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放射光X線回折と中性子回折を用いた高圧下における含水珪酸塩融体の構造の解明

利用同步辐射 X 射线衍射和中子衍射阐明高压下水合硅酸盐熔体的结构

基本信息

批准号：
04J02835
负责人：
山田明寛
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Ehime University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

MgO-SiO_2系において、含水マントルの浅部において生成されるマグマの組成はSiO_2成分に富むことが久城らによって明らかにされた。しかし、この現象は、上部マントル最下部に至る条件(約10GPaに相当)までで、更に高圧では生成されるマグマの組成はまったく逆のMgO成分に富むことが明らかになった。本研究では、上述のような高圧含水マグマの熔融様式の変化に伴う構造の変化を、原子レベルの微視的観点から実験的に明らかにすることを目的としている。高温高圧実験は、KEKのAR-NE5Cビームライン設置のMAX80、及び大型放射光施設SPring-8のBLO4B1ビームライン設置のSPEED1500の2つのマルチアンビル型高圧発生装置を使用して行った。高圧状態の含水マグマのX線回折測定は、白色の放射光X線を用いてエネルギー分散法により行った。今年度は、14.9GPaまでの圧力領域でMg含有量を変えた含水珪酸塩メルトのデータ収集を行った。珪酸塩メルトのX線回折強度曲線の第一ピーク(First Sharp Diffraction Peak : FSDP)は、SiO_4四面体からなるネットワーク構造を反映したピークと考えられており、それらのピークシフトは無水のMgSiO_3メルト(Funamori et al.,2004)とのものと大きく異なり、全ての組成において2-3GPa付近で特徴的な屈曲をもつことがわかった。この屈曲とはつまり、低圧領域における急激な短距離化、高圧領域における長距離化のことを意味している。この含水珪酸塩マグマのネットワーク構造の圧力変化の解釈として、2GPa以下の圧力領域では水の効果(siOHの形成)によってネットワーク構造が分断されFSDPの位置は短距離側へ大きく位置していたと考えられる。一方2-3GPa付近から生じる長距離側へのシフトは水がMg(OH)の形でメルトに溶け込むようになるために珪酸塩のネットワーク構造が卓越し始めたと考えることができる。このような水の特性変化は、これまで高圧実験によって調べられてきた含水高圧条件で生成されるMgO成分に富むマグマ生成機構と密接な関係を持っている可能性が高い。

MgO-SiO_2 system において, water containing マントルの shallow part において generated されるマThe composition of グマの is composed of SiO_2 and the ingredients are rich and durable.しかし、このphenomenon は、upper part of the マントルlowest part に to る condition (approximately 10GPa equivalent) までで、change High pressure では generates されるマグマの composition はまったく inverse のMgO ingredient に富むことが明らかになった. In this study, the above-mentioned high-pressure water-containing high-pressure molten fusion method was combined with the modification of the structure.を、Atomic レベルの影视Point から実験的に明らかにすることをpurpose としている. High-temperature and high-pressure equipment, KEK's AR-NE5C MAX80, and large-scale radioactive light installation SPring-8のBLO4B1 ビームラインSET のSPEED1500の2つのマルチアンビル-type high-pressure hygienic device is used して行った. The high-pressure state water-containing マグマのX-ray refractory measurement and the white radioactive X-ray were carried out using the いてエネルギーdispersion method. This year, the Mg content in the pressure field of 14.9GPa is the same as that of the water-containing hydrochloric acid. First Sharp Diffraction Peak of X-ray bending strength curve FSDP), SiO_4 tetrahedron structure and reflection structure Funamori et al., 2004) とのものと大きくdifferentなり, 全ての composed of において2-3GPa close to で特徴's をもつことがわかった.このflexion and とはつまり, low-pressure field におけるquick and short-distance, high-pressure field におけるlong-distance のことをmeaning している. The effect of water-containing hydrochloric acid in the pressure field below 2GPa and the effect of water in the pressure field below 2GPa (si OHのformation)によってネットワークstructuralがbreakされFSDPのpositionは short-distance sideへ大きくpositionしていたとtestえられる. One side 2-3GPa pay close to the long distance side water Mg (OH) shape waterけ込むようになるために珪 acid 塩のネットワークstructuralが excellenceし开めたと卡えることができる.このような水のcharacteristics changeは、これまでHigh pressure実験によって Adjustmentべられてきたwater containing high pressure conditionsでThe MgO component is generated by the rich MgO production mechanism and the close relationship between it and the possibility of maintaining it is high.

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）

Melting of enstatite from 13 to 18 GPa under hydrous conditions

顽辉石在含水条件下从 13 GPa 熔化到 18 GPa

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Phys.Earth Planet.Inter. 147
影响因子：
0
作者：
Munehira;Y.;Ohnishi;T.;Kawamoto;S.;Furuya;A.;Shitara;K.;Imamura;M.;Yokota;T.;Takeda;S.i.;Amachi;T.;Matsuo;M.;Kioka;N.and Ueda;K.;A.Yamada
通讯作者：
A.Yamada

High-pressure and high-temperature stability and equation of state of superhydrous phase B

超水B相的高压高温稳定性及状态方程

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Geophysical Monograph Series 168
影响因子：
0
作者：
T.Inoue;T.Ueda;Y.Higo;A.Yamada;T.Irifune;R.C.Liebermann
通讯作者：
R.C.Liebermann

The phase boundary between wadsleyite and ringwoodite in Mg2SiO4 determined by in situ X-ray diffraction

DOI：
10.1007/s00269-005-0053-y
发表时间：
2006-03
期刊：
Physics and Chemistry of Minerals
影响因子：
1.4
作者：
T. Inoue;T. Irifune;Y. Higo;T. Sanehira;Yuichiro Sueda;A. Yamada;T. Shinmei;D. Yamazaki;J. Ando;K. Funakoshi;W. Utsumi
通讯作者：
T. Inoue;T. Irifune;Y. Higo;T. Sanehira;Yuichiro Sueda;A. Yamada;T. Shinmei;D. Yamazaki;J. Ando;K. Funakoshi;W. Utsumi

In-situ X^ray experiment on the structure of hydrous Mg-silicate melt under high pressure and high temperature

高压高温下水合硅酸镁熔体结构的原位X射线实验