2001 Fiscal Year Annual Research Report
岩石のマイクロテクトニクスの精密定量解析と異方性に関する研究
| Project/Area Number |
12640467
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
佐藤 博樹 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (50215828)
|
|---|
| Keywords | Vs-Vp / Vsダイヤグラム / 岩石物性 / 蛇紋岩 / 含水鉱物 / H_2O流体 / 岩石-流体系の微細構造 / 流体分布の解析 / 脱水過程 |
|---|
| Research Abstract |
本年度は,岩石のマイクロテクトニクスに関し,高圧下で密封された岩石中のH_2O流体分布と弾性波速度について新たな知見が得られたので,その結果について報告する.岩石の組織や微細構造を決定する重要な要因の一つにH_2O流体があげられる.鉱物に比べ流体の弾性率は桁違いに小さいため,その存在形態は,岩石全体の物性に重大な影響を及ぼす.従って,例えば弾性波速度の測定値から流体分布を見積もることが可能である.
1GPaで温度の関数として測定された蛇紋岩のP波速度(Vp)とS波速度(Vs)は,蛇紋石やブルース石の脱水反応に対応する温度で著しく減少する.流体を含む系の物性と微細構造は,Vs-Vp/Vsダイヤグラム上で特徴的な振る舞いを示すことが明らかとなった.蛇紋石とブルース石の高温高圧相平衡関係と速度データとの対比から,Vs-Vp/Vsダイヤグラムにより含水試料の脱水過程と平衡状態が議論可能である.出発物質の蛇紋岩(愛媛県東赤石山産)は蛇紋石,ブルース石,かんらん石より成り,1GPa,900℃で脱水反応完結後の固相は,かんらん石と輝石より成る.つまり高温高圧下で密封された蛇紋岩試料は,脱水完結後(1GPa,900℃),かんらん石-輝石-H_2O系となる.興味深いことに,脱水後の蛇紋岩の弾性波速度は,かんらん石-輝石-H_2O系の示す弾性波速度と整合的である.低含水量ではディスク状のH_2O分布により,高含水量ではチューブ状のH_2O分布により実験室の測定データが再現された.この結果は高温高圧平衡実験により認められている上部マントル岩石の流体分布と一致する.よって本結果は,流体を含む地球内部構成物質の物性が,構成鉱物とH_2Oの物性から見積もれることを示しており,その意義は大きい.
|
-
[Publications] Hiroki Sato: "Olivjne-pyroxene-H_2O system as a practical analogue for estimating elastic properties of fluid-bearing under the rocks at high pressures and temperatures"Geophysical Research Letters. (in print). (2002)
-
[Publications] 今田幸史: "石灰岩の片理面とそれに直交する面における組織変化の定量化"地麗. (印刷中). (2002)
-
[Publications] Hiroki Sato: "H_2O fluid distribution in mantle rock at 1GPa : constraints from Vs-Vp/Vs diagram"Bull.Earthg.Res.Inst.Univ.Tokyo. 76. 305-310 (2001)
-
[Publications] 竹内 均: "地球環境調査事典-調査・計測・測定・分析-"フジ・テクノシステム(印刷中). (2002)
