2003 Fiscal Year Annual Research Report
カンラン岩の系における高圧型含水マグネシウム珪酸塩の安定関係
Project/Area Number |
02J06690
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Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
Principal Investigator |
駒林 鉄也 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 特別研究員(DC1)
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Keywords | 地球深部 / 水 / 沈み込み / 高温高圧実験 / 含水鉱物 |
Research Abstract |
1.「Petrogenetic grid in the system MgO-SiO_2-H_2O up to 30 GPa,16000℃ Applications to hydrous peridotite subducting into the Earth's deep interior」がJournal of Geophysical Research 誌に受理された。この論文で、(1)30GPa(深さ800km)、1600℃までの含水カンラン岩に対する、含水鉱物(高圧型含水マグネシウムケイ酸塩-DHMS-)を含む内部矛盾のない反応曲線網(グリッド)を世界で初めて構築した。(2)そのグリッドを基に、沈み込むプレート内でおこる脱水反応の温度圧力位置を予測し、プレートによる地球深部への水輸送の機構を論じた。(3)予測された脱水反応の深さと深発地震の震度-頻度分布とを比較し、深発地震がプレート内脱水反応起源であることを提案した。 2.昨年度のバイロイト大学(ドイツ連邦共和国)滞在中に習得した抵抗加熱(外熱)式ダイアモンドアンビルセル(DAC)を、高輝度放射光施設SPring-8(兵庫県)のビームラインBL10XUへ設置した。実験はすでにルーチンに乗っており、高温高圧X線その場観察が可能である。現在までに、70GPa,1050Kを達成した。含水D相の高温高圧安定性、高温下(900K)の圧縮率のデータを得ている。 3.東工大のマルチアンビルプレスを用いたクエンチ実験により、深さ410-km(14GPa)付近でのDHMSの相平衡を調べた。従来報告されている実験と異なり、水に不飽和なバルクの出発物質を用い、遊離フルイドの組成に影響されない相平衡実験をおこなった。構築した相平衡図に基づき、マントル遷移層への水の出入りについて議論した。この実験結果は上記1.で論文発表したグリッドに新たな制約を与え、マントル内部の水のダイナミクスの理解に重要な寄与となる。この成果を国際学会(米国地球物理学連合(AGU)、12月、米国サンフランシスコ、ポスター)で発表した。
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Research Products
(4 results)
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[Publications] Fei, Van Orman, Li, van Westrenen, Sanloup, Minarik, Hirose, Komabayashi et al.: "Experimentally determined post-spinel transformation boundary in Mg_2SiO_4 using MgO as an internal pressure standard and its geophysical implications."Journal of Geophysical Research. 109. B02305 (2004)
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[Publications] Komabayashi, Omori, Maruyama: "Petrogenetic grid in the system MgO-SiO_2-H_2O up to 3OGPa, 1600℃:Applications to hydrous peridotite subducting into the Earth's deep interior"Journal of Geophysical Research. (in press). (2004)
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[Publications] Fei, Li, Hirose, Minarik, Van Orman, Sanloup, van Westrenen, Komabayashi et al.: "A critical evaluation of pressure scales at high temperatures by in situ X-ray diffraction measurements."Physics of the Earth and Planetary Interiors. (in press). (2004)
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[Publications] Omori, Komabayashi, Maruyama: "Dehydration and earthquakes in the subducting slab : emprical link in intermediate and deep seismic zones"Physics of the Earth and Planetary Interiors. (in press). (2004)