下部マントルにおける3価鉄のスピン転移

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21540491
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 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: 愛媛大学 (2010-2011); 北海道大学 (2009)
• 研究代表者: 藤野 清志 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, グローバルCOE教授 (40116968)
• 研究分担者: 永井 隆哉 北海道大学, 大学院・理学研究院, 准教授 (20243131)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: スピン転移 / 3価鉄 / ペロブスカイト / ポストペロブスカイト / 下部マントル / X線発光分光法 / X線回折

研究概要

Mg-ペロブスカイト(Pv)及びポスト-Mg-ペロブスカイト(PPv)における3価鉄のスピン転移をそれぞれ200GPa及び165GPaに至る条件下でX線発光分光法およびX線回折により調べた.これにより, Pvでは高スピンの3価鉄が50-60GPa以上でAサイトからBサイトに移って低スピンになるのに対し, PPvではその全安定領域で3価鉄はBサイトを占めて低スピンであることが明らかになった.

研究成果

• [雑誌論文] Spin transition of ferric iron in Al-bearing Mg-perovskite up to 200 GPa and its implication for the lower mantle (2012)
  • 著者名/発表者名: Fujino, K., Nishio-Hamane, D., Seto, Y., Sata, N., Nagai, T., Shinmei, T., Irifune, T., Ishii, H., Hiraoka, N., Cai, Y. Q., and Tsuei K.-D.
  • 雑誌名: Earth Planet. Sci. Lett. ページ: 317-318, 407-412
  • DOI: doi:10.1016/j.epsl.2011.12.006.
• [雑誌論文] MgSiO_3-FeAlO_3系ペロブスカイトの固溶メカニズムと結晶化学 (2011)
  • 著者名/発表者名: 永井隆哉, 濱根大輔, 藤野清志
  • 雑誌名: 日本結晶学会誌 巻: 53 ページ: 8-12
• [雑誌論文] Pressure-induced spin transition in FeCO_3-siderite studied by X-ray diffraction measurements (2010)
  • 著者名/発表者名: Nagai, T., Ishido T., Seto, Y., Hamane, D., Sata, N., and Fujino, K.
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 巻: 215 ページ: 012002
  • DOI: doi:10.1088/1742-6596/215/1/012002.
• [学会発表] Spin transitions of iron in the lower mantle minerals-new approaches to settle the spin transition problems of iron- (2012)
  • 著者名/発表者名: Fujino, K., Hamane, D., Nagai, T., Seto, Y., Kuwayama, Y., Ohfuji, H., Shinmei, T., Irifune, T.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2012大会
  • 発表場所: 幕張,千葉
  • 年月日: 2012-05-21
• [学会発表] Spin states of ferric iron in Al-bearing Mg-perovskite and post-Mg-perovskite in the lower mantle (2011)
  • 著者名/発表者名: Fujino, K., Hamane, D., Seto, Y., Nagai, T., Shinmei, T., Whitaker, M. L., Kuwayama, Y., Ohfuji, H., Irifune, T., Hiraoka, N., Ishii, H.
  • 学会等名: AGU Fall Meeting 2011
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2011-12-07
• [学会発表] 下部マントル構成相における鉄のスピン転移 (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤野清志, 浜根大輔, 瀬戸雄介, 永井隆哉, 新名亨, 桑山靖弘, 大藤弘明, 入舩徹男
  • 学会等名: 第52回高圧討論会
  • 発表場所: 沖縄キリスト教学院,那覇
  • 年月日: 2011-11-11
• [学会発表] 下部マントルにおける鉄のスピン転移と構成相間の鉄の分配および相転移圧への影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤野清志, 浜根大輔, 永井隆哉, 瀬戸雄介, 桑山靖弘, 大藤弘明, 新名亨, 入舩徹男
  • 学会等名: 日本地質学会第118年学術大会・日本鉱物科学会2011年年会合同学術大会
  • 発表場所: 水戸
  • 年月日: 2011-09-11
• [学会発表] Spin transition of ferric iron in Mg-perovskite up to 200 GPa and its implication to the lower mantle IMA2010 (2010)
  • 著者名/発表者名: Fujino, K., Hamane, D., Seto, Y., Sata, N., Nagai, T., Shinmei, T., Irifune, T., Ishii, H., Hiraoka, N., Cai, Y. Q., and Tsuei, K. D.
  • 発表場所: Budapest, Hungary
  • 年月日: 2010-08-26
• [学会発表] Spin state of ferric iron in Mg-perovskite up to 200 GPa by X-ray emission spectroscopy and its implication to the lower mantle (2009)
  • 著者名/発表者名: Fujino, K., Nishio-Hamane, D., Seto, Y., Sata, N., Nagai, T., Ishido, T., Li, L., Shinmei, T., Irifune, T., Ishii, H., Hiraoka, N., Cai, Y., Tsuei, K.
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting 2009
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2009-12-15
• [図書] 地球惑星科学入門 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤野清志, 蓬田清
  • 総ページ数: 15-24
  • 出版者: 北海道大学出版会