モデルマントル物質の超高圧下での融解とマントル深部物質構成

マントル中、特に沈み込む海洋地殻を構成する成分として重要であるスティショバイト中のアルミナの固溶量を、10-26GPa、1600-2500Kという広範な温度圧力条件のもとでマルチアンビル装置による決定をおこなっている。出発物質としては(1)合成Al2SiO5カヤナイトおよび(2)単純酸化物(SiO2、Al2O3)の混合物の2種類を用いた。2つの出発物質はPtチューブに封入し、上記の条件下で数時間程度反応させ、得られた生成物をSEM、EPMA、X線回折により同定するとともに、化学組成を決定した。この結果スティショバイト中のアルミニウムの固溶量が圧力、温度の上昇とともに多くなることが確認され、26GPa、2500Kでは約4wt%程度のAl2O3がスティショバイト中に固溶することがわかった。現在より高温の融解関係も含めたSiO2-Al2O3系の相関係の決定を試みるとともに、アルミナススティショバイトの高温高圧下でのP-V-T関係をSPring-8におけるX線その場観察により決定することを計画している。一方で、受け入れ先の愛媛大学地球深部ダイナミクス研究センターにおいて、ピストン-シリンダ型高圧装置を導入し、装置の立ち上げと予備的実験をおこなっている。現在2GPa、1800K程度の実験が可能になっており、今後この装置とマルチアンビル装置を併用してモデルマントル物質の融解に関する実験をすすめる予定である。

マントル中、特に沈み込む海洋地殻を構成する成分として重要であるスティショバイト中のアルミナの固溶量を、10-26GPa、1600-2500Kという広範な温度圧力条件のもとでマルチアンビル装置による決定をおこなっている。出発物質としては(1)合成Al2SiO5カヤナイトおよび(2)単純酸化物(SiO2、Al2O3)の混合物の2種類を用いた。2つの出発物質はPtチューブに封入し、上記の条件下で数時間程度反応させ、得られた生成物をSEM、EPMA、X線回折により同定するとともに、化学組成を決定した。この結果スティショバイト中のアルミニウムの固溶量が圧力、温度の上昇とともに多くなることが確認され、26GPa、2500Kでは約4wt%程度のAl2O3がスティショバイト中に固溶することがわかった。現在より高温の融解関係も含めたSiO2-Al2O3系の相関係の決定を試みるとともに、アルミナススティショバイトの高温高圧下でのP-V-T関係をSPring-8におけるX線その場観察により決定することを計画している。一方で、受け入れ先の愛媛大学地球深部ダイナミクス研究センターにおいて、ピストン-シリンダ型高圧装置を導入し、装置の立ち上げと予備的実験をおこなっている。現在2GPa、1800K程度の実験が可能になっており、今後この装置とマルチアンビル装置を併用してモデルマントル物質の融解に関する実験をすすめる予定である。