スラブ深部における準安定エンスタタイトの相転移と流動強度変化に関する実験的研究

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スラブの第二成分であるエンスタタイトは沈み込むスラブ内でガーネットに固溶せずに残留し、温かいスラブ内では分解反応（エンスタタイト→スピネル＋スティショバイト）を経てアキモトアイトへと相転移する一方、原子拡散の遅い冷たいスラブ内では分解反応が進まずにアキモトアイトへと直接相転移すると考えられる（Hogrefe+, 1994; Nature）。本研究ではこのようなエンスタタイトの特徴的な相転移に着目し、沈み込むスラブ深部条件下における変形中エンスタタイトの相転移と流動強度変化をその場観察し、スラブ深部の強度変化に及ぼす影響を評価することを目指している。本年度は変形中の高圧型単斜エンスタタイト（以下、HP-Cen）相転移のその場観察を目指した実験において、比較的低い圧力条件下（~17 GPa）にて温度を600℃から昇温しながら歪速度一定下（~1E-5s^-1）で変形した実験では、~1000 ℃まで昇温してもHP-Cenの相転移はその場観察されなかった。その一方で、圧力~18 GPa下にて昇温しながら変形した実験では~1100 ℃で、また圧力~23 GPa下にて昇温しながら変形した実験では<1000 ℃でそれぞれアキモトアイトが出現しており、エンスタタイト-アキモトアイト直接相転移はより高い圧力下においてより低い温度から進行する傾向が認められた。変形後の回収試料のSEM観察では、母相であるHP-Cenの粒内・粒界の両方からアキモトアイトへの相転移が進行していたが、より高圧かつ低温条件下にて出現したアキモトアイトについて、粒内からの相転移が卓越している様子であった。