放射光を用いた超高圧高温変形実験によるマントル遷移層全領域の粘性率構造の解明

同步辐射超高压高温变形实验阐明整个地幔过渡层的粘性结构

基本信息

批准号：
24540515
负责人：
川添貴章
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Ehime University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

1、研究成果の具体的内容超高圧高温下における粘性率測定のための実験技術開発を行うことにより、マントル遷移層下部に相当する温度圧力条件までの放射光を用いた粘性率測定を実現した。具体的には圧力18GPa、温度1500-1700K、歪速度3.4-5.6×10^<-5>s^<-1>という実験条件において変形中の鉱物多結晶体試料の応力・歪時分割測定に成功した。これによりマントル遷移層下部の主要構成鉱物であるリングウッダイトの粘性率(クリープ強度)の精密測定を可能にした。またマントル遷移層上部の主要構成鉱物であるウォズリアイトを実験試料としたせん断変形実験を17.6GPa、1800-1900Kで行うことにより、その結晶選択配向パターンおよびそのパターンと変形流動の向きとの関係を明らかにした。この研究成果は、学術論文雑誌"Physics of the Earth and Planetary Interiors"にて発表した。2、研究成果の意義・重要性これらの研究成果には、リングウッダイトの粘性率の温度・歪速度・含水量依存性(流動則)を明らかにし、マントル遷移層下部の粘性率を実験データに基づいて制約を与えることができるという意義力玄ある。これはマントルの粘性率が520km地震波速度不連続面において不連続に変化するかどうかを解明し、マントル遷移層の粘性率が地球深部ダイナミクス・地球進化へどのような影響を与えているのかを明らかにしていく上で重要である。またウォズリアイトの結晶選択配向パターンを明らかにしたことは、マントル遷移層で観測されている地震波速度異方性からマントル遷移層内における物質流動の方向を決定することが出来るという意義がある。

1。通过开发实验技术来测量在超高压力和高温下的粘度，我们已经使用同步辐射达到了粘度测量，直到温度和压力条件对应于地幔过渡层的下部，我们已经实现了粘度测量。具体而言，应力和应变时间分裂测量在18 GPA压力，温度为1500-1700K的实验条件下取得了成功，对于矿物多晶样品的矿物质多晶样品，应变速率为3.4-5.6×10^<-5> S^<-1>。这允许精确测量Ringwoodite的粘度（蠕变强度），Ringwoodite是地幔过渡层下方的主要成分矿物。此外，使用Wozliate进行剪切变形实验，Wozliate是地幔过渡层上方的主要组成矿物，作为17.6 GPA，1800-1900K的实验样品，以阐明晶体选择性取向模式以及在变形流的模式和方向之间的关系。这项研究的结果在“地球和行星室内物理学”学术期刊上介绍。 2。研究结果的显着性和重要性这些研究结果揭示了温度，应变率和林木（流量规则）的依赖性，以及下面的地幔过渡层的粘度可以根据实验数据来限制。这对于阐明地幔的粘度是否在520公里的地震波速度不连续性表面不连续，以及阐明地幔过渡层对深地球动力学和地球进化的粘度的影响。此外，阐明晶体选择性的晶体选择性方向模式的意义是，可以根据地震速度各向异性在地幔过渡层中观察到的地震速度各向异性确定地幔过渡层中的材料流动方向。

项目成果

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专利数量（0）

Superplasticity in hydrous melt-bearing dunite: implications for shear localization in Earth's upper mantle

含水熔体纯晶岩的超塑性：对地球上地幔剪切局部化的影响

DOI：
10.1016/j.epsl.2012.04.032
发表时间：
2012
期刊：
Earth and Planetary Science Letters
影响因子：
5.3
作者：
Ohuchi;T.;Nishihara;Y.;Kawazoe;T.;Spengler;D.;Shiraishi;R.;Suzuki;A.;Kikegawa;T.;Ohtani;E.
通讯作者：
E.

地球深部物質の高圧下における光学測定のための超小型キュービックアンビル装置の開

开发用于高压下地球深层材料光学测量的超小型立方砧装置

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
金子誠;岩田孟;塩津弘之;川元侑治;仲松有紀;宇都宮聡;難波譲二;大貫敏彦;小林真大，角野浩史，齋藤健彦，長尾敬介，石丸聡子，荒井章司，芳川雅子，川本竜彦，熊谷仁孝，小林哲夫，Ray Burgess，Chris J. Ballentine;川添貴章
通讯作者：
川添貴章

410-km不連続面近傍の粘性率モデル:実験鉱物学的アプローチ

410 公里不连续面附近的粘度模型：实验矿物学方法