放射光を用いた超深部ダイヤモンドインクルージョンの起源の解明

使用同步辐射阐明超深钻石内含物的起源

• 批准号: 10874074
• 负责人: 入舩 徹男
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Ehime University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10874074/
• 关键词: ダイヤモンド; インクルージョン; 放射光; 高温高圧実験; ペロフスカイト; 蛍光X線; X線その場観察; SPring-8; 下部マントル; TAPP相

放射光を用いた超深部ダイヤモンドインクルージョンの解明に向け、1)高温高圧X線その場観察によるダイヤモンドインクルージョン関連物質の高温高圧下での相変化の観察、および2)天然のダイヤモンド中に存在するインクルージョンの放射光X線による非破壊化学分析と結晶構造解析に取り組んだ。1)については既に成果を得ているが、2)については蛍光X線を用いたインクルージョンの化学分析には成功したが、結晶構造の決定には至らなかった。以下、それぞれにおいて得られた成果をまとめる。1)MgCaSi_2O_6のペロフスカイト相への転移について、SPring-8の強力放射光と大型多アンビル型装置を用いて、X線その場観察実験をおこなった。この結果下部マントル最上部に相当する温度圧力条件下ではMgSiO_3とCaSiO_3組成をもつ2つのペロフスカイトが安定であるという決定的証拠を得て、これまでの議論に終止符をうった。またこの実験結果および得られた相の化学分析により、この2つの相が下部マントル起源であるとする従来の説を実験的に裏づけた。2)天然のダイヤモンドに放射光X線を照射し、内部に存在するインクルージョンからの蛍光X線を用いた化学組成マッピングを試みた。この結果100μm程度のインクルージョンの組成を非破壊的に決定することが可能になった。この手法を用いてダイヤモンド中のCaSiO_3の特定に成功したが、ビームタイムの制約から結晶構造を決定するには至らなかった。

1) Investigation of phase transformation of related substances under high temperature and high pressure for field observation of high temperature and high pressure X-ray; 2) Determination of the existence of high temperature and high pressure X-ray for analysis of crystal structure. 1) The results of chemical analysis of X-ray diffraction were successfully obtained. 2) The determination of crystal structure was successfully carried out. The following is a summary of the results. 1)MgCaSi_2O_6-based phase shift, SPring-8-based intense radiation, large-scale multi-layer devices, X-ray field detection. The lower part of the result is the uppermost part. Under the condition of temperature and pressure, the composition of MgSiO_3 and CaSiO_3 is determined by the evidence obtained and the discussion terminated. The results of chemical analysis of the two phases are as follows: 2)Natural radiation X-ray irradiation, internal radiation X-ray irradiation The results of the 100μm level of the composition of the film are determined by the non-destructive nature of the film This method is used to determine the specific success of CaSiO_3 in the crystal structure.

项目成果

Irifune et al.: "Phase transformations in serpentine and transportation of water into the lower mantle." Geophysical Research Letters. 25,2. 203-206 (1998)

Irifune 等人：“蛇纹石的相变以及水输送到下地幔中。”

K.Kuroda,T.Irifune,T.Inoue,N.Nishiyama,M.Miyashita,K.Funakoshi,and W.Utsumi: "Determination of the phase boundary between ilmenite and perovskite in MgSiO_3 by in situ x-ray diffraction and guench experiment"Phys.Chem.Minerals.. (印刷中). (2000)

K. Kuroda、T. Irifune、T. Inoue、N. Nishiyama、M. Miyashita、K. Funakoshi 和 W. Utsumi：“通过原位 X 射线衍射和淬火测定 MgSiO_3 中钛铁矿和钙钛矿之间的相界实验“Phys.Chem.Minerals..（印刷中）。（2000）