圧力スケールの構築に基づいた高温高圧その場分光測定による沈み込み帯流体の構造解明

基于压力尺度构建的高温高压原位光谱测量阐明俯冲带流体结构

基本信息

  • 批准号:
    22KJ0744
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.58万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2023-03-08 至 2025-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

高温高圧水溶液の分子振動特性にアプローチできる外熱式ダイヤモンドアンビルセル (DAC) 装置を用いたその場分光測定実験を実施するために、高温下でさまざまな水溶液と反応性が低いジルコンの圧力スケールを構築した。本研究では、先行研究の1.2 GPaという高温下での測定条件を超え、最高773 K、9 GPaまで合成ジルコンのラマンスペクトルを測定した。高温下で試料の圧力を決定するために、熱水DAC実験でよく用いられる試料室を等容と仮定して水の状態方的式から推定する手法を用いずに、その場粉末X線回折測定を同時に行うことで金の状態方程式から計算した。得られたラマンスペクトルを解析し、ジルコンの複数のラマン活性モードの波数の温度・圧力依存性を求めた。それらの結果をジルコンに関する既存の熱膨張率、圧縮率と組み合わせることで、波数の温度依存性に対する純粋な体積と温度の寄与を評価することができた。さらに、ジルコンのSiO4四面体構造の逆対称伸縮振動に注目すると、473-673Kにおける波数の圧力依存性は室温での圧力依存性とよく一致することがわかり、高温高圧下で測定した波数は温度と圧力それぞれの影響を組み合わせた式でよく再現された。本研究の成果は、地殻・上部マントルに相当する温度圧力条件において DAC 内試料の圧力決定にジルコン圧力スケールを使用することの利点と信頼性を強調するものである。これらの成果の一部は既に国内で学会発表を行った他、現在国際誌への投稿を準備中である。
High temperature and high 圧 aqueous の molecular vibration characteristic に ア プ ロ ー チ で き る external heated ダ イ ヤ モ ン ド ア ン ビ ル セ ル (DAC) using the い を た そ の field spectral measurement be 験 を be applied す る た め に, high temperature で さ ま ざ ま な aqueous と anti 応 sex low が い ジ ル コ ン の pressure ス ケ ー ル を build し た. This study で は 1.2 GPa, leading research の と い う high temperature で の を super え determination conditions, up to 773 K, 9 GPa ま で synthetic ジ ル コ ン の ラ マ ン ス ペ ク ト ル を determination し た. High temperature で sample の pressure を decided す る た め に, hot water DAC be 験 で よ く with い ら れ る sample room を isochoric と 仮 set し て water の state party type か ら presumption す る gimmick を with い ず に, そ の field determination of powder X-ray inflexion を line at the same time に う こ と で gold の equation of state か ら calculation し た. Have ら れ た ラ マ ン ス ペ ク ト ル を analytical し, ジ ル コ ン の plural の ラ マ ン active モ ー ド の wavenumber の temperature, pressure dependency を o め た. そ れ ら の results を ジ ル コ ン に masato す る existing の shrinkage and thermal expansion rate, 圧 と group み close わ せ る こ と で, wave number の temperature dependency に す seaborne る pure 粋 な と temperature の send volume and を 価 す る こ と が で き た. さ ら に, ジ ル コ ン の SiO4 tetrahedron structure の inverse says stretching vibration seaborne に attention す る と, 473-673 k に お け る wavenumber の pressure dependency は room-temperature で の pressure dependency と よ く consistent す る こ と が わ か り, under high temperature and high 圧 で determination し た wavenumber と は temperature pressure そ れ ぞ れ の influence を group み close わ せ た type で よ く reappearance さ れ た. は の this study achievements, the earth's crust upper マ ン ト ル に quite す る temperature pressure condition に お い て in DAC sample の pressure decision に ジ ル コ ン pressure ス ケ ー ル を use す る こ と の tartness と stressing 頼 sex を す る も の で あ る. The <s:1> れら <s:1> achievement <e:1> is a <s:1> that has been published by the に domestic で society を. It is currently being submitted to the international journal へ を and is in the process of preparation である.

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Effect of sodium salt on rutile solubility in aqueous fluids: Insights into titanium transport in subduction zones
钠盐对水性流体中金红石溶解度的影响:深入了解俯冲带中的钛输运
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    高橋 菜緒子;辻森 樹;鎌田 誠司;中村 美千彦
  • 通讯作者:
    中村 美千彦
ジルコンのラマンスペクトルの温度圧力依存性:水-アルカリケイ酸塩系実験の圧力計としての応用
锆石拉曼光谱的温度-压力依赖性:作为压力计在水-碱硅酸盐系统实验中的应用
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    高橋菜緒子;小林大輝;鍵裕之
  • 通讯作者:
    鍵裕之
In-situ Raman spectroscopy of dissolved silica structures in alkaline solutions
碱性溶液中溶解二氧化硅结构的原位拉曼光谱
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Naoko Takahashi;Tatsuki Tsujimori;Seiji Kamada;Michihiko Nakamura
  • 通讯作者:
    Michihiko Nakamura
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Mineral replacement under the presence of trace H2O: Jadeite (NaAlSi2O6)-spodumene (LiAlSi2O6) reaction at 700℃ and 2 GPa
微量H2O存在下的矿物置换:硬玉(NaAlSi2O6)-锂辉石(LiAlSi2O6)在700℃和2 GPa下的反应
  • DOI:
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    高橋 菜緒子;中谷 貴之;辻森 樹;中村 美千彦
  • 通讯作者:
    中村 美千彦
少量の水存在下におけるひすい輝石-リチア輝石サブソリダス反応
少量水存在下硬玉-锂辉石亚固相线反应
  • DOI:
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    高橋 菜緒子;中谷 貴之;辻森 樹;中村 美千彦
  • 通讯作者:
    中村 美千彦

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岩石―水系における臨界現象の実験的・理論的研究
岩水系统临界现象的实验与理论研究
  • 批准号:
    24K17142
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
脈として産する高圧鉱物の複数相飽和実験による沈み込み流体組成と移動の解明
通过脉状高压矿物的多相饱和实验阐明俯冲流体的成分和运动
  • 批准号:
    19J21319
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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