| 研究課題/領域番号 |
22244068
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(A)
|
| 研究機関 | 熊本大学 |
|---|
研究代表者 |
吉朝 朗 熊本大学, 自然科学研究科, 教授 (00191536)
|
|---|
| 研究分担者 |
真下 茂 熊本大学, 衝撃極限環境研究センター, 教授 (90128314)
大高 理 大阪大学, 理学研究科, 准教授 (40213748)
奥寺 浩樹 金沢大学, 自然科学研究科, 准教授 (50401881)
奥部 真樹 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 助教 (10397060)
|
|---|
| キーワード | 高温高圧融体 / 鉱物・岩石 / 局所構造 / 精密構造解析 / 衝撃圧縮 / 惑星地球物質 |
|---|
| 研究概要 |
本研究では、鉱物や高圧融体の局所構造を日本先導の最新の科学技術により詳細に調べ、原子の挙動や物性発現機構を知り、地球惑星物質に凍結された高圧高温や衝撃圧縮等の履歴や惑星地球諸活動の読み取りを行う。低温固体氷が水に浮く特異な性質により惑星地球環境は大きく支配されている。水と氷のように、ケイ酸塩鉱物や共有結合性4配位型構造化合物では、ある圧力域で低温固体の密度が液体より小さい領域が存在し、クラペイロンカーブが負の勾配を持つことが一般的であることを、高温高圧実験により明らかにした。圧力により融体も結晶同様に配位数増加による大きな構造変化を起こす。元素分配や溶解現象は、局所構造変化に大きく依存する。隕石衝突により形成されるテクタイトガラスは、超高温・還元衝撃圧縮情報がTiやFeの局所構造に凍結されている。地球惑星物質の局所構造情報獲得の重要性を提案する。
マントル鉱物や超高圧鉱物にみられる元素の異常配位数、異常価数や低スピン状態、元素分配の特異性等の本質を解明する。一例を示す。精密構造解析により、超高圧下で合成したMgAl_<2-x>B_xO_4固溶体の特異な陽イオン分布とその鉱物学的重要性を明らかにした。スピネル固溶体は、地球型惑星の物理的性質やテクトニクスを知るうえで重要な物質群がとる結晶構造である。高圧高温MgAl_<2-x>B_xO_4スピネル結晶では、サイズがもっとも小さなホウ素Bが、小さな四配位席ではなく、大きな六配位席を、Alを置き換え、最優先で占有している。このことはイオン半径と配位数のPaulingの原理に従わない特異な例である。造岩鉱物の高圧下での、軽元素の置換固溶の研究は重要である。高圧スピネルは大きな不規則性をもち、サイズの異なる陽イオンを固溶しつつ、3次元周期性を保ち結晶状態であるために、酸素位置のみが局所的に静的な大きな変位をして、構造を緩和している。
|
