衝撃波実験による高圧鉱物の合成と相転移の研究

利用冲击波实验研究高压矿物的合成与相变

• 批准号: 13874060
• 负责人: 藤野 清志
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13874060/
• 关键词: 衝撃圧縮; 高圧鉱物; 相転移

これまでの衝撃波実験では,高圧鉱物の合成や相転移の発生が困難であったので,本年度は天然の隕石を衝撃波実験の出発物質に用いて,衝撃波実験の前後で構成鉱物にどのような変化が生じるか調べた.こうした実験は,天然の隕石中に見られる衝撃組織から,隕石母天体での衝撃変成条件を直接推定することにつながる.衝撃波実験そのものは以前に行ったものだが,回収試料の解析に長い時間を要した.出発物質には,衝撃変成のなるべく低いLake Labyrinthコンドライト(LL6,衝撃変成度S4)を用いた.この隕石の主な構成鉱物は,かんらん石,斜方輝石,透輝石,斜長石であった.この隕石を直径10mm厚さ1-2mmの円盤状に加工し,東北大学金属材料研究所の1段式ガス銃を用いて,試料を40GPa前後で衝撃圧縮した.衝撃波実験前と後の試料をそれぞれイオンミリング法で薄膜にし,分析透過電子顕微鏡で観察し,比較した.衝撃波実験前後の試料を分析透過電子顕微鏡で観察した結果,以下のことが分かった.かんらん石には大きな違いが見られなかった.斜長石は,衝撃波実験前には少なくとも一部は結晶として存在していたのに対し,実験後にはすべてガラス化していた.斜方輝石は結晶の粒径が1μm程度であったものが20nm程度まで小さくなっていた.その一部には溶融脈らしきものが出来ていた.また,透輝石は(100)双晶の頻度が著しく増していた.かんらん石と斜長石の変化は,Stofflerら(1991)の衝撃変成の分類表とほぼ合致していた.しかし,透輝石に関しては,衝撃波実験では(001)双晶が形成されるとしたHornemann and Muller(1971)の結果と異なっていた.

こ れ ま で の blunt shock wave be 験 で は, high 圧 鉱 の synthesis planning や phase shift の 発 raw が difficult で あ っ た の で, this year's は natural の meteorites を blunt shock wave be 験 の に 発 substance use い て, blunt shock wave be 験 の で constitute 鉱 content before and after に ど の よ う な variations change が raw じ る か adjustable べ た. こ う し た be 験 は, natural の meteorites に see ら れ る blunt shock organization か ら, meteorites The parent celestial body で the condition for impact transformation を is directly presumed to be する する とに とに ながる ながる. The impulse wave experiment そ <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> だが に in the previous に line った <s:1> だが だが, the return test material <s:1> analysis に long <s:1> time を requires た. The release material に に, and the impact turns into なるべく low <s:1> Lake Labyrinth コ ン ド ラ イ ト (LL6, blunt shock - into degree S4) を with い た. こ の meteorites の main な 鉱 は, か ん ら ん, enstenite, diopside, plagioclase で あ っ た. こ の meteorites を diameter 10 mm thick さ 1-2 mm の has drifted back towards &yen; disk し に processing, metal material research institute at Northeastern University の 1 KNN ガ ス spear を with い て, try It is estimated that を40GPa before and after で impact compression is less than た. After blunt shock wave be 験 before と の sample を そ れ ぞ れ イ オ ン ミ リ ン で グ method に し, analysis through electronic 顕 micromirror で 観 examine し, compare し た. Be blunt shock wave before and after 験 の sample を analysis through electronic 顕 micromirror で 観 examine し た as a result, the following の こ と が points か っ た. か ん ら ん stone に は big き な violations い が see ら れ な か っ た. Before the plagioclase は, blunt shock wave be 験 に は less な く と も a は crystallization と し て exist し て い た の に し seaborne, be after 験 に は す べ て ガ ラ ス change し て い た. Enstenite は degree of crystallization の size が 1 mu m で あ っ た も の が 20 nm level ま で small さ く な っ て い た. そ の a に は melt pulse ら し き も の が out て い た. ま た, diopside は (100) twin の frequency が the し く raised し て い た. か ん ら ん stone と plagioclase の - は, Stoffler ら の blunt shock (1991) Variations into classification of の と ほ ぼ close to し て い た. し か し, diopside に masato し て は, blunt shock wave be 験 で は (001) twin が form さ れ る と し た Hornemann and Muller (1971) の results と different な っ て い た.

项目成果

T.G.Sharp: "Shock-induced melt veins in chondrites : Crystallization history vs.shock history"Lunar and Planetary Science. XXXII. 2159pdf (2001)

T.G.Sharp：“球粒陨石中冲击引起的熔脉：结晶历史与冲击历史”月球与行星科学。

Tomioka, N.: "The breakdown of diopside to Ca-rich-majorite and -glass in a shocked H chondrite"Earth and Planetary Science Letters. 208. 271-278 (2003)

Tomioka, N.：“在受冲击的 H 球粒陨石中透辉石分解为富钙镁镁石和玻璃”《地球与行星科学快报》。

Z.Xie: "High-pressure phases in shock-induced melt veins from the Umbarger Lb chondrite constraints on shock conditions"Lunar and Planetary Science. XXXII. 1805pdf (2001)

Z.Xie：“Umbarger Lb 球粒陨石引起的冲击引起的熔脉中的高压阶段对冲击条件的限制”月球与行星科学。

Xie, Z.: "Natural occurrence of Fe_2SiO_4-spinel in the shocked Umbarger L6 chondrite"American Mineralogist. 87. 1257-1260 (2002)

谢Z.：“震惊的Umbarger L6球粒陨石中Fe_2SiO_4-尖晶石的自然生成”美国矿物学家。

Tomioka, N.: "Microstructures and structural phase transition of(Mg, Fe)SiO_3 majorite"European Journal of Mineralogy. 14. 7-14 (2002)

Tomioka, N.：“(Mg, Fe)SiO_3 多数石的微观结构和结构相变”欧洲矿物学杂志。