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2010 年度 実績報告書

高温高圧その場分光観察によるマグマへの水の溶解反応の研究

研究課題

研究課題/領域番号 21340161
研究機関岡山大学

研究代表者

山下 茂  岡山大学, 地球物質科学研究センター, 准教授 (30260665)

研究分担者 神崎 正美  岡山大学, 地球物質科学研究センター, 教授 (90234153)
キーワードマグマ / 流体 / 高温高圧実験 / 岩石鉱物鉱床学 / 火山 / 振動分光
研究概要

分光装置の最適化:初年度に、現有の顕微赤外分光装置に顕微ラマン分光ユニットを同軸光学系になるように増設したが、その際に生じた顕微ラマン分光ユニットの不具合(光量不足)を、同ユニットの顕微光学系をスループットの良い仕様に改造することで完全に解決した。これにより、顕微赤外/顕微ラマン両装置による同時「その場」観察実験を効率的かつ精度良く行うことが可能になった。
圧力マーカーの評価とレンジ拡張:初年度に引き続き、炭素13同位体(^<13>C)合成ダイヤモンドの圧力マーカーとしての性能評価を行った。13Cダイヤモンドと純水を外熱式ダイヤモンドアンビルセルに封入してラマン散乱バンド波数シフトをモニターし、セル試料室の発生圧力を決定できることを確認した。特に、適用できる圧力レンジを拡張するために、低温の実験ですでに圧力マーカーとして較正されているルビーを、純水、^<13>Cダイヤモンドとともにセルに封入して実験・観察を行い、ルビー蛍光波数シフト及び高圧H_2O固相(氷)融解曲線、^<13>Cダイヤモンドラマン散乱シフトの比較較正を行った。これにより、使用可能な圧力レンジを、初年度の最高1.3GPaから、上部マントル条件を十分にカバーする最高4.8GPaまで拡張することができた。
マグマ物質のその場分光観察実験:^<13>Cダイヤモンド圧力マーカーの有用性と精度の目処がついたので、従来の方法(圧力マーカーとして気泡を含む純水を用いる)からの脱却が可能となった。これにより、純水を主体とする流体相へのシリケイト成分の溶け出しから生じる実験結果の不確かさを排除できる可能性が見えてきた。また、別の適用例として、純水ではなくN-C-H-O系の揮発性成分流体を圧力媒体として用いる高温高圧その場分光観察実験を予察的に行い、玄武岩マグマアナログ物質へのN及びC成分の溶解機構が酸化還元状態に大きく依存することを明らかにした。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2010

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Speciation of reduced C_O_H volatiles in coexisting fluids and silicate melts determined in-situ to ~1.4GPa and 800℃2010

    • 著者名/発表者名
      Mysen, B.O., Yamashita, S.
    • 雑誌名

      Geochimica et Cosmochimica Acta

      巻: 74 ページ: 4577-4588

    • 査読あり
  • [学会発表] Speciation of N-O-H volatiles in coexisting fluids and silicate melts determined In-situ at high pressures and high temperatures under reducing conditions2010

    • 著者名/発表者名
      Yamashita, S.
    • 学会等名
      2010 Western Pacific Geophysics Meeting, AGU
    • 発表場所
      Taipei International Convention Center(台湾)
    • 年月日
      2010-06-23
  • [学会発表] Speciation and solubility behaviors of C-O-H-N volatiles in coexisting melts and fluids at high pressure and temperature with controlled hydrogen fugacity2010

    • 著者名/発表者名
      Mysen, B.O.
    • 学会等名
      2010 Western Pacific Geophysics Meeting, AGU
    • 発表場所
      Taipei International Convention Center(台湾)(招待講演)
    • 年月日
      2010-06-23
  • [学会発表] Speciation of N-O-H volatiles in coexisting fluids and silicate melts determined in-situ under reduced conditions2010

    • 著者名/発表者名
      Yamashita, S
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2010年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県)
    • 年月日
      2010-05-24

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公開日: 2012-07-19  

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