超高圧超大歪み変形実験による全マントル領域を網羅する地球内部レオロジー断面の決定

超高压超大应变变形实验确定覆盖整个地幔区域的地球内部流变截面

• 批准号: 21H04528
• 负责人: 岡崎 啓史
• 金额: $ 27.62万
• 依托单位: Hiroshima University (2022-2023)Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04528/
• 关键词: マントル; レオロジー; スラブ; 沈み込み帯; 深発地震; マントル遷移層; プレートテクトニクス

本研究予算で2021年度に製作した改良型回転式ダイヤモンドアンビル装置を、2022年度からの研究代表者の広島大学への移動に伴い当該装置も広島大学へ移設した。回転式ダイヤモンドアンビル装置は持ち運び可能であるため、2022年度においてもSPring-8に持ち込み放射光実験でも使用した。2022年度はSPring-8のビームタイムを前期後期で各1週間ほど確保することができ(代表研究者の岡﨑及び分担研究者の東が申請代表)、本研究のテーマであるマントル遷移層周辺の圧力条件(およそ20GPa)において、カンラン石の相転移による粘性率低下と深発地震断層形成のプロセスを放射光XRD測定による鉱物組成と応力変化のリアルタイム観察をおこなうことができた。出発試料としてはカンラン石94%、斜方輝石6%の模擬マントル物質を使用した。また、放射光実験から得られたXRDデータから試料にかかる応力を計算するMatlab及びpythonのスクリプトを作成することができ実験データの解析時間を大幅に短縮することができた。2021年度に分担研究者の上杉が開発したXRD測定の半自動化プログラムと合わせて、実験手法については2022年度までに確立することができた。今年度は温度を400degC程度まで昇温することができ、一定温度下での変形実験と一定速度で温度を上昇させながら試料を変形させる一定昇温速度変形実験も実施することができた。以上のように2022年度は放射光下で変形実験をおこなうことに成功し、模擬マントル物質のの応力歪曲線を取得することができた。

This study is expected to produce an improved retrofitting device in 2021, and a representative of the study in 2022 will move the device to Guangzhou University. In 2022, the SPring-8 will be used to emit light. In 2022, the SPring-8 will be held for one week each in the early and late stages.(On behalf of the researcher and the co-researcher, the applicant), the pressure condition of the peripheral edge of the migration layer in this study (20GPa), the phase shift of the rock, the viscosity reduction, the formation of deep seismic faults, the determination of the composition of the material, the observation of the change of the force, and the determination of the composition of the material. 94% of the sample was made of quartz, 6% of orthoclase and 6% of the sample was made of artificial quartz. The analysis time of the sample was greatly shortened by Matlab and Python. In 2021, Uesugi, a shared researcher, will develop a semi-automated platform and cooperation for XRD measurement, and the implementation method will be established in 2022. This year, the temperature is 400 degrees C, the temperature is constant, and the temperature is constant. In 2022, the above-mentioned problems were solved by using radiation, simulation and force distortion.

项目成果

The Role of Post‐Shock Heating by Plastic Deformation During Impact Devolatilization of Calcite (CaCO3)

方解石 (CaCO3) 冲击脱挥发分过程中塑性变形引起的冲击后加热的作用

• DOI: 10.1029/2020gl091130
• 发表时间: 2021
• 期刊: Geophysical Research Letters
• 影响因子: 5.2
• 作者: Kurosawa Kosuke;Genda Hidenori;Azuma Shintaro;Okazaki Keishi
• 通讯作者: Okazaki Keishi

サンカルロスオリビン多結晶体の脆性塑性遷移領域におけるレオロジーと海洋プレートの断層強度プロファイル

圣卡洛斯橄榄石多晶脆塑性转变区的流变性和大洋板块断层强度剖面

• 发表时间: 2022
• 作者: 寺西亜生;奥田覚;岡崎 啓史
• 通讯作者: 岡崎 啓史

炭酸塩岩の高歪速度変形実験と衝突現象における降伏強度と昇温の推定

碳酸盐岩高应变率变形实验和碰撞现象中屈服强度和温升的估计

• 发表时间: 2022
• 作者: 鎌戸隆行;東真太郎;岡崎啓史;藤崎俊平;黒澤耕介;玄田英典
• 通讯作者: 玄田英典

Vein permeability structure of the crustal section in the Oman Drilling Project inferred from the X-ray CT image analysis

X射线CT图像分析推断阿曼钻探项目地壳剖面脉状渗透结构

• 发表时间: 2021
• 作者: Yuya Akamatsu ，IKUO KATAYAMA，Keishi Okazaki;Michibayashi Katsuyoshi、Oman Drilling Project Phase I Science Party.
• 通讯作者: Michibayashi Katsuyoshi、Oman Drilling Project Phase I Science Party.

脆性塑性遷移領域における水にとむ石英剪断帯のレオロジー

脆塑性过渡区水下石英剪切带的流变学

• 发表时间: 2022
• 作者: 川田 悠太;井上 遼;松本大樹，多田直哉，坂本惇司，上森武，石丸恵太;岡崎 啓史
• 通讯作者: 岡崎 啓史