島弧下マントルに含まれる流体から,沈み込み帯の物質循環系を探る

从岛弧下地幔流体探讨俯冲带物质循环系统

基本信息

批准号：
02J07485
负责人：
山本順司
金额：
$ 2.88万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology (2003)The University of Tokyo (2002)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

沈み込み帯の三次元的な物質構造と物質循環系を解き明かすため,マントル起源物質に適用できる超高精度の地質圧力計の開発に挑んだ.現在までの研究成果により,マントル構成鉱物に含まれる流体の密度と相図,輝石温度計を組み合わせることによって,流体の平衡圧力を見積もられることが確認できた.しかし,マントル鉱物に含まれる流体の密度には鉱物種に依存した系統的な差違が確認でき,鉱物の二次的な変形が影響を及ぼしている可能性が考えられる.そこで流動学的な計算を行うため,高温・高圧下での天然マントル構成鉱物の弾性・塑性変形強度をSPring8で測定した.現在,データの解析中であるが,この結果を用いて鉱物変形の圧力計への影響を見積もり,当手法を上部マントル物質に適用できる超高精度の地質圧力計として確立することを目指している.上述の地質圧力計を実際に天然の試料に適用させるため,中国各地でマントル起源の捕獲岩を採取した.試料採取は主に山東省と遼寧省で行った.若干風化を被った試料もあったが,概ね予定通り尖晶石を含むマントル捕獲岩(レルゾライト)を採取することに成功した.現在,薄片を作製し,流体包有物の同定を進めているところである.他に,予定していたパルス型レーザー光発振装置を用いた局所ガス抽出システムの開発も行った.一般的に,マントル構成鉱物には複数種の流体包有物が存在し,且つそれぞれが異なった起源や来歴を有すると考えられるため,流体包有物中の希ガスの同位体組成を個々に分析する技術が要請される.そこで赤外レーザー光を赤外光対応高倍率対物レンズによって数ミクロン径まで絞り,真空中で流体包有物を個々に撃ち抜くことに挑んだ.実際に超高真空に封入したマントル起源鉱物を10ミクロンのスポット径で掘削することに成功し,流体包有物一つ一つからガスを抽出することを可能にした.

为了揭示俯冲带的三维材料结构和材料循环系统，我们对可以从地幔起源的材料应用于超高精确地质压力表的发展提出了挑战。最新的研究结果已经证实，可以通过结合地幔组成矿物，相图和吡格烯温度计中包含的流体密度来估算流体的平衡压力。但是，可以在地幔矿物质中包含的流体密度中确认系统的差异，并影响矿物质的继发变形。可能是这种情况。因此，为了进行流变学计算，使用Spring 8在高温和压力下自然地幔组成矿物的弹性和塑性变形强度进行了测量。目前正在分析数据，结果被用于估计矿物变形对压力的效果，并且目的是将这种方法应用于紫外线的材料。为了将地质压力表实际应用于天然样品，我们已经能够在整个中国举行斗篷。收集了原始的异种石。样品主要收集在山东和骗子省。一些样品略有风化，但它们能够按计划收集包含尖头石头的地幔异种石（lerzolites）。我们目前正在准备薄片，目前正在识别流体夹杂物。此外，我们还使用计划的脉冲激光振荡器开发了局部气体提取系统。通常，地幔成分矿物质中存在多种类型的流体夹杂物，并且由于它们都被认为具有不同的起源和历史，因此需要技术来分析流体夹杂物中质量气体的同位素组成。因此，使用与红外光兼容的高放大倍率晶状体，将红外激光降低至几微米直径，并通过真空单独射击。实际上，我们成功地挖掘了以10微米为单位直径的超高真空中封闭在超高真空中的地幔矿物，从而使气体可以从每个流体含量中提取。