蒸発・凝縮実験にもとづく隕石物質の形成条件

基于蒸发和凝结实验的陨石材料形成条件

• 批准号: 01611502
• 负责人: 高橋 裕子
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1989
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1989 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-01611502/
• 关键词: 蒸発; 真空実験; 斜長石; 輝石

隕石をはじめ惑星を構成する最も主要な鉱物はかんらん石、輝石、斜長石であり、いずれも固溶体鉱物である。固溶体の端成分はMgとFeあるいはCaとNaのように著しくvolatilityの異なる元素で、特に斜長石のAb端成分はNaとAlという極端にそれが異なる成分を含む。最近の太陽系形成モデルの多くは星雲の完全ガス化は太陽のごく近傍を除いてはおこらなかったことを指摘している。従って固体鉱物が部分蒸発の際おこす主要・微量・同位体組織のfractionationは重要な位味をもつ。今年度は斜長石、輝石に関して真空炉で加熱、部分蒸発の実験をおこない、残渣の化学組成を調べ、主要成分に関する相図を作製した。斜長石に関してはすでに、蒸発ガスと残渣の組成は温度や圧力に依存しないことが明らかになっていた(Nagahara & Kushiro,1989)が、より広い条件下の実験の結果、ガスの組成はNa:Al=1:1で、Si/(Si+NaAl)をyとすると、y=0.18x+0.34(ただし、xは出発物質の斜長石のNa/(Ca+Na)比)として表わせることが明らかとなった。従って、極めて難揮発性のAlは、揮発性のNaとともに蒸発することになり、固体鉱物からの蒸発は、volatilityのみで論ずることのできる液体からの蒸発とは異るメカニズムに支配される。これはテクト珪酸塩がある斜長石の構造にSiO_2は合致するが、NaのみAlのみは電価のバランスのため単独で存在することができないためと考えられる。一方輝石は、高温(Mgに富む部分)ではフォルステライトとSiに富むガスに分解し、やや低温(Feがやや多い部分)ではMgに富む輝石とFeに富む輝石組成のガスとに分解する。それらの組成は温度の関数であり、基本的に液体と固体の関係と同じであることがわかった。コンドライト中のコニドリュ-ルとマトリックス、CAIとrimの関係は部分蒸発、再疑縮として説明が可能となった。

构成包括陨石在内的地球的最主要矿物质是橄榄石，辉石和斜长石，所有这些都是固体溶液矿物质。实心溶液的末端成分是具有明显不同挥发性的元素，例如Mg和Fe或Ca和Na，尤其是斜长石的AB端成分包含非常不同的成分Na和Al。许多最近的太阳系形成模型指出，除非在太阳附近，尚未发生完全的星云气化。因此，固体矿物在部分蒸发过程中形成的主要，痕量和同位素组织的分馏具有重要的风味。今年，我们在真空炉和部分蒸发中对斜长石和辉石进行了实验，并检查了残留物的化学组成，并为主要成分产生了相图。关于斜长石，已经表明，蒸发的气体和残留物的组成不取决于温度或压力（Nagahara＆Kushiro，1989），但是在更广泛的条件下的实验表明，当气体组成是Na：Al = 1：1：1：1：1：1：1：1：y/sa/（si+Na）时，y，y = 0.34（CA+0.34）（x+0.34）斜长石的材料）。因此，极度挥发性的Al会随着挥发性NA的形式蒸发，固体矿物质的蒸发受到与液体蒸发不同的机制的控制，该机制仅通过挥发性来讨论。这被认为是因为SIO_2与Tectosilicate所在的斜长石的结构相匹配，但是由于电值的平衡，仅单独使用na al al na Al。另一方面，辉石在高温（富含Mg的部分）和温度略低（富含Fe的部分）下分解成稀岩和富含Si的气体，它们分解为富含MG的辉石和富含Fe的富富辉石组成。它们的组成是温度的函数，与液体与固体之间的关系基本相同。可以将分子液和矩阵，CAI和RIM中的矩阵之间的关系解释为部分蒸发和重新选择。

项目成果

Ikuo Kushiro & Hiroko Nagahara: "Formation of liquid and condensation of gas in the primitive solan nelvea" Progress of Theoretical Phypics. 96. 291-303 (1988)

钏路郁夫

Hiroko Nagahara,Ikuo Kushiro,& Kazushige Toneoka: "Vaporization equilibrium and Kinetics of Plagioclase and its application to meteorites" Geochimica Cosmochimica Acta.

永原博子、钏路郁夫、

Hiroko Nagahara & Ikuo Kushiro: "Vaporization experiments in the system plagioclase-hydrogen" Proc.NIPR simpo Antarctic Meteorites. 2. 235-251 (1989)

永原博子

Hiroko Nagahara & Ikuo Kushiro: "Vaporization and condensation experiments in the system ovivine-hydrogen(in Dynamic Prroceesses of Material Transport and Transformation in the Earth's Interior)" Terra Scientific Pub Co., (1990)

永原博子