オリビン格子選択配向に対する水の効果と地震波異方性から読む沈み込み帯での水の分布

基于地震各向异性的水对俯冲带橄榄石晶格取向和水分布的影响

• 批准号: 05J10538
• 负责人: 片山 郁夫
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05J10538/
• 关键词: オリビン; 格子選択配向; 地震波異方性; 含水量; 沈み込み帯; 沈み込みたい

水は融解温度や塑性強度のみならず地震波伝播特性においても重要な役割をする。近年、地球内部において地震波の異方性が数多く報告されるようになったが、その解釈としては弾性的に異方性を持つ鉱物が選択的に配向している為と考えられている(たとえばSilver,1996)。鉱物がどのような向きに配向するかは結晶中の最もすべり易い面と方向(スリップシステム)が決めている。従来の研究では、物理的条件(例えば、歪み速度や温度)がスリップシステムを決定していると考えられていたが、近年の唐戸研究室の成果では鉱物中に取り込まれる微量の水がオリビンのスリップシステムに対し重要な役割を果たすことが報告された(Jung and Karato,2001)。しかしながら、従来の実験は高温条件(>1473K)に限られていたためこの結果を地球内部に応用するには温度の効果を調べる必要があった。我々は高圧変形試験機を用いて含水条件下でのオリビン選択配向に対する温度の効果を調べた結果、沈み込み帯で予想される低温条件(<1000K)では[001]方位(010)面の選択配向が卓越することが分かった(Katayama and Karato 2006)。このタイプの選択配向は無水条件で卓越する選択配向と全く異なる地震波異方性の特徴を持つ。東北日本などの沈み込み帯で観察される海溝に平行な横波偏向異方性は無水条件で卓越するオリビン選択配向とは矛盾していたが、低温含水条件で安定な[001](010)の選択配向は沈み込み帯で見られる異方性を調和的に説明することができる。

水不仅在熔化温度和塑性强度，而且在地震波传播特征中起着重要作用。近年来，在地球内报道了许多地震波的各向异性，并且认为这是因为弹性各向异性矿物质是选择性的（例如，Silver，1996）。矿物的方向取决于晶体中最滑的表面和方向（滑动系统）。人们认为先前的研究可以通过身体状况（例如应变率和温度）来确定滑动系统，但是卡拉托实验室的最新结果报告说，矿物质中吸收的痕量水在奥利文（Olivin）的滑移系统中起着重要作用（Jung and Karato，2001）。但是，常规实验仅限于高温条件（> 1473K），因此有必要研究温度的效果，以将该结果应用于地球内部。我们使用高压变形测试仪研究了温度对含水条件下选择性橄榄石方向的影响，并发现在低温条件下，[001]方向（010）方向（010）方向（010）平面的选择性取向在低温条件下（<1000K）在俯冲区（Katayama和Karato 2006）。这种选择性取向具有与无水条件下主要选择性方向的完全不同的地震各向异性特征。 The trench parallel transverse wave polarization anisotropy observed in subduction zones such as Tohoku Japan was inconsistent with the predominant olivine selective orientation under anhydrous conditions, whereas the selective orientation of [001](010) stable under low-temperature water content conditions can harmoniously explain the anisotropy seen in subduction zones.

项目成果

Water content in natural eclogite and its implication for water distribution in deer subduction zone

鹿俯冲带天然榴辉岩含水量及其对水分布的意义

• 发表时间: 2006
• 期刊: Lithos 86
• 作者: Katayama;I.
• 通讯作者: I.

Deformation fabrics of the Cima di Gagone peridotite massif, central Alps, Switzerland : Evidence of deformation under water-rich conditions at low temperatures

瑞士阿尔卑斯山中部 Cima di Gagone 橄榄岩地块的变形结构：低温富水条件下变形的证据

• 发表时间: 2006
• 期刊: Contribution to Mineralogy and Petrology 152
• 作者: Skemer;P.;Katayama;I.;Karato;S.
• 通讯作者: S.