深紫外レーザーが拓くラマン分光岩石学の新展開

深紫外激光开辟拉曼光谱岩石学新进展

• 批准号: 21H01193
• 负责人: 中村 佳博
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01193/
• 关键词: 顕微ラマン分光法; 深紫外レーザー; 炭質物; 低温変成作用; テクトニクス; グラファイト; 変成作用; 地質温度計; ラマン分光法

申請者は，DUV(深紫外)レーザーを利用した新しい顕微/マクロラマン分光装置を開発することで，サンプルを一切加工せずに岩石が経験した変成履歴を推定できる新手法を提唱する．DUVレーザーは，我々が目にすることができる可視光(350-700 nm)より波長が非常に短いため，鉱物・樹脂から発生する妨害ピークの影響を一切受けずに微弱なラマン散乱光を迅速かつ簡便に測定できる．この特性を生かして従来不可能だった炭質物を含む天然岩石から短時間で被熱温度推定可能な新装置開発と新手法の提唱を目指す．初年度から次年度にかけて我々は新しい深紫外顕微ラマン分光システムの構築を実施した．すでに設置されている可視光用ラマン分光装置を改造し，次年度に新しい顕微ラマン分光ユニットを追加した．分光器とCCD検出器は，深紫外から近赤外までの波長領域で高い回折効率を達成できるものを選定し追加した．回折格子も深紫外から近赤外まで幅広く検出感度を有しており，それぞれの波長で最適なブレーズ波長を有するものを選定した．そして全国各地の変成帯から標準炭質物試料を採取しラマンスペクトルの比較を行った．先行研究で報告されているように，深紫外領域の天然炭質物ラマンスペクトルは，可視光と大きく異なりDバンドが著しく小さい特徴がある．そのため従来のD及びGバンドの面積比を温度指標として利用するには，限界がある．そこで様々なスペクトル指標と変成温度の比較を行い，Gバンドラマンシフトと半値幅が低温から高温領域まで有効な温度指標として利用できることを発見した．現在新しい指標の分析条件の変動を議論しており，このデータを取得でき次第新しい温度指標として論文投稿を行う．

申请人提出了一种新方法，该方法允许使用DUV（深紫外线）激光来开发新的微观/宏观拉曼光谱，以估计岩石在没有处理任何样品的情况下经历的变质史。由于DUV激光器的波长比可见光（350-700 nm）短得多，因此它们可以快速轻松地测量弱的拉曼散射光，而不会受到矿物质和树脂产生的任何干扰峰的影响。利用这一特性，我们旨在开发新的设备，并提出新的方法，这些方法可以估算含有碳水化合物的天然岩石的热度，这些岩石以前是不可能的。从第一年到第二年，我们构建了一个新的深紫外小拉曼光谱系统。已经修改了已经安装的用于可见光的拉曼光谱设备，并于明年增加了新的微观拉曼光谱单元。我们选择了光谱仪和CCD检测器，这些探测器可以在从深紫外线到近红外的波长范围内实现高衍射效率。从深紫外线到近红外，衍射光栅具有广泛的检测灵敏度，我们选择了每个波长具有最佳燃烧波长的敏感性。然后从全国各地的变质区收集标准碳水化合物样品，并比较拉曼光谱。如先前的研究所报道，深紫外区域中天然碳水化合物的拉曼光谱的特征是深紫外光的D波段特征明显较小。因此，将常规D和G带作为温度指数的面积比有限制。然后，我们比较了各种光谱指标和转换温度，并发现G波段拉曼移位和半价值宽度可以用作低温到高温区域的有效温度指标。我们目前正在讨论新指标分析条件的变化，一旦获得了这些数据，该论文将作为新的温度指标提交。

项目成果

Progressive Low-Grade Metamorphism Reconstructed from the Raman Spectroscopy of Carbonaceous Material and an EBSD Analysis of Quartz in the Sanbagawa Metamorphic Event, Central Japan

日本中部三波川变质事件中碳质材料的拉曼光谱和石英的 EBSD 分析重建渐进式低品位变质作用

• DOI: 10.3390/min11080854
• 发表时间: 2021
• 期刊: Minerals
• 影响因子: 2.5
• 作者: Hara Hidetoshi;Mori Hiroshi;Tominaga Kohei;Nobe Yuki
• 通讯作者: Nobe Yuki

四国西部, 唐崎マイロナイトの変形温度条件の制約

四国西部唐崎糜棱岩变形温度条件约束

• 发表时间: 2021
• 作者: Sasidharan Kiran;Satish-Kumar Madhusoodhan;Nakamura Yoshihiro;Hokada Tomozaku;Ohfuji Hiroaki;中村 佳博
• 通讯作者: 中村 佳博

Amalgamation of the Ryoke and Sanbagawa metamorphic belts at the subduction interface: New insights from the Kashio mylonite along the Median Tectonic Line, Nagano, Japan

Ryoke 和 Sanbakawa 变质带在俯冲界面处的合并：日本长野中位构造线沿线的 Kashio 糜棱岩的新见解

• DOI: 10.1111/jmg.12633
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of Metamorphic Geology
• 影响因子: 3.4
• 作者: Nakamura Yoshihiro;Miyazaki Kazuhiro;Takahashi Yutaka;Iwano Hideki;Danhara Tohru;Hirata Takafumi
• 通讯作者: Hirata Takafumi

長野県南部赤石山地の白亜紀―古第三紀テクトニクス

长野县南部赤石山脉的白垩纪-古近纪构造

• 发表时间: 2021
• 作者: Sasidharan Kiran;Satish-Kumar Madhusoodhan;Nakamura Yoshihiro;Hokada Tomozaku;Ohfuji Hiroaki;中村 佳博;中村 佳博
• 通讯作者: 中村 佳博

Zircon U-Pb dating of a tuff layer from the Miocene Onnagawa Formation in Northern Japan

日本北部中新世恩纳川组凝灰岩层的锆石 U-Pb 定年

• DOI: 10.2343/geochemj.2.0622
• 发表时间: 2021
• 期刊: GEOCHEMICAL JOURNAL
• 影响因子: 0.8
• 作者: Yoshioka Jumpei;Kuroda Junichiro;Takahata Naoto;Sano Yuji;Matsuzaki Kenji M.;Hara Hidetoshi;Auer Gerald;Chiyonobu Shun;Tada Ryuji
• 通讯作者: Tada Ryuji