マントル遷移層スラブの軟化と深発地震に関する実験的研究

地幔过渡层板片软化与深部地震实验研究

• 批准号: 18H03742
• 负责人: 久保 友明
• 金额: $ 29.29万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-01 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18H03742/
• 关键词: 高圧変形実験; 放射光; 遷移層スラブ; 非平衡相転移; 深発地震

地球マントル対流を理解する鍵となるマントル遷移層における沈み込んだ海洋プレート（遷移層スラブ）の挙動について、長年未解決とされてきたスラブの軟化と深発地震の発生という２つの問題を取り上げ、非平衡相転移と変形の相互作用というダイナミックな観点から考察することを目的として実験研究を開始した。まずD-111型高圧変形装置と放射光単色X線による変形―相転移その場観察手法の開発に取り組んだ。それにより遷移層圧力下20GPaを超える条件において、せん断変形場でMg2SiO4のオリビン－スピネル相転移のその場観察に成功した。相転移開始前の低温条件ではピストンと試料間でのスリップが卓越するが、昇温し相転移が開始すると試料のせん断変形が進行する様子がその場観察された。温度上昇および相転移によるせん断試料部の軟化が予想される。一方でX線回折データのクオリティや時分割測定の時間分解能の向上など問題点も明らかになった。またD-DIA型変形装置を用いて10GPaまでの条件で、せん断変形場でFe2SiO4のオリビン－スピネル相転移をその場観察する実験準備も進め、これまでにせん断変形場で得られているアコースティックエミッションデータの解析を行い、震源決定精度と試料サイズの関係について議論した。さらに660km不連続面を通過する遷移層スラブで起こるポストスピネル相転移が２段階で起こることを非平衡相転移に基づいて考察し、スラブ地震学で得られる不連続面の凹凸や多重不連続面との関係を議論した。基盤研究(S)との重複制限のため研究の初期段階で本課題は廃止となったが、本課題で得られたせん断変形場での相転移実験とアコースティックエミッション測定技術およびそれらの結果は、遷移層スラブの軟化とせん断不安定化の解明に必要不可欠なものである。

Earth マ ン ト ル flow seaborne を understand す る key と な る マ ン ト ル migration layer に お け る shen み 込 ん だ Marine プ レ ー ト (layer migration ス ラ ブ) の 挙 dynamic に つ い て, long unresolved と さ れ て き た ス ラ ブ の softening と deep 発 earthquake の 発 raw と い う 2 つ の problem を took り げ, non-equilibrium phase planning と - shaped の interaction と い う ダ イ ナ ミ ッ ク な 観 points Youdaoplaceholder3 ら investigation する とを とを objective と て て experimental study を start た. ま ず D - 111 type high 圧 - shaped device 単 と radiation light color X-ray に よ る planning - shape - phase shift そ の field 観 examine methods の open 発 に group take り ん だ. そ れ に よ り migration layer under the pressure of 20 gpa を super え る conditions に お い て, せ ん broken - shaped field で Mg2SiO4 の オ リ ビ ン - ス ピ ネ planning ル phase shift の そ の field 観 examine に success し た. Phase before the start of planning to move の temperature conditions で は ピ ス ト ン と between sample で の ス リ ッ プ が excellence す る が, warming し phase planning move が start す る と sample の せ ん broken - shaped が for す る others child が そ の field 観 examine さ れ た. As the temperature rises, the および phase 転 shifts によるせん, breaking the test material part <s:1> softens が and される. When one side of the で X-ray is folded back デ タ タ <s:1> <s:1> リティや リティや リティや, the <s:1> time decomposition can be <s:1> upward な <e:1>. The problem point clearly indicates ら になった になった. を ま た D - DIA - shaped device with い て 10 gpa ま で で の conditions, せ ん broken - shaped field で Fe2SiO4 の オ リ ビ ン - ス ピ ネ planning ル phase shift を そ の field 観 examine す る be 験 も into め, こ れ ま で に せ ん broken - shaped to で ら れ て い る ア コ ー ス テ ィ ッ ク エ ミ ッ シ ョ ン デ ー タ の と line analytical を い, focal decided to precision Sample サ ズ ズ <s:1> relationship に て て て discussion た た. さ ら に 660 km not even 続 surface を through す る migration layer ス ラ ブ で up こ る ポ ス ト ス ピ ネ planning ル phase shift が 2-stage order で up こ る こ と planning を non-equilibrium phase shift に base づ い て し, ス ラ ブ seismology で must ら れ る not even の 続 surface concave and convex や multiple not even 続 surface と の masato is を comment し た. Study of base plate (S) と の limitations repeat の た め の preliminary Duan Jie で this topic は 廃 check と な っ た が, this topic で ら れ た せ ん broken - shaped field で の phase planning move be 験 と ア コ ー ス テ ィ ッ ク エ ミ ッ シ ョ ン determination technology お よ び そ れ ら の results は, migration layer ス ラ ブ の softening と せ ん break not stabilization の interpret に need not owe な も の で あ る.

项目成果

アンチゴライトーオリビン二相系の高圧せん断変形場における変形の局所化とせん断不安定性

叶蛇纹石-橄榄石两相体系高压剪切变形场中变形和剪切失稳的局域化

• 发表时间: 2018
• 作者: 池原舞;久保友明;岩里拓弥;肥後祐司;今村公裕;丹下慶範
• 通讯作者: 丹下慶範

Kinetics of the two-stage post-spinel transformation under subduction zone conditions: Implications for mantle flow across the 660-km discontinuity

俯冲带条件下两阶段后尖晶石转变的动力学：对跨越 660 公里不连续面的地幔流的影响

• 发表时间: 2018
• 作者: T. Kubo;H. Kojitani;S. Kaneshima;Y. Higo;Y. Tange
• 通讯作者: Y. Tange

D111型装置を用いた高温高圧変形実験

D111型装置高温高压变形实验

• 发表时间: 2018
• 作者: Kirkpatrick;J. D.;C. D. Rowe;K. Ujiie;J. C. Moore;C. Regalla;F. Remitti;V. Toy;M. Wolfson-Schwehr;J. Kameda;S. Bose;and F. M. Chester;山口直文;西原遊, 土居峻太, 山崎大輔, 辻野典秀, 芳野極, 久保友明, 今村公裕
• 通讯作者: 西原遊, 土居峻太, 山崎大輔, 辻野典秀, 芳野極, 久保友明, 今村公裕

D111型装置を用いたせん断変形場におけるMg2SiO4のオリビン-スピネル相転移実験

D111型装置剪切变形场中Mg2SiO4橄榄石-尖晶石相变实验

• 发表时间: 2018
• 作者: 清水健二;伊藤元雄;常青;木村純一;久保友明, 森山一哉, 今村公裕, 西原遊, 鈴木昭夫
• 通讯作者: 久保友明, 森山一哉, 今村公裕, 西原遊, 鈴木昭夫