マントル遷移層スラブの軟化と深発地震に関する実験的研究

地幔过渡层板片软化与深部地震实验研究

基本信息

批准号：
18H03742
负责人：
久保友明
金额：
$ 29.29万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-01 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18H03742/
关键词：
高圧変形実験放射光遷移層スラブ非平衡相転移深発地震

项目摘要

地球マントル対流を理解する鍵となるマントル遷移層における沈み込んだ海洋プレート（遷移層スラブ）の挙動について、長年未解決とされてきたスラブの軟化と深発地震の発生という２つの問題を取り上げ、非平衡相転移と変形の相互作用というダイナミックな観点から考察することを目的として実験研究を開始した。まずD-111型高圧変形装置と放射光単色X線による変形―相転移その場観察手法の開発に取り組んだ。それにより遷移層圧力下20GPaを超える条件において、せん断変形場でMg2SiO4のオリビン－スピネル相転移のその場観察に成功した。相転移開始前の低温条件ではピストンと試料間でのスリップが卓越するが、昇温し相転移が開始すると試料のせん断変形が進行する様子がその場観察された。温度上昇および相転移によるせん断試料部の軟化が予想される。一方でX線回折データのクオリティや時分割測定の時間分解能の向上など問題点も明らかになった。またD-DIA型変形装置を用いて10GPaまでの条件で、せん断変形場でFe2SiO4のオリビン－スピネル相転移をその場観察する実験準備も進め、これまでにせん断変形場で得られているアコースティックエミッションデータの解析を行い、震源決定精度と試料サイズの関係について議論した。さらに660km不連続面を通過する遷移層スラブで起こるポストスピネル相転移が２段階で起こることを非平衡相転移に基づいて考察し、スラブ地震学で得られる不連続面の凹凸や多重不連続面との関係を議論した。基盤研究(S)との重複制限のため研究の初期段階で本課題は廃止となったが、本課題で得られたせん断変形場での相転移実験とアコースティックエミッション測定技術およびそれらの結果は、遷移層スラブの軟化とせん断不安定化の解明に必要不可欠なものである。

我们已经开始实验研究，目的是考虑地幔过渡层中俯冲的海板（过渡层板）的行为，这是从非平衡相过渡和变形之间相互作用的动态角度理解地面披风对流的关键。首先，我们致力于开发D-111的高压变形设备，以及使用同步辐射单色X射线观察相变的方法。这样可以确保在剪切变形场在过渡层压力下高于20 GPA的条件下的剪切变形场中MG2SIO4的橄榄石旋转相变的原位观察。在开始相变开始之前的低温条件下，活塞和样品之间的滑动是出色的，但是当温度升高并开始相变开始时，就在原位观察到样品的剪切变形进展。预计由于温度升高和相变而导致的剪切样品部分的软化。另一方面，还揭示了诸如X射线衍射数据的质量以及时间划分测量的时间分辨率之类的问题。此外，进行了实验制剂，以观察剪切变形场中Fe2SIO4的橄榄石旋转相变，该条件使用D-DIA型变形装置在多达10 GPA的条件下，分析了到目前为止在剪切变形场中获得的声学发射数据，并讨论了剪切变形领域的相关性，并讨论了精确的确定量和样本确定的确定性和样本确定的确定量和样本量。此外，讨论了基于非平衡相变的两个阶段，在两个阶段进行了旋转层板中发生的旋转后相变。由于基础研究的重叠局限性，在研究的早期阶段就废除了这个问题，但是在剪切变形场中获得的相转换实验和声发射测量技术，其结果对于阐明过渡层的软化和剪切不稳定的Slabs slabs的软化和剪切不稳定至关重要。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

アンチゴライトーオリビン二相系の高圧せん断変形場における変形の局所化とせん断不安定性

叶蛇纹石-橄榄石两相体系高压剪切变形场中变形和剪切失稳的局域化

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
池原舞;久保友明;岩里拓弥;肥後祐司;今村公裕;丹下慶範
通讯作者：
丹下慶範

Kinetics of the two-stage post-spinel transformation under subduction zone conditions: Implications for mantle flow across the 660-km discontinuity

俯冲带条件下两阶段后尖晶石转变的动力学：对跨越 660 公里不连续面的地幔流的影响

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
T. Kubo;H. Kojitani;S. Kaneshima;Y. Higo;Y. Tange
通讯作者：
Y. Tange

D111型装置を用いた高温高圧変形実験

D111型装置高温高压变形实验

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kirkpatrick;J. D.;C. D. Rowe;K. Ujiie;J. C. Moore;C. Regalla;F. Remitti;V. Toy;M. Wolfson-Schwehr;J. Kameda;S. Bose;and F. M. Chester;山口直文;西原遊,　土居峻太,　山崎大輔,　辻野典秀,　芳野極,　久保友明,　今村公裕
通讯作者：
西原遊,　土居峻太,　山崎大輔,　辻野典秀,　芳野極,　久保友明,　今村公裕