下部地殻レオロジーの実験的研究:水の効果と延性破壊による震源核形成について

下地壳流变实验研究：水的影响与韧性断裂震源成核的形成

基本信息

批准号：
21840012
负责人：
武藤潤
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、下部地殻の代表的な岩石である斜長岩のレオロジーにおける水の影響や圧力の影響を定量的に調べるために、下部地殻に相当する温度・圧力を出力可能なGriggs型試験機を使い、斜長岩の予察的な変形実験を行った。本年度前期は、東北大学現有のGriggs型試験機を、変形実験が可能なように修繕した。東北大学が所有するGriggs型試験機用に、研究費で購入した温度制御・モーター制御のリレー回路を作成し、下部地殻条件下での実験が可能な変形試験機を作成した。また、出発試料を合成することで、粒径、含水量を制御かつクラックフリーの斜長岩を合成し、実験試料とした。通常の薄片観察に加え、放射光X線CT観察により、試料中のポア分布を調べた。また、FTIRを用いて、焼結した試料の含水量を求めた。真空焼結した試料の予察的な変形実験から、無水下では合成斜長石多結晶体は、著しく強度が高いことが明らかになった。一方、含水下では、試料の表面約1mmほど水軟化し、変形が集中した。この変形した部分は強い格子定向配列を示した。しかし、強度は無水下で変形したものと変わらないことから、今後、含水下でのアニール時間を長くするなどから、斜長石多結晶体を難化させるのに必要な含水量を調べていく。

在这项研究中，为了定量研究水和压力对下地壳典型岩石斜长岩流变的影响，我们使用了格里格斯型测试仪，它可以输出与下地壳相当的温度和压力。我们对斜长岩进行了初步变形实验。今年上半年，我们对东北大学现有的格里格斯型试验机进行了修复，使其能够进行变形实验。对于东北大学拥有的格里格斯型试验机，我们用研究经费购买了温度控制和电机控制继电器电路，并创建了可以在较低地壳条件下进行实验的变形试验机。此外，通过合成起始样品，合成了晶粒尺寸和含水量受到控制且无裂纹的钙长石，并用作实验样品。除了普通的薄片观察之外，还通过同步加速器X射线CT观察来研究样品中的孔隙分布。此外，使用 FTIR 测定烧结样品的水含量。对真空烧结样品的初步变形实验表明，合成斜长石多晶在无水条件下强度明显增强。另一方面，在有水的情况下，样品表面软化约1mm，变形集中。该变形部分表现出较强的晶格取向。然而，由于强度与无水条件下变形的强度相同，因此我们将通过增加潮湿条件下的退火时间来研究使斜长石多晶变得困难所需的水含量。