動的再結晶による地殻・マントルの異方性の発達

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12640438
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 清水 以知子 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (40211966)
• Keywords: 動的再結晶組織 / 結晶粒径分布 / 核形成-成長理論 / 石英 / カンラン石 / 結晶方位定向配列 / 高温高圧実験 / 固体圧変形試験機

Research Abstract

本年度はまず、高温高圧下で塑性流動した際にできる動的再結晶組織を特徴付ける。結晶粒径分布の時間発展について、天然の岩石変形組織の解析をするとともに、核形成-成長理論に基づいて解析した。サンプルは、韓国で採取されたマイロナイト化した石英岩、および北海道幌満カンラン岩体から採取されたペリドタイトをもちい、組織の解析には走査型レーザー顕微鏡をもちいた画像処理法を導入した。解析の結果、石英およびカンラン石について、対数正規分布に近い結晶粒径分布が得られた。これは理論的に求められた定常組織と調和的である。
また再結晶作用開始からの遷移状態についてモデリングした。またこれを、オランダ、ユトレヒト大学のC.J.Spiers博士らの実験研究グループの行なった、大理石についてのガス圧変形実験、および岩塩についての変形実験組織と比べて解析した。特に、大理石の示す、バイモーダルから対数正規分布への分布の変化を、理論でよく再現することができた。これらの結果については、オランダで行なわれた国際集会で発表した。
さらに、地殻、マントルの主要鉱物の結晶方位定向配列と、これに及ぼす再結晶作用の影響を調べるための、実験的研究に着手した。本年度は静岡大学既設の3軸固体圧変形試験機の改修と試運転を行なうとともに、およびこの目的のための試料アセンブリの検討などを行なった。

Research Products

• [Publications] Shimizu, I.: "Nonequilibrium thermodynamics of nonhydrostatically stressed solids, In : Earthquake Thermodynamics and Phase Transformation in the Earth's Interior"Academic Press. 81-102 (2001)
• [Publications] Shimizu, I., J.H. ter Hege, J.H.P. de Bresser, C.J.Spiers: "Grain size evolution in dynamic recrystallization : A Theoretical model"Deformation Mechanisms, Rheology, Microstructures. 146. (2001)
• [Publications] Ikeda, S, Toriumi, M., Yoshida, H., Shimizu, I.: "Experimental study of the textural development of igneous rocks in the late stage of crystallization : the importance of interfacial energies under non-equilibrium conditions"Mineral. Petrol.. 142. 397-415 (2002)
• [Publications] 清水 以知子, 島田 耕史: "レーザー偏光顕微鏡の開発と計量岩石組織学への応用"地質雑. (in press). (2002)
• [Publications] 澤口 隆, 清水 以知子: "レーザー顕微鏡による岩石組織学の可視化:反射像と透過像"地質雑. (in press). (2002)