水素結合をプローブにした地球内部物質中の水素ならびにマントル流体の性質の解明

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12640476
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 鍵 裕之 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (70233666)
• Keywords: マントル / 流体 / 水素結合 / 水 / ダイヤモンド / 地球内部 / 分光学 / 高圧

Research Abstract

本年度は申請者ら実験室において、高圧下での流体の振動スペクトルを測定するための設備の整備を行った。クランプ可能な小型ダイヤモンドセルと加圧装置を設計、製作した。圧力測定にはアルゴンイオンレーザー励起の高感度分光器を用い、同一の装置でラマンスペクトルを測定する。また、赤外スペクトルについては既存の装置を用いて測定を行うが、ダイヤモンドセルに効率良く測定光が入射できるように既存の装置のステージ周りの改良を行った。このような設備を用いて、10万気圧オーダーの圧力下で流体の赤外吸収スペクトルとラマンスペクトルを精度良く測定できるようになった。昨年度からの継続課題であった天然ダイヤモンド中に含まれる流体の赤外スペクトルについては、氷の存在を示唆する論文が受理され、現在は天然ダイヤモンド中の流体の化学組成(具体的には塩分)と圧力を近赤外吸収スペクトルの形状解析から同時測定する方法を開発中である。近日中に論文を投稿する予定である。また、天然ダイヤモンド中の流体の存在状態を空間分解能をもって解析する目的で、高輝度の赤外光源を共用することができるSpring-8で赤外吸収スペクトルの測定を来月早々に行う予定で、現在その準備を進めいている。また、マントル捕獲岩を対象にしたラマンスペクトルの測定もすすめた。その結果、流体包有物である二酸化炭素のラマンスペクトルから流体の圧力を見積もる可能性を示唆することができた。この成果も近日中に投稿の予定である。

Research Products

• [Publications] 鍵裕之: "分光学的アプローチによる地球惑星物質の物性と起源に関する研究"地球化学. 34. 169-189 (2000)
• [Publications] Kagi,H.,Parise J.B.,Cho,H.Rossman G.R.and Loveday I.S.: "Hydrogen bonding interaction in Phase A at ambient and high pressure"Physics and Chemistry of Minerals. 27. 225-233 (2000)
• [Publications] Suzuki,K.,Kagi.H.,Nara M,Takano B and Nozaki Y.: "Experimental alteration of molybdenite : Fractionation of Re-Os system, infrared spectroscopic profile and polytype"Geochimica et Cosmochimica Acta. 64. 223-232 (2000)
• [Publications] Kagi,H.,Lu R.,Hemley J.R.and Mao H-K: "Evidence for ice VI as an inclusion in cuboid diamond inclueion incuboid diamonds from high P-T near IR spectroscopy"Mineralogical Magazine. 64. 1057-1065 (2000)
• [Publications] Takahashi Y,Shimizu H.Kagi H.,Yoshida H,Usui A and Nomura M.: "Direct observation of Ce^<III>/Ce^<IV> ratio in granitic rocks, manganese nodules, and cherts."Earth and Planetary Science Letters. 182. 201-207 (2000)
• [Publications] Takahashi Y.,Shimizu H.,Usui A,Kagi,H,and Nomura M.: "Direct observation of terra valent cerium in ferromanganese nodule and crust by X-ray absorption near edge structure"Geochimica et Cosmochimica Acta. 64. 2929-2935 (2000)
• [Publications] Parise,J.,Kagi,H.,Loveday,J.S.Nelmes R.J,and Marshall W.G: "H…H interactions and order-disorder at high pressure in layered hydroxides and dense hydrous phases (In ″Physics Meets Mineralogy ; Condensed Matter Physics in Geosciences)"Cambridge University Press. 308-322 (2000)