含水マントル物質の相平衡と水の地球内部大規模循環の研究

含水地幔物质的相平衡与地球内部水的大范围循环研究

• 批准号: 02F00061
• 负责人: 大谷 栄治
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02F00061/
• 关键词: ペリドタイト; 高温高圧; 上部マントル; マントル遷移層; 融解; DHMS相; 下部マントル

本年度においては、高温高圧下における橄欖岩・水系および玄武岩・水系の相関係の解明とともに、これらの系に出現する高圧相中の含水量を測定し、マントル内部の水の貯蔵容量を推定した。(1)様々な含水量の橄欖岩・水系の相関系と溶融関係を25GPa程度の圧力条件で明らかにした。その結果含水量が2wt%の場合と同様0.5%の場合でも水の存在下において、上部マントルからマントル遷移層には、不連続にソリダス温度が上昇することが明らかになった。すなわち、現実的な水の存在量においても、上部マントル最下部において上昇するブルームが脱水溶融をすることが明らかになった。(2)含水(2wt%)および無水の玄武岩組成について、25GPaまでの圧力にわたって相関係と溶融関係を明らかにした。そして、無水玄武岩組成のガーネット・ポストガーネット転移の境界を試料急冷法およびX線その場観察法で決定した。その結果、この境界は大きな勾配を持ち、スラブの低温においては、リングウダイトの分解圧力よりも低圧で相転移することが明らかになった。含水系においては、無水系にくらべて0.5〜1GPa程度低圧で相転移が起とることが明らかになった。この関係はスラブの地殻成分の沈み込みに大きな影響をあたえるものである。(3)上記の橄欖岩組成と玄武岩組成に出現する高圧相であるMg-ペロブスカイト、Ca-ペロブスカイト、NAL相などの無水鉱物に含まれる水の量を顕微FTIRを用いて測定した。その結果にもとづいてMgペロブスカイト中の含水量と水の循環の実験的研究に着手した。また、上記の実験結果を、ゴールドシュミットコンファレンス、キンバライトコンファレンスなどの国際会議、高圧討論会などの国内の学会で報告した。

This year に お い て は, under high temperature and high 圧 に お け る peridotite, drainage お よ び basalt, drainage の phase masato is の interpret と と も に, こ れ ら の is に appear す る 圧 phase の を moisture content determination of し, マ ン ト ル internal の water の 蔵 storage capacity presumption を し た. (1) sample 々な water content <e:1> peridotite · water system <e:1> correlation と dissolution correlation を25GPa degree <s:1> pressure conditions で light ら に に た. そ の results moisture が 2 wt % と の occasions with others in 0.5% の occasions で も に in the presence of water の お い て, upper マ ン ト ル か ら マ ン ト ル migration layer に は, not even 続 に ソ リ ダ ス temperature rising が す る こ と が Ming ら か に な っ た. す な わ ち, now be な water の quantity に お い て も, upper マ ン ト ル lowermost に お い て rise す る ブ ル ー ム が dehydration melt を す る こ と が Ming ら か に な っ た. (2) the water (2 wt %) お よ び anhydrous の of basalt に つ い て, 25 gpa ま で の pressure に わ た っ て phase masato is と melt masato を and Ming ら か に し た. そ し て, anhydrous basalt の ガ ー ネ ッ ト · ポ ス ト ガ ー ネ ッ ト planning move の realm を sample quenching method お よ び X-ray そ の decision 観 examine method で し た. そ の results, こ の realm は big き な hook with を hold ち, ス ラ ブ の cryogenic に お い て は, リ ン グ ウ ダ イ ト の decomposition pressure よ り も low 圧 moving phase planning で す る こ と が Ming ら か に な っ た. Including drainage に お い て は, no drainage に く ら べ て low degree of 0.5 ~ 1 gpa 圧 で phase planning move が up と る こ と が Ming ら か に な っ た. The <s:1> スラブ is related to the スラブ crustal composition <e:1> shen み込みに da な な, which influences the をあたえる <s:1> である である. (3) written の composed peridotite と basalt of に appear す る high 圧 phase で あ る Mg - ペ ロ ブ ス カ イ ト, Ca - ペ ロ ブ ス カ イ ト, NAL phase な ど の anhydrous 鉱 content contains に ま れ る water amount の を 顕 micro FTIR を with い て determination し た. そ の results に も と づ い て Mg ペ ロ ブ ス カ イ ト の water content in と の water cycle の be 験 research に to し た. ま た, written の be 験 results を, ゴ ー ル ド シ ュ ミ ッ ト コ ン フ ァ レ ン ス, キ ン バ ラ イ ト コ ン フ ァ レ ン ス な ど の international conference and workshop on high 圧 な ど の domestic の learn で report し た.

项目成果

Litasov, K., Ohtani, E.: "Relationship of the AL-bearing phases NAL and CF in the lower mantle."Russ.Geol.Geophys.. 印刷中. (2004)

Litasov, K., Ohtani, E.：“下地幔中含 AL 相 NAL 和 CF 的关系。”Russ.Geol.Geophys.. 已出版（2004 年）。

Litasov, K., Ohtani, E.: "Stability of hydrous phases in CMAS-pyrolite-H_2O system up to 25GPa."Phys.Chem.Mineral.. 30. 147-156 (2003)

Litasov, K., Ohtani, E.：“CMAS-pyrolite-H_2O 系统中水相的稳定性高达 25GPa。”Phys.Chem.Mineral.. 30. 147-156 (2003)

Litasov, K.D., Ohtani, E.: "Phase relations and melt compositions in CMAS-pyrolite-H_2O system up to 25 GPa"Physics of the Earth and Planetary Interiors. 134. 105-127 (2002)

Litasov, K.D.、Ohtani, E.：“高达 25 GPa 的 CMAS-吡咯石-H_2O 系统中的相关系和熔体成分”地球和行星内部物理学。

Litasov, K.D., Ohtani, E.: "Stability of various hydrous phases in CMAS pyrolirte-H2O system up to 25 GPa"Physics an Chemistry of Minerals. (In press). (2003)

Litasov, K.D.、Ohtani, E.：“CMAS 吡咯尔特-H2O 系统中各种水相的稳定性高达 25 GPa”《矿物物理与化学》。

Litasov, K., Ohtani, E.: "Hydrous solidus of CMAS-pyrolite and melting of mantle plumes at the bottom of the upper mantle."Geophys.Res.Lett.. 30・22. SDE3 1-SDE3 5 (2003)

Litasov, K., Ohtani, E.：“CMAS-黄铁矿的含水固相线和上地幔底部的地幔柱熔融”。Geophys.Res.Lett.. 30・22 (2003)。