結晶の核形成と結晶成長および溶解機構

1986 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 61113001
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 砂川 一郎 東北大, 理学部, 教授 (20004426)
• 研究分担者: 青木 義和 九州大学, 理学部, 助教授 (00037277) ; 西田 孝 千葉大学, 教育学部, 教授 (40012405) ; 塚本 勝男 東北大学, 理学部, 助手 (60125614) ; 今野 弘 東北大学, 理学部, 助手 (10004300) ; 秋月 瑞彦 東北大学, 理学部, 助教授 (60004363)
• キーワード: 結晶成長 / 核形成 / 溶解 / 珪酸塩系 / クラスター / レーザー・ラマン分光法 / マグマ中での結晶化 / その場観察法

研究概要

本研究の目的は主として珪酸塩系における結晶の核形成、成長、溶解現象などのカイネテイックなプロセスやメカニズムを理解し、もってマグマの発生、火成岩の形成などの地質学的な現象の基本に貢献しようとするところにある。このため、本研究でとってきた研究手法は高温珪酸塩溶液中での結晶の核形成、成長、溶解過程のその場観察法である。この方法は、顕微鏡下に高温液体の薄膜をつくり、その中で結晶の核形成、成長、溶解を起させ、透過光下で過程を直接観察、ビデオに録画するという方法で、世界にさきがけて代表者の研究室で開発された手法である。この方法を用いてすでに多くの研究成果を発表してきたが、そのうちいくつかの例をあげれば、珪酸塩結晶のモルフォロジーの過冷却度や組成による変化が解明されたこと、準安定核形成の現象が普遍的に観察されその実体が把握されたこと、固相・液相間の反応について種々の知見がえられたことなどである。これらの成果にたって本年度は主として高温液相中に存在するクラスター、胚芽状粒子などの超微細粒子の存在状態、挙動を把握する方法の開発を目標とした。これらは結晶の成長単元として重要であるとともに、マグマの溶解、その中での結晶の成長の最も基本的なプロセスの理解につながるものである。このため、本研究ではレーザー・ラマン分光法を採用することにした。そもそも極めて微細な粒子を把握するのがねらいであるから、分光器も〓光率の小さいものをさがさねばならなず、また顕徴集光系、装置制御系、データファイル系をまったく新しくシステム化する必要がある。これらの検討をすべて行なった上で、レーザーラマン分光系1式を本研究で新に設置した。
なお、分担者の研究連絡のため、昭和61年11月10日、仙台市において研究集会を開催した。14件の研究発表と討論を行なった。

研究成果

• [文献書誌] I.Sunagawa: Proceedings of the 13th General Meeting of IMA:Vol.2 Morphology and Phase Equilibria of Minerals. 195-207 (1986)
• [文献書誌] I.Sunagawa;A.Sugibuchi: 岩石紘物鉱床学会誌. 81. 348-358 (1986)
• [文献書誌] A.Kouchi;A.Tsuchiyama;I.Sunagawa: Contribution to Mineralogy and Petrology. 93. 429-438 (1986)
• [文献書誌] K.Maiwa;K.Tsukamoto;I.Sunagawa: Journal of Crystal Growth. 82. (1987)
• [文献書誌] I.Sunagawa: Estudios Geologia. (1987)
• [文献書誌] I.Sunagawa;Lu Taijing: Mineralogical Journal. 13. (1987)
• [文献書誌] I.Sunagawa: "Lecture Notes,Erice International Summer School on Crystal Growth" Crystal growth and geoscience, 15 (1987)
• [文献書誌] I.Sunagawa Ed.: "Morphology of Crystals,Part A,B,C." Terra Sci.Pub.,Tokyo/D.Reidel,Dordrecht, 1000 (1987)