地穀下部・上部マントル物質の高圧力下における化学反応と元素分配

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1.高圧力条件(30キロバールと75キロバール)のもとで、900ﾟCから1500ﾟCの温度範囲において、単斜輝石の熱力学的性質を解明するために、カンラン石と単斜輝石との間におけるFe^<2+>とMg^<2+>とに関する交換反応について実験的研究を行った。その結果、Fe^<2+>とMg^<2+>との交換平衡に関して、単斜輝石固溶体およびカンラン石固溶体は共に正則溶液で近似する事ができ、カンラン石と単斜輝石2相の間におけるFeとMgに関する交換反応が系の温度圧力に大きく依存する事を示した。つまり、この反応がよい地質温度計圧力計と成り得る事を示した。2.分子動力学的手法を使って、NaC1-KC1系およびMgO-CaO系固溶体鉱物の計算機シミュレーションにより、これらの固溶体のエンタルピーはRaoultの法則より大きく正に外れる事を見いだした。そして、これら固溶体が非対称型の非理想性を示す事を検証した。3.下部地殻物質の安定性および酸性マグマ発生に関する実験的研究を日高変成帯主帯に産する泥質グラニュライト、および、肥後変成帯に産する泥質グラニュライトについて行った。その結果、日高変成帯主帯のアナテクシスは800ﾟCから900ﾟCの温度範囲で、7キロバールの圧力条件で起こり、花崗閃緑岩質マグマを発生し得る事が解明された。肥後変成帯泥質グラニユライトの部分溶融によって形成されたメルトと残留固相との混合によってパーアルミナスなトーナル岩あるいは花崗閃緑岩が形成される事を示した。