2004 Fiscal Year Annual Research Report
放射光X線回折と中性子回折を用いた高圧下における含水珪酸塩融体の構造の解明
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04J02835
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
山田 明寛 愛媛大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Keywords | Mg珪酸塩メルト / 高温高圧 / 非晶質系の構造 / 含水マグマの構造 / 放射光X線その場観察 / 地球内部 |
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| Research Abstract |
水は地球内部に存在する物質の物性や融解特性に著しい影響を与える。特に含水、高圧条件下での鉱物の熔融関係は無水条件とは大きく異なり、非常に興味深い。例えば、MgO-SiO_2系において、含水マントルの浅部において生成されるマグマの組成はSiO_2成分に富むことが久城らによって明らかにされた。しかし、この現象は、上部マントル最下部に至る条件(約10GPaに相当)までで、更に高圧では生成されるマグマの組成はまったく逆のMgO成分に富むことが明らかになった。本研究では、上述のような高圧含水マグマの熔融様式の変化に伴う構造の変化を、原子レベルの微視的観点から実験的に明らかにすることを目的としている。
高温高圧実験は、KEKのAR-NE5Cビームライン設置のマルチアンビル型高圧発生装置MAX80を使用して行った。高圧状態の含水マグマのX線回折測定は、強力な白色の放射光X線を用いてエネルギー分散法により行った。
今年度は、含水珪酸塩メルトの高温高圧X線回折実験用のセル開発、および5GPa以下の圧力領域でのMg含有量を変えた含水珪酸塩メルトのデータ収集を行った。セル開発については、X線の透過性とH_2O成分を含む珪酸塩メルトの長時間の安定的な封入を可能とする封入システムを考案した。以前のAg-Pdカプセルに加え、Pt-単結晶ダイヤモンド複合カプセルを用いることにより、さらに効率のよいデータ収集が可能となった。データ収集時間は、Ag-Pdカプセルを用いたときに比べ3倍以上短縮された。また、X線透過度の非常に高いダイヤモンドを用いることにより、カプセルによる吸収からくるメルトの回折強度の不確定要素を格段に少なくすることができた。
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