上部マントル条件下における岩石・鉱物の熱伝導率の直接測定

上地幔条件下岩石和矿物热导率的直接测量

• 批准号: 02640302
• 负责人: 須崎 純一
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02640302/
• 关键词: 熱伝導率測定; 上部マントル; 高温高圧; 非定常熱線法; ダナイト; オリビン

上部マントルと同じ温度圧力条件において安定に岩石・鉱物の熱伝導率を測定する技術を確立するため、これまでに開発した測定法の改良を試みた。本年度あらたに購入したメモリ-機能を備えたデジタルマルチメ-タ-を使用することにより、試料内部の温度内部の温度変化を従来の5倍の速度で測定することが可能となった。そのため、我々の採用している非定常熱線法でのデ-タの質は向上している。とくに高圧下において試料温度を上昇させて測定した場合、ロ-パスフィルタ-と組み合わせた新しい測定系は、試料加熱系に由来する雑音の排除に効果的である。このことにより、400℃以上の温度でも意味のあるデ-タがとれるようになった。現在、1000℃近くになると試料内部に電気的な干渉が起こるため、測定可能な温度領域は5GPaの圧力において800℃近辺までである。しかしながら、ほとんどの岩石は1000℃付近では温度による大きな熱伝導率変化が見られないため、上記の測定条件でも地下およそ150kmにおける熱伝導率を見積もることが可能である。地表に広く分布する花崗岩や玄武岩の熱伝導率は、この条件下では約2W/mKほどであるが、マントル構成物質のダナイトやパイロキシナイトではその2倍もあり、地球内部の温度計算にしばしば採用されてきた仮定値よりも大きいことがわかった。上部マントルの主要鉱物であるフォルステライトの結晶についても測定を行ない、ダナイト等の熱伝導率が高温高圧下でもなお大きい原因が、その主要構成鉱物であるオリビンの熱物性そのものに由来することを確認した。現在、このオリビンからスピネルへの相転移にともなう熱伝導率変化の測定を、類似物質において試みている。

Upper マ ン ト ル と じ temperature pressure condition with に お い て settle に rock · 鉱 の hot 伝 conductivity を determination す る technology を establish す る た め, こ れ ま で に open 発 し た measurement の improved を try み た. This year あ ら た に buy し た メ モ リ - function を standby え た デ ジ タ ル マ ル チ メ タ - を use す る こ と に よ り, sample internal の temperature internal の temperature variations change を 従 measuring speed の 5 times の で す る こ と が may と な っ た. そ の た め, I 々 の using し て い る unsteady hotline method で の デ - タ の qualitative は upward し て い る. と く に high 圧 に お い て sample temperature rising を さ せ て determination し た occasions, ロ パ ス フ ィ ル タ - と group み close わ せ た new し い determination は, sample heating に origin す る 雑 sound の exclude に unseen fruit で あ る. A temperature of で で above 400 ° c means <s:1> あるデ-タがとれるようになった. Now, 1000 ℃ almost く に な る と sample internal に electric 気 な dry involved が up こ る た め, determination may な temperature field は 5 gpa の pressure に お い て 800 ℃ almost 辺 ま で で あ る. し か し な が ら, ほ と ん ど の rock は pay nearly 1000 ℃ で は temperature に よ る big き な 伝 heat conductivity variations change が see ら れ な い た め, written の determination conditions で も underground お よ そ 150 km に お け る 伝 heat conductivity を see product も る こ と が may で あ る. Distribution of surface に hiroo く す や る granite basalt の 伝 heat conductivity は, こ の conditions で は about 2 w/mK ほ ど で あ る が, マ ン ト ル composition の ダ ナ イ ト や パ イ ロ キ シ ナ イ ト で は そ の 2 times も あ り, the interior of the earth の temperature calculation に し ば し ば using さ れ て き た 仮 set numerical よ り も big き い こ と が わ か っ た. Upper マ ン ト ル の main 鉱 で あ る フ ォ ル ス テ ラ イ ト の crystallization に つ い て も measurement line を な い, ダ ナ イ ト etc. の 伝 heat conductivity が under high temperature and high 圧 で も な お big き い が, そ の is mainly form the 鉱 で あ る オ リ ビ ン thermal physical そ の の も の に origin す る こ と を confirm し た. Now, こ の オ リ ビ ン か ら ス ピ ネ ル へ planning の phase shift に と も な う 伝 heat conductivity variations の determination を and similar substances に お い て try み て い る.

项目成果

J.Susaki: "Thermal Conductivity Measurement of Ultramafic Rocks and Forsterite at Mantle Pressures and Temperatures" Physics of Earth and Planetary Interiors.

J.Susaki：“地幔压力和温度下超镁铁质岩石和镁橄榄石的热导率测量”地球和行星内部物理学。

J.Susaki: "The Effect of Pressure on the Thermal Conductivity of Silicate Rocks up to 50 kbars" Journal of Geophysical Research.

J.Susaki：“压力高达 50 kbars 的硅酸盐岩石热导率的影响”地球物理研究杂志。

J.Susaki: "Thermal Coductivity Change Associated with Pressure Induced Phase Transition in Alkali Halides" Journal of Physics and Chemistry of Solids.

J.Susaki：“碱卤化物中与压力诱导相变相关的热导率变化”《固体物理与化学杂志》。