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深部マントルのダイナミクスへの揮発性物質の影響

挥发物对深部地幔动力学的影响

基本信息

批准号：
17740344
负责人：
LITASOV Konstant
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 Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、高温高圧下におけるX線その揚観察実験を行い、含水カンラン岩組成でのカンラン石-ウォズレアイト相転移境界を決定した。この相転移は、地球内部の410km地震波速度不連続面の原因として重要である。実験の結果、相転移の二相共存領域が1.2GPa拡大することが明らかにされた。また、410km不連続面の厚さが35kmと観測されている地中海付近について、熱力学的解析からカンラン石とウォズレアイトの含水量を求めると、前者は0.21wt%、後者は0.84wt%であることが分かった。次に、(Mg, Fe)_2SiO_4カンラン石中への水の溶解度とそのメカニズムについて、9-15GPa、1400-2000℃の温度圧力範囲で実験を行った。その結果、水の溶解度は圧力と共に増加する一方、温度依存性は複雑な挙動を示すことが判明した。すなわち、含水量は1100から1400℃にかけて増加した一方、1400から2000℃にかけて減少した。また、水の最大溶解度は13.5GPaで1200から1400℃において、6000ppmに達した。また、1800から2000℃の範囲において、カンラン石中の含水量は、150から200ppmと大変少ないことが分かった。幾つかのデータは水素がカンラン石中の八面体サイトに入っているという説と調和的であるが、我々は赤外吸収スペクトルの解析から水素はSiサイトを置き換えている可能性が高いと考えている。続いて、含水D相およびスーパーB相の状態方程式を決定し、沈み込む含水スラブの密度を求めた。その結果、1wt%以上の含水量を持っスラブは、660km以深において周囲のマントルよりも低密度であることが示された。このことにより、含水量の高いスラブは下部マントルに沈み込むことが出来ず、遷移層に滞留すると推定される。

In this study, X-ray observation under high temperature and high pressure was carried out, and the phase shift of water-bearing rock composition was determined. The reason why the seismic wave velocity of 410km in the interior of the earth is not continuous is important. As a result, the phase shift and the two-phase coexistence domain are 1.2 GPa. The thickness of the 410km non-continuous surface is 35km. The thermodynamic analysis of the Mediterranean Sea is 0.21wt% and 0.84wt% respectively. (Mg, Fe)_2SiO_4 is the most important component of the water solubility in the quartz crystal. The temperature and pressure range is 9-15GPa and 1400-2000℃. The results show that the solubility of water increases with pressure and temperature. The water content increases from 1100 ℃ to 1400℃ and decreases from 1400 ℃ to 2000℃. The maximum solubility of water is 13.5GPa at 1200 ℃ and 6000ppm at 1400℃. The water content in the rock is 1800 ~ 2000℃ and 150 ~ 200ppm. The possibility of the octahedron in the rock is high. The equation of state of the aqueous D phase and the aqueous B phase is determined and the density of the aqueous D phase is determined. The results show that the water content above 1wt% is maintained at a depth of 660km. In this regard, it is presumed that the high water content in the middle layer will be hidden in the lower layer, and the migration layer will be retained.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

In situ X-ray diffraction study of post-spinel transformation in a peridotite mantle: Implication for the 660-km discontinuity

DOI：
10.1016/j.epsl.2005.08.001
发表时间：
2004-12
期刊：
Earth and Planetary Science Letters
影响因子：
5.3
作者：
K. Litasov;E. Ohtani;A. Sano;A. Suzuki;K. Funakoshi
通讯作者：
K. Litasov;E. Ohtani;A. Sano;A. Suzuki;K. Funakoshi

Phase relation in hydrous MORB at 18-28 GPa : Implications for heterogeneity of the lower mantle

18-28 GPa 下含水 MORB 的相关系：对下地幔异质性的影响

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Phys.Earth Planet.Inter. 150・4
影响因子：
0
作者：
Litasov;K.D.;Ohtani;E.
通讯作者：
E.

The equation of state of AI, H-bearing SiO_2 stishovite to 58 GPa.

AI、含H SiO_2 辉石的状态方程为58 GPa。

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Physics and Chemistry of Minerals 32
影响因子：
0
作者：
Lakshtanov;D.L.;Vanpeteghem;C.B.;Jackson;J.M.;Bass;J.D.;Shen G.;Prakapenka;V.;Litasov;k.D.;Ohtani;E.
通讯作者：
E.

nfluence of water on major phase transitions in the Earth's mantle

水对地幔主要相变的影响