マントル捕獲岩を用いたマントルウェッジ内部環境推定と揮発性元素の挙動の解明

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マントル捕獲岩に含まれている流体包有物のCO2-H2O比を精度よく測定する事が非常に困難である．そこで任意のCO2-H2O比を持つ人工流体包有物を用いて，ラマン分光法でより精度よくH2O量を測定しようと計画をしたが，この測定を行う為に，ラマン分光法を用いたCO2流体包有物密度計の温度依存性を明確にする必要があることが判明した．よって，本年度はラマン分光法を用いたCO2流体包有物密度計の温度依存性に注目して，以下の研究を行った．(1)ラマン分光法を用いたCO2流体包有物密度計の波数差Δの温度依存性を確かめるために，異なる密度を持つ流体包有物を用いて温度を調整しつつ詳細な測定を行い，密度とΔと温度の関係を求める試みを行った．(2)ラマン分光法では測定に高強度のレーザーを使用するため，測定中にサンプルが加熱され，流体包有物内部が局所的に加熱されている可能性がある．そこで，CO2のラマンスペクトルが温度に敏感である事を利用したCO2温度計の改良を目的に測定を行った．具体的には，人工流体包有物作成装置セル内に密度0.8-1.0 g/cm3のCO2流体包有物を作り出し，15-55 ℃の温度範囲でセルを加熱しつつ，ラマンスペクトルを取得した．測定の結果，CO2流体包有物密度計のΔの温度依存性は，流体の密度と関係があり，密度が高いほどその影響は小さくなることが判明した．今までにΔの温度依存性に関して相反する論文報告があったが，その原因を突き止められたことになる．また，CO2温度計に関しても，今まで報告されていたものとは異なる関係式を導き出すことに成功し，その精度を±1.37 ℃（先行研究では±3.9-4.7 ℃）にまで向上することができた．今後の展望としては，本研究を進展させるのに壁となっていた流体包有物内のH2O量の詳細な測定に，本年度の成果が活かせるのではないかと期待をしている．