下部マントル条件における珪酸塩鉱物及び類縁物質の高圧相平衡と熱力学的性質

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19340166
• 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: 学習院大学
• 研究代表者: 赤荻 正樹 学習院大学, 理学部, 教授 (30126560)
• 連携研究者: 糀谷 浩 学習院大学, 理学部, 助教 (60291522)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: 高圧相平衡 / 熱力学データ / 下部マントル / 玄武岩質地殻 / ペロブスカイト / ポストペロブスカイト / ポストスピネル / カルシウムフェライト

研究概要

下部マントルの主要構成鉱物であるケイ酸塩ペロブスカイトの熱力学データを測定し、ポストスピネル転移の高圧相平衡境界を精密決定した。また玄武岩質地殻が下部マントルに沈み込むときに生成する、アルミニウム、カルシウム、アルカリ元素に富むカルシウムフェライト相やCAS相の高圧安定関係を決定した。さらに下部マントル最深部で起こるケイ酸塩ペロブスカイトのポストペロブスカイト転移に関して、同じ転移をより低圧で起こす金属酸化物を探索して見出し、それらの高圧相平衡関係を決定し、熱力学データを測定した。

研究成果

• [雑誌論文] High-pressure high temperature phase relations in MgAl2O4 (2010)
  • 著者名/発表者名: Kojitani, H., Enomoto, A., Tsukamoto, S., Akaogi, M., Miura, H., Yusa, H.
  • 雑誌名: J. Phys: Conf. Ser.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Takayama-Muromachi, E., Post-perovskite transitions in CaB4+O3 at high pressure (2010)
  • 著者名/発表者名: Akaogi, M., Shirako, Y., Kojitani, H., Takamori, S., Yamaura, K.
  • 雑誌名: J. Phys: Conf. Ser.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Takayama-Muromachi, E., Akaogi, M., Magnetic properties of high-pressure phase of CaRuO3 with post-perovskite structure (2010)
  • 著者名/発表者名: Shirako, Y., Satsukawa, H., Kojitani, H., Katsumata, T., Yoshida, M., Inaguma, Y., Hiraki, K., Takahashi, T., Yamaura, K.
  • 雑誌名: J. Phys: Conf. Ser.
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-pressure phase relations in the system CaAl4Si2O11-NaAl3Si3O11 with implication for Na-rich CAS phase in shocked Martian meteorites (2010)
  • 著者名/発表者名: Akaogi, M., Haraguchi, M., Nakanishi, K., Ajiro, H., Kojitani, H.
  • 雑誌名: Earth Planet. Sci. Lett. 289 ページ: 503-508
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-pressure phase transitions of CaRhO3 perovskite, Phys (2009)
  • 著者名/発表者名: Shirako, Y., Kojitani, H., Akaogi, M., Yamaura, K., Takayama-Muromachi, E.
  • 雑誌名: Phys. Chem. Minerals 36 ページ: 455-462
  • 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 NaAlSiO4-MgAl2O4 and CaAl2O4-MgAl2O4 (2009)
  • 著者名/発表者名: Ono, A., Akaogi, M., Kojitani, H., Yamashita, K., Kobayashi, M.
  • 雑誌名: Phys. Earth Planet. Inter. 174 ページ: 39-49
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-pressure phase relations in Ca2AlSiO5. 5 and energetics of perovskite-related materials with oxygen defects in the Ca2Si2O6-Ca2Al2O5 join (2009)
  • 著者名/発表者名: Kojitani, H., Wakabayashi, Y., Tejima, Y., Kato, C., Haraguchi, M., Akaogi, M.
  • 雑誌名: Phys. Earth Planet. Inter. 173 ページ: 349-353
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pressure-induced transformation of 6H hexagonal to 3C perovskite structure in PbMnO3 (2009)
  • 著者名/発表者名: Oka, K., Azuma, M., Hirai, S., Belik, A.A., Kojitani, H., Akaogi, M., Takano, M., Shimakawa, Y.
  • 雑誌名: Inorg. Chem. 48 ページ: 2285-2288
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and magnetic and charge transport properties of the correlated 4d post-perovskite CaRhO3 (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamaura, K., Shirako, Y., Kojitani, H., Arai, M., Young, D.P., Akaogi, M., Nakashima, M., Katsumata, T., Inaguma, Y., Takayama-Muromachi, E.
  • 雑誌名: J. Am., Chem. Soc. 131 ページ: 2722-2726
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-pressure transitions in MgAl2O4 and a new high-pressure phase of Mg2Al2O5 (2009)
  • 著者名/発表者名: Enomoto, A., Kojitani, H., Akaogi, M., Miura, H., Yusa, H.
  • 雑誌名: J. Solid State Chem. 182 ページ: 389-395
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-pressure phase relations and thermodynamic properties of CaAl4Si2O11 CAS phase (2009)
  • 著者名/発表者名: Akaogi, M., M. Haraguchi, M. Yaguchi, H. Kojitani
  • 雑誌名: Phys. Earth Planet. Inter. 173 ページ: 1-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] The system diopside-jadeite-hedenbergite at 7-24 GPa (2008)
  • 著者名/発表者名: Bobrov, A.V., Kojitani, H., Akaogi, M., Litvin, Y.A.
  • 雑誌名: Geochim. Cosmochim. Acta 72 ページ: 2392-2408
  • 査読あり
• [雑誌論文] entropies and high-pressure phase relations of MgSiO3 ilmenite and perovskite (2008)
  • 著者名/発表者名: Akaogi, M., H. Kojitani, T. Morita, H. Kawaji, T. Atake, Low-temperature heat capacities
  • 雑誌名: Phys. Chem. Minerals 35 ページ: 287-297
  • 査読あり
• [雑誌論文] Post-perovskite phase transition in CaRuO3 (2007)
  • 著者名/発表者名: Kojitani, H., Shirako, Y. Akaogi, M.
  • 雑誌名: Phys. Earth Planet. Inter. 165 ページ: 127-134
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-pressure phase relations and crystal chemistry of calcium ferrite-type solid solutions in the system MgAl2O4-Mg2SiO4 (2007)
  • 著者名/発表者名: Kojitani, H., Hisatomi, R., Akaogi, M.
  • 雑誌名: Am. Mineral. 92 ページ: 1112-1118
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aluminum substitution mechanisms in perovskite-type MgSiO3: An investigation by Rietveld analysis (2007)
  • 著者名/発表者名: Kojitani, H., Katsura, T., Akaogi, M.
  • 雑誌名: Phys. Chem. Minerals 34 ページ: 257-267
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low-temperature heat capacities, entropies and enthalpies of Mg2SiO4 polymorphs, andα-β-γand postspinel phase relations at high pressure (2007)
  • 著者名/発表者名: Akaogi, M., Takayama, H., Kojitani, H., Kawaji, H., Atake, T.
  • 雑誌名: Phys. Chem. Minerals 34 ページ: 169-183
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase transitions of minerals in the transition zone and upper part of the lower mantle (2007)
  • 著者名/発表者名: Akaogi, M.
  • 雑誌名: Geol. Soc. Amer. Spec. Pap(E. Ohtani, Ed. ) 421 ページ: 1-13
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermochemistry and high-pressure equilibria of post-perovskite phase transition in CaIrO3 (2007)
  • 著者名/発表者名: Kojitani, H., Furukawa, A., Akaogi, M.
  • 雑誌名: Am. Mineral. 92 ページ: 229-232
  • 査読あり
• [学会発表] High-pressure post-perovskite transitions of CaMO3 (2009)
  • 著者名/発表者名: Akaogi, M.
  • 学会等名: IUPAC Conf. High Temp. Mater. Chem., HTMC- XIII
  • 発表場所: Davis, California
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] 高温高圧実験と熱量測定によるMg14Si5O24 anhydrous phase Bの安定領域の決定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 寺田早希
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2009年年会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2009-09-09
• [学会発表] カルシウムフェライト型NaAlSiO4の熱容量測定およびKiefferモデル計算によるエントロピーの推定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 糀谷浩
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2009年年会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2009-09-08
• [学会発表] Magnetic ground state of PbVO3 and origin of the large tetragonal distortion (2009)
  • 著者名/発表者名: Oka, K.
  • 学会等名: Inter. Conf. High Press. Sci. Tech., Joint AIRAPT-22 & HPCJ-50
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2009-07-31
• [学会発表] Magnetic properties of CaRuO3 high- pressure phase with post-perovskite structure (2009)
  • 著者名/発表者名: Shirako, Y.
  • 学会等名: Inter. Conf. High Press. Sci. Tech., Joint AIRAPT-22 & HPCJ-50
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2009-07-29
• [学会発表] High-pressure high-temperature phase relations in MgAl2O4 (2009)
  • 著者名/発表者名: Kojitani, H.
  • 学会等名: Inter. Conf. High Press. Sci. Tech., Joint AIRAPT-22 & HPCJ-50
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2009-07-28
• [学会発表] Post-perovskite transitions in CaB4+O3 at high pressure (2009)
  • 著者名/発表者名: Akaogi, M.
  • 学会等名: Inter. Conf. High Press. Sci. Tech., Joint AIRAPT-22 & HPCJ-50
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2009-07-28
• [学会発表] Mg14Si5O24 anhydrous phase Bの熱量測定とその安定領域 (2009)
  • 著者名/発表者名: 寺田早希
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2009年大会
  • 発表場所: 幕張
  • 年月日: 2009-05-16
• [学会発表] CaB4+O3のポストペロブスカイト転移 (2009)
  • 著者名/発表者名: 白子雄一
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2009年大会
  • 発表場所: 幕張
  • 年月日: 2009-05-16
• [学会発表] カルシウムフェライト型NaAlSiO4の定圧熱容量測定とラマンおよび赤外分光 (2009)
  • 著者名/発表者名: 糀谷浩
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2009年大会
  • 発表場所: 幕張
  • 年月日: 2009-05-16
• [学会発表] Post-perovskite transition and magnetic and charge transport properties of the correlated 4d post-perovskite CaRhO3 (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamaura, K.
  • 学会等名: Am. Phys. Society March Meeting
  • 発表場所: Pittsburgh, U.S.A.
  • 年月日: 2009-03-16
• [学会発表] A calorimetric study of the Mg3(Mg, Si)Si3O12(majorite)-Mg3Al2Si3O12(pyrope) garnet solid solution (2008)
  • 著者名/発表者名: Saikia, A.
  • 学会等名: 12th Intern. Conf. Exp. Min. Petrol. Geochem. (EMPG-XII)
  • 発表場所: Innsbruck, Austria
  • 年月日: 20080900
• [学会発表] Post-perovskite transition and magnetic and charge transport properties of the correlated 4d post-perovskite CaRhO3 (2008)
  • 著者名/発表者名: Yamaura, K.
  • 学会等名: 2008 Am. Phys. Society March Meeting
  • 発表場所: New Orleans, U.S.A.
  • 年月日: 20080300
• [学会発表] High-pressure single-crystal X-ray diffraction study on super-fluorous phase B up to 7. 4 GPa (2008)
  • 著者名/発表者名: Kuribayashi, T.
  • 学会等名: Am. Geophys. Union 2008 Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco, U.S.A.
  • 年月日: 2008-12-19
• [学会発表] A new high-pressure phase with Mg2Al2O5 composition (2008)
  • 著者名/発表者名: Kojitani, H.
  • 学会等名: Am. Geophys. Union 2008 Fall meeting
  • 発表場所: San Francisco, U.S. A
  • 年月日: 2008-12-09
• [学会発表] Stability of high-pressure materials by thermodynamic approach (2008)
  • 著者名/発表者名: Kojitani, H.
  • 学会等名: Ehime Univ. Global COE symposium
  • 発表場所: Matsuyama
  • 年月日: 2008-11-24
• [学会発表] Mg2Al2O5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
  • 年月日: 2008-11-14
• [学会発表] CaRhO3の高圧相転移 (2008)
  • 著者名/発表者名: 白子雄一
  • 学会等名: 第49回高圧討論会
  • 発表場所: 姫路
  • 年月日: 2008-11-13
• [学会発表] MgAl2O4-NaAlSiO4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
  • 年月日: 2008-11-13
• [学会発表] CaAl4SiO11-NaAl3Si3O11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
  • 学会等名: 第49回高圧討論会
  • 発表場所: 姫路
  • 年月日: 2008-11-12
• [学会発表] CaRhO3ポストペロブスカイトおよびペロブスカイトのリートベルト法による構造精密化 (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
  • 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ケイ酸塩高圧相 (2008)
  • 著者名/発表者名: 塚本翔一
  • 学会等名: 第49回高圧討論会
  • 発表場所: 姫路
  • 年月日: 2008-11-12
• [学会発表] 新Mg2Al2O5高圧相の結晶構造モデル (2008)
  • 著者名/発表者名: 糀谷浩
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2008年年会
  • 発表場所: 秋田
  • 年月日: 2008-09-22
• [学会発表] CaO-Al2O3-SiO2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
  • 年月日: 2008-09-20
• [学会発表] ロジウム酸化物CaRhO3のポストペロブスカイト相転移 (2008)
  • 著者名/発表者名: 白子雄一
  • 学会等名: 日本物理学会2008年秋季大会
  • 発表場所: 盛岡
  • 年月日: 2008-09-20
• [学会発表] High-pressure transitions of AB2O4 and ABO3: Post-spinel and post-perovskite phases, Workshop on thermodynamics of nanostructured materials and materials under and exotic and unusual conditions (2008)
  • 著者名/発表者名: Akaogi, M.
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2008-08-11
• [学会発表] High- pressure phase relations of Ca, Na- aluminosilicate, CAS phase, with implication to shocked Martian meteorites (2008)
  • 著者名/発表者名: Akaogi, M.
  • 学会等名: 71st Annual Meeting of the Meteoritical Society
  • 発表場所: Matsue
  • 年月日: 2008-07-31
• [学会発表] リートベルト解析によるCaRuO3ポストペロブスカイトの構造精密化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 糀谷浩
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2008年大会
  • 発表場所: 幕張
  • 年月日: 2008-05-25
• [学会発表] MgAl2O4の高圧相転移 (2008)
  • 著者名/発表者名: 榎本彰人
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2008年大会
  • 発表場所: 幕張
  • 年月日: 2008-05-25
• [学会発表] Magnetic ground state of PbVO3 and origin the large tetragonal distortion (2008)
  • 著者名/発表者名: Oka, K.
  • 学会等名: 2008 Am. Phys. Society March Meeting
  • 発表場所: New Orleans, U.S.A.
  • 年月日: 2008-03-12
• [学会発表] CaIrO3、CaRuO3のポストペロブスカイト相転移 (2007)
  • 著者名/発表者名: 糀谷浩
  • 学会等名: 日本応用磁気学会第27回化合物新磁性材料研究会
  • 発表場所: 和光市
  • 年月日: 2007-11-22
• [学会発表] CaRuO3のPost-perovskite転移 (2007)
  • 著者名/発表者名: 白子雄一
  • 学会等名: 第48回高圧討論会
  • 発表場所: 倉吉
  • 年月日: 2007-11-22
• [学会発表] CaRuO3ペロブスカイトおよびポストペロブスカイトの構造精密化 (2007)
  • 著者名/発表者名: 糀谷浩
  • 学会等名: 第48回高圧討論会
  • 発表場所: 倉吉
  • 年月日: 2007-11-22
• [学会発表] MgSiO3ペロブスカイト、イルメナイトの低温熱容量・エントロピーとペロブスカイトの関与する高温高圧相平衡関係 (2007)
  • 著者名/発表者名: 赤荻正樹
  • 学会等名: 第48回高圧討論会
  • 発表場所: 倉吉
  • 年月日: 2007-11-22
• [学会発表] 単結晶法による7. 6GPaまでの高圧下におけるsuperhydrous phase Bの圧縮挙動の解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 栗林貴弘
  • 学会等名: 第48回高圧討論会
  • 発表場所: 倉吉
  • 年月日: 2007-11-21
• [学会発表] MgAl2O4の高温高圧相転移 (2007)
  • 著者名/発表者名: 榎本彰人
  • 学会等名: 第48回高圧討論会
  • 発表場所: 倉吉
  • 年月日: 2007-11-20
• [学会発表] 高温高圧実験及び熱量測定によるCaAl4Si2O11の高圧相平衡関係 (2007)
  • 著者名/発表者名: 原口摩衣子
  • 学会等名: 第48回高圧討論会
  • 発表場所: 倉吉
  • 年月日: 2007-11-20
• [学会発表] MgSiO3イルメナイト、ペロブスカイトの低温熱容量・エントロピーと高圧相平衡関係 (2007)
  • 著者名/発表者名: 赤荻正樹
  • 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: 2007-09-24
• [学会発表] Ca2AlSiO5. 5組成を持つ新高圧相の結晶構造モデル (2007)
  • 著者名/発表者名: 糀谷浩
  • 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: 2007-09-23
• [学会発表] CaSiO3-CaAlO2. 5系における高圧相関係および酸素欠陥を伴うペロブスカイト関連化合物の熱量測定 (2007)
  • 著者名/発表者名: 糀谷浩
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2007年大会
  • 発表場所: 幕張
  • 年月日: 2007-05-20
• [学会発表] High-pressure phase relations and thermodynamic properties of Al-rich phases stable in the deep mantle conditions (2007)
  • 著者名/発表者名: Akaogi, M.
  • 学会等名: High-Pressure Mineral Physics Seminar-7
  • 発表場所: Matsushima
  • 年月日: 2007-05-11