑誌名

      Journal of Solid State Chemistry 182

      ページ: 389-395

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-pressure phase relations and thermodynamic properties of hexagonal aluminous phase and calcium-ferrite phase in the systems NaAlSiO_4-MgAl_2O_4 and CaAl_2O_4-MgAl2042008

    • 著者名/発表者名
      A. Ono, M. Akaogi, H. Kojitani, K. Yamashita, M. Kobayashi
    • 雑誌名

      Physics of the Earth and Planetary Interiors

      ページ: Doi : 10.1016/j. pepi. 2008.07.028

    • 査読あり
  • [学会発表] A New High-pressure Phase with Mg_2Al_2O_5 Composition2008

    • 著者名/発表者名
      H. Kojitani, A. Enomoto, S. Tsukamoto, M. Akaogi
    • 学会等名
      American Geophysical Union 2008 Fall Meeting
    • 発表場所
      Moscone Center, San Francisco, U.S.A.
    • 年月日
      2008-12-19
  • [学会発表] Mg_2Al_2O_5組成を持つ新高圧相の結晶構造2008

    • 著者名/発表者名
      糀谷浩
    • 学会等名
      第49回高圧討論会
    • 発表場所
      姫路商工会議所
    • 年月日
      2008-11-14
  • [学会発表] MgAl_2O_4-NaAlSiO_4系の高圧相平衡 : カルシウムフェライト相と六方晶相の関係2008

    • 著者名/発表者名
      赤荻正樹
    • 学会等名
      第49回高圧討論会
    • 発表場所
      姫路商工会議所
    • 年月日
      2008-11-13
  • [学会発表] CaAl_4Si_2O_<11>-NaAl_3Si_3O_<11>系CAS固溶体の高温高圧実験及び熱量測定2008

    • 著者名/発表者名
      原口摩衣子, 中西浩太, 糀谷浩, 赤荻正樹
    • 学会等名
      第49回高圧討論会
    • 発表場所
      姫路商工会議所
    • 年月日
      2008-11-12
  • [学会発表] Na, Mgを含むカルシウムフェライト型及びガーネット型珪酸塩高圧相2008

    • 著者名/発表者名
      塚本翔一, 糀谷浩, 赤荻正樹
    • 学会等名
      第49回高圧討論会
    • 発表場所
      姫路商工会議所
    • 年月日
      2008-11-12
  • [学会発表] CaO-Al_2O_3-SiO_2系CAS相の高圧安定領域2008

    • 著者名/発表者名
      赤荻正樹
    • 学会等名
      日本鉱物科学会2008年年会
    • 発表場所
      秋田大学手形キャンパス
    • 年月日
      2008-09-22
  • [学会発表] 新Mg_2Al_2O_5高圧相の結晶構造モデル2008

    • 著者名/発表者名
      糀谷浩, 榎本彰人, 赤荻正樹
    • 学会等名
      日本鉱物科学会2008年年会
    • 発表場所
      秋田大学手形キャンパス
    • 年月日
      2008-09-22
  • [学会発表] MgAl_2O_4の高圧相転移2008

    • 著者名/発表者名
      榎本彰人, 糀谷浩, 赤荻正樹
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2008年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ交際会議場
    • 年月日
      2008-05-25

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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