下部マントル物質の含水条件下における高圧相転移と高圧物性

含水条件下下地幔物质的高压相变和高压物理性质

基本信息

批准号：
15J06233
负责人：
石井貴之
金额：
$ 1.75万
依托单位：
Ehime University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

この１年間はドイツバイロイト大学バイエルン地球科学研究所に滞在し、１年目の研究課題である①川井型マルチアンビルプレスを用いた50 GPa以上の圧力発生技術の開発と②40 GPa以上、2000 Kにおける新規圧力定点の確立を主な目的に研究を行ってきた。①に関しては、2段目アンビルに斜面付きタングステンカーバイドアンビルを採用し、高圧セル、ガスケットの最適化を行い、室温で63 GPa、2000 Kで45 GPaの圧力発生に成功した。この結果は国内・国際学会で発表し、また国際誌で公表されている。また、発生圧力の見積もりに用いていたMg3Al2Si3O12組成試料の高圧相転移について、同組成のブリッジマナイトを合成した際、減圧過程でリチウムニオベート構造へ相転移することが解った。この相の結晶構造解析を放射光X線回折測定と組み合わせて行い、現在国際誌への投稿論文を準備している。この高圧発生技術を②に応用して、パイロープ（Mg3Al2Si3O12）－アルマンディン（Fe3Al2Si3O12）系高温高圧相関係を決定し、この系中で合成されるブリッジマナイト相の化学組成の圧力依存性を現在決定中である。現在までに、両者の中間組成である(Mg,Fe)Al2Si3O12組成の2000 Kにおける高圧相関係を40 GPaまで決定した。40 GPaで同組成を持つリチウムニオベート相が合成されることが解り、この相についても結晶構造解析を行っていく予定である。

过去一年，我一直在德国拜罗伊特大学巴伐利亚地球科学研究所工作，第一年的研究目标是（1）利用Kawai型多砧压力机开发50 GPa以上的压力产生技术，（2）开发40 GPa以上、2000 K以上的压力产生技术。主要目的是建立新的压力固定点。对于①，我们在第二级砧座上采用了带有斜度的碳化钨砧座，并对高压室和垫片进行了优化，成功地在室温下产生了 63 GPa 的压力，在 2000 K 下产生了 45 GPa 的压力。研究成果已在国内外会议上发表并在国际期刊上发表。此外，关于用于估计产生压力的Mg3Al2Si3O12成分样品的高压相变，发现当合成相同成分的桥锰石时，在减压过程中发生向铌酸锂结构的相变。我们结合同步辐射X射线衍射测量对该相进行了晶体结构分析，目前正在准备向国际期刊提交论文。将这种高压发生技术应用于步骤②，我们确定了镁铝榴石（Mg3Al2Si3O12）-铁铝榴石（Fe3Al2Si3O12）体系的高温高压相关系，目前研究了桥锰矿相化学成分的压力依赖性正在这个系统中综合做出决定。迄今为止，我们已经确定了 (Mg,Fe)Al2Si3O12 成分在 2000 K 至 40 GPa 下的高压相关系，该成分是两者之间的中间成分。已经发现在40 GPa下合成了具有相同成分的铌酸锂相，我们也计划分析该相的晶体结构。