放射光X線及び中性子を利用した地球深部水研究

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26247073
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 井上 徹 広島大学, 理学研究科, 教授 (00291500)
• 研究分担者: 肥後 祐司 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 研究員 (10423435) ; 栗林 貴弘 東北大学, 理学研究科, 准教授 (20302086) ; 丹下 慶範 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 研究員 (70543164) ; 大藤 弘明 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 教授 (80403864)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 地球・惑星内部構造 / 地球・惑星内部ダイナミクス / 地球・惑星内部物性 / 高圧含水鉱物 / 放射光X線 / 中性子回折 / 地球深部水

研究実績の概要

本年度も引き続き、SPring-8の高圧ビームラインBL04B1における放射光X線その場観察実験、大型パルス中性子施設J-PARCの高圧ビームライン”PLANET”を用いた中性子散乱実験、及び大型高圧発生装置を用いた高圧合成実験を行った。特に、１）高圧下におけるAlに富んだ含水及び無水ブリッジマナイトの弾性波速度の研究、２）Alに富む含水ブリッジマナイトの状態方程式の研究、３）高圧含水鉱物の安定性におけるAlの影響の研究、４）Alに富んだスーパー含水B相の安定領域とその置換様式の研究、５）Alに富んだスーパー含水B相の結晶構造解析の研究、６）無水ブリッジマナイトの低Al量での置換様式の研究、等を集中して遂行した。
これらの成果は、国内学会及び国際学会で広く発表した。主な発表学会を列挙すると、日本地球惑星科学連合会2017年大会、ロシアでの国際会議、日本鉱物科学会2017年年会、フランスでの高圧鉱物物理国際セミナー、第５８回高圧討論会及びアメリカ地球物理学連合2017年秋季大会である。特記すべき事項としては、これらの研究発表で研究代表者の指導学生が、日本鉱物科学会では研究発表優秀賞、日本高圧力学会ではポスター賞を受賞している。
また論文としては、マントル鉱物の高圧下での溶融関係の論文、及び高圧含水鉱物であるAlに富んだスーパー含水B相の安定領域及びその置換様式の解明の論文を公表した。これら以外に現在投稿中、及び執筆中の論文が多数に及ぶ。特に含水ブリッジマナイト関係の論文は、シリーズで順次投稿開始中である。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Stony Brook University(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: Stony Brook University
• [国際共同研究] Florida International University(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: Florida International University
• [国際共同研究] National Cheng Kung University(Taiwan)
  • 国名: その他の国・地域
  • 外国機関名: National Cheng Kung University
• [雑誌論文] Stability of Al-bearing superhydrous phase B at the mantle transition zone and the uppermost lower mantle (2018)
  • 著者名/発表者名: Kakizawa, S., Inoue, T., Nakano, H., Kuroda, M., Sakamoto, N. and Yurimoto, H.
  • 雑誌名: American Mineralogist 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal behavior of modulated hauyne from Eifel, Germany: in-situ high-temperature single-crystal X-ray diffraction study. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kuribayashi, T., Aoki, S. and Nagase, T.
  • 雑誌名: Journal of Mineralogical and Petrological Sciences 巻: 113 ページ: 51-55
  • DOI: DOI: 10.2465/jmps161114d.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Quantitative determination of Al/Si order in sillimanite by high angular resolution electron channeling X-ray spectroscopy. (2018)
  • 著者名/発表者名: Igami, Y., Kuribayashi, T. and Miyake, A.
  • 雑誌名: American Mineralogist 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: DOI: 10.2138/am-2018-6351
  • 査読あり
• [雑誌論文] Melting relations in the MgO-MgSiO3 system up to 70 GPa (2017)
  • 著者名/発表者名: Ohnishi Satoka、Kuwayama Yasuhiro、Inoue Toru
  • 雑誌名: Physics and Chemistry of Minerals 巻: 44 ページ: 445～453
  • DOI: doi:10.1007/s00269-017-0871-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] ation ordering in iridescent garnet from Tenkawa villege, Nara prefecture, Japan. (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, Y., Kuribayashi, T., Nagase, T. and Imai, H.
  • 雑誌名: Journal of Mineralogical and Petrological Sciences 巻: 112 ページ: 97-101
  • DOI: https://doi.org/10.2465/jmps.161114a
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] OH defects in monazite. (2017)
  • 著者名/発表者名: Abe, T., Kuribayashi, T. and Nakamura, M.
  • 雑誌名: European Journal of Mineralogy 巻: 29 ページ: 949-957
  • DOI: DOI: 10.1127/ejm/2017/0029-2663
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mineralogical and crystallographic features of polycrystalline yakutite diamond. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ohfuji, H., Nakaya, M., Yelisseyev, A.P., Afanasiev, V.P., and Litasov, K.D.
  • 雑誌名: Journal of Mineralogical and Petrological Sciences 巻: 112 ページ: 46-51
  • DOI: https://doi.org/10.2465/jmps.160719g
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Melting temperatures of MgO under high pressure by micro-texture analysis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kimura, T., Ohfuji, H., Nishi, M., and Irifune, T.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: - ページ: 15735
  • DOI: doi:10.1038/ncomms15735
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Synthesis of coarse-grain-dispersed nano-polycrystalline cubic boron nitride by direct transformation under ultrahigh pressure (2017)
  • 著者名/発表者名: Ichida, Y., Ohfuji, H., Irifune, T. Kunimoto, T., Kojima, Y., and Shinmei, T.
  • 雑誌名: Diamond and Related Materials 巻: 77 ページ: 25-34
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.diamond.2017.04.020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intermediate-depth earthquakes linked to localized heating in dunite and harzburgite. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ohuchi, T., Lei, X., Ohfuji, H., Higo, Y., Tange, Y., Sakai, T., Fujino, K., and Irifune, T.
  • 雑誌名: Nature Geoscience, 巻: 10 ページ: 771-776
  • DOI: doi:10.1038/ngeo3011
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Melting of Al-rich phase D up to the uppermost lower mantle and transportation of H2O to the deep Earth (2018)
  • 著者名/発表者名: Chaowen Xu, Toru Inoue
  • 学会等名: 新学術領域研究「核－マントル共進化」平成29年度国際シンポジウム
  • 国際学会
• [学会発表] Al substitution mechanism in anhydrous bridgmanite as a function of Al content (2018)
  • 著者名/発表者名: Masamichi Noda, Toru Inoue, Sho Kakizawa
  • 学会等名: 新学術領域研究「核－マントル共進化」平成29年度国際シンポジウム
  • 国際学会
• [学会発表] Melting phase relation of Fe-bearing PhD up to the uppermost lower mantle and transportation of H2O to the deep Earth. (2018)
  • 著者名/発表者名: Xu, C. and Inoue, T.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合会2018年大会(JpGU 2018)
  • 国際学会
• [学会発表] Incorporation of nitrogen into the lower-mantle minerals under high pressure and high temperature -Transportation and storage of nitrogen in the deep earth- (2018)
  • 著者名/発表者名: 福山 鴻、鍵 裕之、井上 徹、新名 亨、柿澤 翔、高畑 直人、佐野 有司
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合会2018年大会(JpGU 2018)
  • 国際学会
• [学会発表] MgSiO3 メジャライトの低温熱容量測定 (2018)
  • 著者名/発表者名: 糀谷 浩、野田 昌道、井上 徹、赤荻 正樹
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合会2018年大会(JpGU 2018)
• [学会発表] Stability and substitution mechanism of Al-bearing superhydrous phase B at the mantle transition zone and the uppermost lower mantle (2018)
  • 著者名/発表者名: 柿澤 翔、井上 徹、中野 泰斗、坂本 直哉、圦本 尚義
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合会2018年大会(JpGU 2018)
• [学会発表] Al substitution in anhydrous bridgmanite (2018)
  • 著者名/発表者名: 野田昌道，柿澤翔，井上徹
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合会2018年大会(JpGU 2018)
• [学会発表] Hydrous bridgmanite: Water in the Earth’s lower mantle. (2018)
  • 著者名/発表者名: Inoue, T., Kakizawa, S., Kuribayashi, T., Nagase, T., Greaux, S., Noda, M., Higo, Y., Sakamoto, N. and Yurimoto, H.
  • 学会等名: International Mineralogical Association 2018 (IMA2018)
  • 国際学会
• [学会発表] Al partitioning between phase D and bridgmanite up to 31 GPa: implications for discontinuity around 780 km and water. (2018)
  • 著者名/発表者名: Xu, C., Kakizawa, S. and Inoue, T.
  • 学会等名: International Mineralogical Association 2018 (IMA2018)
  • 国際学会
• [学会発表] Effect of water on compressibility of Al-bearing hydrous bridgmanite. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kakizawa, S., Inoue, T., Kadobayashi, H., Nakano, S. and Hirai, H.
  • 学会等名: International Mineralogical Association 2018 (IMA2018)
  • 国際学会
• [学会発表] Al substitution mechanism in anhydrous bridgmanite as a function of Al content. (2018)
  • 著者名/発表者名: Noda, M., Kakizawa, S. and Inoue, T.
  • 学会等名: International Mineralogical Association 2018 (IMA2018)
  • 国際学会
• [学会発表] Incorporation of nitrogen into the lower-mantle minerals under high pressure and high temperature -Transportation and storage of nitrogen in the deep earth- (2018)
  • 著者名/発表者名: Fukuyama, K., Kagi, H., Inoue, T., Shinmei, T., Kakizawa, S., Takahata, N. and Sano, Y.
  • 学会等名: International Mineralogical Association 2018 (IMA2018)
  • 国際学会
• [学会発表] 単純直方格子を持つローソナイト高圧相の結晶構造精密化 (2018)
  • 著者名/発表者名: 岡本 啓太郎、柿澤 翔、井上 徹、栗林 貴弘、長瀬 敏郎
  • 学会等名: 量子ビームサイエンスフェスタ（35回PFシンポジウム）
• [学会発表] Melting relations in the MgO-MgSiO3 system under the lower mantle conditions (2017)
  • 著者名/発表者名: 大西里佳，桑山靖弘，井上徹
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合会2017年大会(JpGU-AGU Joint Meeting 2017)
  • 国際学会
• [学会発表] 高圧下におけるAlに富んだ含水及び無水ブリッジマナイトの弾性波速度 (2017)
  • 著者名/発表者名: 井上徹，Greaux Steeve，野田昌道，柿澤翔，肥後祐司，丹下慶範
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合会2017年大会(JpGU-AGU Joint Meeting 2017)
  • 国際学会
• [学会発表] Alに富む含水ブリッジマナイトの状態方程式 (2017)
  • 著者名/発表者名: 柿澤翔，井上徹，西真之，有本岳史，門林宏和，丹下慶範，肥後祐司，中野智志，平井寿子
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合会2017年大会(JpGU-AGU Joint Meeting 2017)
  • 国際学会
• [学会発表] Effect of Al on stability of DHMS up to uppermost lower mantle (2017)
  • 著者名/発表者名: Chaowen Xu, Toru Inoue, Sho Kakizawa
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合会2017年大会(JpGU-AGU Joint Meeting 2017)
  • 国際学会
• [学会発表] Importance of various Al substitution mechanism into bridgmanite under high pressure (2017)
  • 著者名/発表者名: Inoue, T., Kakizawa, S., Noda, M. and Takakuwa, Y.
  • 学会等名: 34th International Conference on Magmatism of the Earth and Related Strategic Metal Deposits
  • 国際学会
• [学会発表] Determination of stability region and substitution mechanism of Al-bearing superhydrous phase B (2017)
  • 著者名/発表者名: Kakizawa, S., Inoue, T., Nakano, H., Sakamoto, N. and Yurimoto, H.
  • 学会等名: 34th International Conference on Magmatism of the Earth and Related Strategic Metal Deposits
  • 国際学会
• [学会発表] NaAlSi3O8メルトの高圧中性子回折実験 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山田明寛，服部高典，佐野亜沙美，町田真一，井上徹
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2017年年会・総会
• [学会発表] Aｌに富むSuperhydrous phase Bの単結晶構造解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 柿澤翔，井上徹，栗林貴弘
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2017年年会・総会
• [学会発表] Effect of Al on stability of DHMS up to the uppermost lower mantle (2017)
  • 著者名/発表者名: Xu, C., Inoue, T.
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2017年年会・総会
• [学会発表] 酸素欠陥ぺロブスカイトの高温高圧下での安定性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 永井隆哉，今野新之介，井上徹，新名亨
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2017年年会・総会
• [学会発表] Bridgmanite中への多様なAl置換様式の重要性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 井上徹，柿澤翔，野田昌道，高桑悠二
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2017年年会・総会
• [学会発表] 高温高圧下における下部マントル鉱物への窒素の固溶 (2017)
  • 著者名/発表者名: 福山鴻，鍵裕之，井上徹，柿澤翔，新名亨，高畑直人，佐野有司
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2017年年会・総会
• [学会発表] 高温高圧実験からみたマントル鉱物への窒素取り込み (2017)
  • 著者名/発表者名: 鍵裕之，福山鴻，井上徹，柿澤翔，新名亨，高畑直人，佐野有司
  • 学会等名: 日本地球化学会2017年年会・総会
• [学会発表] Importance of various type of Al substitutions into bridgmanites under high pressure (2017)
  • 著者名/発表者名: Inoue, T., Kakizawa, S. and Noda, M.
  • 学会等名: High-Pressure Mineral Physics Seminar (HPMPS-9)
  • 国際学会
• [学会発表] Thermoelastic properties of Al-bearing hydrous bridgmanite (2017)
  • 著者名/発表者名: Kakizawa, S., Inoue, T., Nishi, M., Arimoto, T., Kadobayashi, H., Tange, Y., Higo, Y., Nakano, S. and Hirai, H.
  • 学会等名: High-Pressure Mineral Physics Seminar (HPMPS-9)
  • 国際学会
• [学会発表] MgSiO3 bridgmanite中へのAl2O3成分の固溶様式の多様性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 井上徹，柿澤翔，野田昌道，高桑悠二
  • 学会等名: 第５８回高圧討論会
• [学会発表] Alに富む含水ブリッジマナイトの熱弾性特性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 柿澤翔，井上徹，西真之，有本岳史，門林宏和，丹下慶範，肥後祐司，中野智志，平井寿子
  • 学会等名: 第５８回高圧討論会
• [学会発表] 無水bridgmaniteの低Al量での置換様式 (2017)
  • 著者名/発表者名: 野田昌道，井上徹，柿澤翔
  • 学会等名: 第５８回高圧討論会
• [学会発表] 酸素欠陥ぺロブスカイトの高圧下での安定性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 永井隆哉，今野新之助，井上徹，新名亨
  • 学会等名: 第５８回高圧討論会
• [学会発表] Sound velocity measurements using ultrasonic interferometry at lower mantle conditions (2017)
  • 著者名/発表者名: Greaux Steeve, Irifune Tetsuo, Higo Yuji, Inoue Toru, Noda Masamichi, Arimoto Takeshi
  • 学会等名: 第５８回高圧討論会
• [学会発表] Raman and IR spectroscopic study of hydrous pyroxenes (2017)
  • 著者名/発表者名: Kung, J., Li, C., Stalder, R., Inoue, T., Chuang, S., Balfan-Casanova, N. and Skogby, H.
  • 学会等名: AGU Fall Meeting 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Sound velocities of the 23 Å phase at high pressure and implications for seismic velocities in subducted slabs (2017)
  • 著者名/発表者名: Cai, N., Chen, T., Qi, X., Inoue, T. and Li, B.
  • 学会等名: AGU Fall Meeting 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Relationship between Al content and substtution mechanism of Al-bearing anhydrous bridgmanites (2017)
  • 著者名/発表者名: Noda, M., Inoue, T. and Kakizawa, S.
  • 学会等名: AGU Fall Meeting 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Effect of Al on stability of DHMS up to the uppermost lower mantle (2017)
  • 著者名/発表者名: Xu, C. and Inoue, T.
  • 学会等名: AGU Fall Meeting 2017
  • 国際学会
• [学会発表] 4 GPa付近におけるローソン石の高圧相転移 (2017)
  • 著者名/発表者名: 岡本啓太郎、栗林貴弘、長瀬敏郎
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2017年年会・総会
• [学会発表] MoO3-Li2O系フラックスで合成したモナズ石CePO4の単結晶X線構造解析:格子間席への不純物固溶の検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 阿部 健康、栗林 貴弘、中村 美千彦
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2017年年会・総会
• [学会発表] マダガスカル産低対称化電気石の鉱物学的特徴 (2017)
  • 著者名/発表者名: 吉見 桃子、栗林 貴弘、長瀬 敏郎
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2017年年会・総会
• [学会発表] 奈良県天川村産レインボーガーネットにみられるラメラ組織の特徴 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中村 友梨江、長瀬 敏郎、栗林 貴弘、今井 裕之
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2017年年会・総会
• [学会発表] 瑪瑙組織のラマン分光解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 長瀬 敏郎、栗林 貴弘、門馬 綱一
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2017年年会・総会
• [学会発表] 茨城県日立鉱山産tetradymite様未知鉱物の結晶構造 (2017)
  • 著者名/発表者名: 栗林 貴弘、長瀬 敏郎、野崎 達生、石橋 純一郎、島田 和彦、門馬 綱一
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2017年年会・総会
• [図書] 図説地球科学の事典 第3章3-11 「含水鉱物と地球深部水の循環」 (2018)
  • 著者名/発表者名: 井上 徹 （編者）鳥海光弘、入舩徹男、岩森光、ウォリスサイモン、小平秀一、小宮剛、阪口秀、鷺谷威、末次大輔、中川貴司、宮本英昭
  • 総ページ数: 248 の内、第3章3-11執筆
  • 出版者: 朝倉書店
  • ISBN: 4254160720
• [備考] 広島大学 大学院理学研究科 地球惑星システム学専攻
  • URL: http://depss.hiroshima-u.ac.jp/GS/index.html
• [備考] 広島大学 プレート収束域の物質科学研究拠点
  • URL: http://hiper.hiroshima-u.ac.jp/
• [備考] 愛媛大学 地球深部ダイナミクス研究センター
  • URL: http://www.grc.ehime-u.ac.jp/