方射光X線による高圧下での含水珪酸塩マグマの構造の解明

使用定向 X 射线阐明高压下水合硅酸盐岩浆的结构

• 批准号: 15654074
• 负责人: 井上 徹
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Ehime University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15654074/
• 关键词: 放射光X線; 含水珪酸塩メルト; マグマ; 高温高圧; マグマの構造; マグマの物性; 地球内部

本年度も高エネルギー物理学研究所の大型放射光施設(PF-AR)の高輝度X線を利用して、高圧下での含水珪酸塩メルトの回折パターンを収集した。特に、昨年度から開発・改良した単結晶ダイヤモンドのスリーブとPtの蓋をカプセルとして使うことにより、含水メルトの封入を完璧に行い、効率的にX線回折パターンを収集した。このセルではX線の通過経路には圧媒体のボロンエポキシとヒーターであるグラファイト、それにダイヤモンドスリーブという比較的原子番号の小さい物質からなるものを配置しているため、非常に効率的に回折パターンの収集が可能である。このようなセルの改良により、世界で初めて含水メルトで、メルトの構造を求めるのに絶え得るX線回折パターンの収集に成功したといえる。実験は、MgO-SiO_2-H_2O系でMg/Si比を1.0,1,5,2.0と変化させたもので行った。圧力範囲は3-5 GPaである。結果は、特に干渉関数から得られる中距離構造を反映していると考えられるFSDP(first sharp diffraction peak)が系統的に組成、圧力で変化している様子が観察され、これはSiO_2ネットワークの分断の様子を反映していると考えられる。これ以外の情報についても現在解析中である。このように、メルトの構造解析に耐えうるかなり質のいいデータ収集に成功したが、その反面、かなりの確率で実験回収後ダイヤモンドにクラックが入っており、この点はまだセル等をさらに改善する必要がある。本研究の成果は2006年秋に開催されたアメリカ地球物理学会(AGU)で発表してきたとともに、現在論文執筆も進めている。上記の研究以外にもいくつかの研究に携わり、その投稿論文は研究発表欄に示している。

This year's high も エ ネ ル ギ ー physics research institute の large radiation light facilities (PF - AR) の micromixer mixing effect degree X-ray を use し て, high 圧 で の aqueous stating acid salt メ ル ト の inflexion パ タ ー ン を 収 set し た. に, yesterday's annual か ら open 発, improved し た 単 crystallization ダ イ ヤ モ ン ド の ス リ ー ブ と Pt の cover を カ プ セ ル と し て make う こ と に よ り, aqueous メ ル ト の を sealed safely に い, sharper rate に X-ray inflexion パ タ ー ン を 収 set し た. こ の セ ル で は X-ray の through 経 road に は 圧 media の ボ ロ ン エ ポ キ シ と ヒ ー タ ー で あ る グ ラ フ ァ イ ト, そ れ に ダ イ ヤ モ ン ド ス リ ー ブ と い う compare atoms mash の small さ い material か ら な る も の を configuration し て い る た め, very に sharper rate に inflexion パ タ ー ン の 収 set が may で あ る. こ の よ う な セ ル の improved に よ り, the early で め て aqueous メ ル ト で, メ ル ト の tectonic を o め る の に unique え must る X-ray inflexion パ タ ー ン の 収 set に successful し た と い え る. Be 験 は, MgO style - SiO_2 - H_2O で / Si ratio を 1.0 Mg, 1,5,2.0 と variations change さ せ た も の で line っ た. Pressure range 囲 囲 3-5 GPaである. The results られる, especially に, are related to the number of ら ら, the られる mid-range structure を reflects the <s:1> て ると ると えられる of えられるFSDP(first sharp diffraction) Peak) に が system composition, pressure で variations change し て い る others child が 観 examine さ れ, こ れ は SiO_2 ネ ッ ト ワ ー ク の breaking の others child を reflect し て い る と exam え ら れ る. Youdaoplaceholder6 れ the extraterrestrial intelligence に れ て て である is now in the analysis である. こ の よ う に, メ ル ト の structure に え resistant う る か な り qualitative の い い デ ー タ 収 set に successful し た が, そ の opposite, か な り の probabilistic で be 験 back after 収 ダ イ ヤ モ ン ド に ク ラ ッ ク が into っ て お り, こ の point は ま だ セ ル etc を さ ら に improve す る necessary が あ る. は の this study achievements in the autumn of 2006 に open rush さ れ た ア メ リ カ geophysical union (AGU) で 発 table し て き た と と も に, present paper penned も into め て い る. The above note indicates that in addition to the <s:1> research, there are に に に く く く く く く わ に research に with わ and そ <s:1> submitted papers. The <s:1> research publication column に shows that て て る る る る.

项目成果

T.Irifune, A.Kurio, S.Sakamoto, T.Inoue, H.Sumiya: "Ultrahard polycrystalline diamond from graphite"Nature. 421. 599-600 (2003)

T.Irifune、A.Kurio、S.Sakamoto、T.Inoue、H.Sumiya：“来自石墨的超硬多晶金刚石”自然。

Precise determination of phase relations in pyrolite across the 660 km seismic discontinuity by in situ X-ray diffraction and quench experiments

• DOI: 10.1016/j.pepi.2003.08.010
• 发表时间: 2004-06-15
• 期刊: PHYSICS OF THE EARTH AND PLANETARY INTERIORS
• 影响因子: 2.3
• 作者: Nishiyama, N;Irifune, T;Funakoshi, K
• 通讯作者: Funakoshi, K

H.Sumiya, T.Irifune, A.Kurio, S.Sakamoto, T.Inoue: "Microstructure features of polycrystalline diamond synthesized directly from graphite under static high pressure"Journal of Materials Science. 39. 445-450 (2004)

H.Sumiya、T.Irifune、A.Kurio、S.Sakamoto、T.Inoue：“静态高压下由石墨直接合成的多晶金刚石的微观结构特征”材料科学杂志。

T.Irifune, A.Kuri-, S.Sakamoto, T.Inoue, H.Sumiya, K.Funakoshi: "Formation of pure polycrystalline diamond by direct conversion of graphite at high pressure and high temperature"Physics of Earth and Planetary Interiors. in press.

T.Irifune、A.Kuri-、S.Sakamoto、T.Inoue、H.Sumiya、K.Funakoshi：“通过在高压和高温下直接转化石墨来形成纯多晶金刚石”地球和行星内部物理学。

地球内部の水とその分配

水及其在地球内部的分布

• 发表时间: 2004
• 期刊: 高圧力の科学と技術 14
• 作者: Kimura;Y.;Shibasaki;S.;Morisato;K.;Ishizuka;N.;Minakuchi;H.;Nakanishi;K.;Matsuo;M.;Amachi;T.;Ueda;M. and Ueda;K.;井上 徹
• 通讯作者: 井上 徹