マントルに匹敵する高圧状態でのガーネットとオリビンの塑性特性の解明

阐明石榴石和橄榄石在与地幔相当的高压条件下的塑性特性

• 批准号: 09740379
• 负责人: 安東 淳一
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09740379/
• 关键词: マントルのレオロジー; 珪酸塩ガーネット; 高圧塑性; マルチアンビル型高圧発生装置; 透過型電子顕微鏡; 放射光; 珪酸塩ガ-ネット; 高角収束電子回折

本研究テーマに関して、科研費補助期間中に明らかになったことは以下の様な事である。1. マルチアンビル型高圧発生装置を利用して、6.5GPaという高封圧状態で、単結晶珪酸塩ガーネット(Py_<20>Al_<73>Sp_2Gr_5)の塑性変形実験を行った。温度条件は室温-1440℃とした。回収試料は透過型電子顕微鏡を用て転位構造の観察を行った。転位のバーガーズベクトルは高角収束電子回折法を用いて決定した。その結果、1)今回の実験条件(6.5GPa・単結晶試料)では、珪酸塩ガーネットの脆性-塑性変形の遷移は1000℃前後で生じる。2)全ての温度領域で1/2<111>{1-10}・ 1/2<111>{11-2}・1/2<111>{12-3}・<100>{010}・<100>{011}のすべり系をもつ転位が観察された。3)観察した転位の大部分は拡張している、事が分かった。2)と3)の結果は、転位の移動に対する障害(パイエルスポテンシャル)を大きくし、珪酸塩ガーネットの塑性強度を大きくしていると考えられる。2. Py_<100>、Py_5OMj_<50>、Py_<23>Al_<48>Gr_<28>Sp_1、Py_<68>.Al_<18>Gr_<14>Sp_1の4種類の多結晶珪酸塩ガーネットの変形実験を大型放射光施設(Brookhaven National Lab.:USAとSring-8:日本)において、マルチアンビル型高圧発生装置を利用して行った。その結果、珪酸塩ガーネットの塑性強度は、パイロープ組成とメージャライト組成に富むほど、また、封圧が増大する程、大きくなる事が分かった。3. オリビンの5GPaから10GPaの封圧条件での変形実験を、マルチアンビル型高圧発生装置を利用して進めている。その結果、高圧条件下では、低い圧力条件に比べ、[001]すべりによる転位すべり塑性変形領域が増大する事が分かりつつある。

This study テ ー マ に masato し て, に in KeYanFei allowance during ら か に な っ た こ と は の below others な matter で あ る. 1. マ ル チ ア ン ビ ル type high 圧 発 を raw device using し て, 6.5 GPa と い う high sealing state 圧 で, 単 crystallization stating acid salt ガ ー ネ ッ ト (Py_ < > 20 Al_ < 73 > Sp_2Gr_5) の plastic - shape be 験 を line っ た. Temperature conditions: と room temperature -1440℃と た. The <s:1> transmissive electron 顕 micromirror を of the reproducing test material uses a て転 position to construct a <s:1> 観 observation を line った. The 転 position is 転 バ ガ ガ ガ ズベ ズベ ズベ ト ガ ガ を the high-angle beam electron back-fold method を is determined by を て た. そ の results, 1) today back の be 験 conditions (6.5 GPa 単 crystal sample) で は, stating acid salt ガ ー ネ ッ ト の brittle - plastic - shaped の migration は で born before and after 1000 ℃ じ る. 2) all て の で 1/2 temperature field < 111 >, {1} 10 1/2, < 111 >, {2} 11 1/2, < 111 >, {12-3} < 100 >, {010} < 100 >, {011} の す べ り department を も つ planning a が 観 examine さ れ た. 3)観 examine the た転 position 観 most of the 拡 拡 zhang <s:1> て る る events が った った. 2) と 3) は の results, planning a の mobile に す seaborne る handicap (パ イ エ ル ス ポ テ ン シ ャ ル) を big き く し, stating acid salt ガ ー ネ ッ ト の plastic strength を big き く し て い る と exam え ら れ る. 2. Py_ < 100 >, Py_5OMj_ < > 50, Py_ < 23 > Al_ < > 48 Gr_ < > 28 Sp_1, Py_ < 68 > Al_ < > 18 Gr_ < > 14 Sp_1 の 4 kinds の salt crystallization stating acid ガ ー ネ ッ ト の - shape be 験 を large radiation light facilities (Brookhaven National Lab. : USA と Sring - 8: Japan) に お い て, マ ル チ ア ン ビ ル type high 圧 発 を raw device using し て line っ た. そ の results, stating acid salt ガ ー ネ ッ ト の は plastic strength, パ イ ロ ー プ composition と メ ー ジ ャ ラ イ ト composition に rich む ほ ど, ま た, sealing 圧 が raised large す る cheng, big き く な る matter が points か っ た. 3. オ リ ビ ン の 5 gpa か ら 10 gpa の 圧 sealing condition で の - shape be 験 を, マ ル チ ア ン ビ ル type high 圧 発 を raw device using し て in め て い る. そ の results, under the condition of high 圧 で は, low い に pressure conditions than べ, [001] す べ り に よ る planning a す べ り が raised large plastic - shaped field す る matter が points か り つ つ あ る.

项目成果

安東淳一: "マントルのレオロジーに対する実験からのアプローチ" 鉱物学雑誌. 27. 45-56 (1998)

Junichi Ando：“地幔流变学的实验方法”《矿物学杂志》27. 45-56 (1998)。

Takeshita T.: "Progress in the studies of texture development in quartzite" 地質学論集. 50. 21-32 (1998)

Takeshita T.：“石英岩结构发育研究进展”地质学杂志 50. 21-32 (1998)。

Ando J.: "Evaluation of the non-hydrostatic stress in a multianvil H-P appamtus" Phys.Chem.Minerals. 24. 139-148 (1997)

Ando J.：“多砧 H-P 应用中的非静水应力评估”Phys.Chem.Minerals。

Weidner D.J.: "Rheology measurments at high pressure and temperature" Geophysical Monograph Series. 101. 473-482 (1998)

Weidner D.J.：“高压和高温下的流变测量”地球物理专着系列。

Voegele V.: "Plastic deformation of silicate garnet I." Phys.Earth Planet.Int.108. 305-318 (1998)

Voegele V.：“硅酸盐石榴石 I 的塑性变形。”