※一部利用できない機能があります
| 1.
論文 |
論文
|
奥野, 正幸 ; Okuno, Masayuki
概要:
本研究は鉱物結晶の融解および結晶化の現象を融液の側からその構造・組織ならびに組成の変化に注目し明らかにしたものである。主として、次のような研究を行った。 (1)ガラス構造の解析 まず、マグマの主成分であるAl_2O_3-SiO_2系のガラス
…
を作成し、その構造を明らかにした。その結果、殆どのAl原子は4配位をとり、わずかに6配位のものが存在することが明らかになった。この結果は、モンテカルロ法によるシミュレーション計算結果ともよい一致を示した。また、斜長石組成(NaAlSi_3O_8-CaAl_2Si_2O_8)のガラスの構造を詳細に調べた。その結果、Ca,Alの増加に伴って、密度上昇とモル体積の減少がみられそれらは、ガラス構造中のT-O-T角(T=Si,Al)の減少に対応すること分かった。 (2)珪酸塩融液からの結晶相の晶出の関する研究 まず、ブラウン管ガラス中に生じたSbに富む数ミクロンの結晶相を調べ、それがromeiteであることを明らかにした。また、romeiteを含む微小なよりSbに冨むガラス相の構造を解析することによりSbがガラスのネットワーク構造の擾乱を引き起していることが明らかになった。このネットワーク構造の乱れが、romeite結晶の晶出に関係していると推測された。また、融液と微小結晶が共存していたと考えられる天然の火山ガラス(黒曜石)の構造を解析した。分析の結果、火山ガラスは熔融ガラスと異なるサブミクロン・スケール構造を持っていることが明らかになった。これは、火山ガラスに含まれる、微小なクリスタライトに関係すると考えられる。続いて、2成分系の結晶化の数値実験を行い、それを火成岩の組織の生成過程に応用した。火山岩と深成岩の組織の小異は2桁に及ぶ冷却速度の違いが原因であることを明らかにした。 (3)上記の結果および関連研究の結果をまとめ、学術雑誌ならびに学会に発表・公表した。<br />Principle results on the study on magma crystallization and mineral melting processes were followed.a) Structural studies of glassesFirstly, The glass structures of Al_2O_3-SiO_2 system that is one of the principle components of magma were analyzed. Many Al atoms in these glasses have tetrahedra and the number of octahedral Al may be small. This result is consistent with the model structure derived from Monte Carlo Simulation. The structures of feldspar (NaAlSi_3O_8-CaAl_2Si_2O_8) glasses were also analyzed. From the observations, it was evident that the density increase and molar volume decrease with increases of Ca and Al atoms could be explained by decrease of T-O-T angle (T=Si, AL) in the glass structure.b) Study on crystallization of silicate meltSb rich μ size crystals in cathode ray tube glass were investigated by X-ray diffraction and Raman spectra measurements and revealed that this crystal had romeite type structure. The structure Sb rich glass phase surrounding romeite crystal was also analyzed. It was evident that the network structure of this glass was rather distorted and this distortion may relate to crystallization of romeite. The structure of natural volcanic glass (onsidian) which had liquid and small crystalline phases was also analyzed. Obtained results show that this obsidian has sub-μ size phase which is not included normal liquid phase. This phase may be related in crystallite phase in obsidian. Numerical experiments on crystallization for binary silicate system were adopted for study on formation process of textures of volcanic rocks. The texture differences between volcanic and plutonic rocks may be caused by their different cooling rate.c) These results were discussed by all project members and we prepared some scientific papers.<br />研究課題/領域番号:10440153, 研究期間(年度):1998–2000<br />出典：「マグマの結晶化と鉱物の融解過程の構造化学的研究」研究成果報告書 課題番号10440153(KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）) 本文データは著者版報告書より作成
続きを見る
|
||||
| 2.
論文 |
論文
|
奥野, 正幸
概要:
本研究では、マグマの高温・高圧力下での原子レベルの構造とその物性を明らかにすることを目的とし、斜長石ガラスや火山ガラスについて、圧力・温度による構造変化などについて、以下のような研究を行った。 1、 まず、Si0_2組成ガラスを衝撃圧縮し、
…
その構造変化をX線回折法、ラマン分光法により調べ、約25GPaの圧力まで高密度化し、それ以上の圧力では残留温度による密度低下が起きることを明らかにした。 2、 斜長石(NaAlSi_3O_8-CaAl_2Si_2O_8)組成のガラスを高圧力プレスを用いて、500℃で4GPa,7.7GPaの条件で圧縮した.これらのガラスの構造をラマン分光測定によって調べた。斜長石ガラスは高温高圧力下でまず、SiO_4及びAlO_4四面体のリング構造が小さくなり、続いてAl原子の配位数が4から6に変化することにより密度が増加することが明らかになった。また、CaAl_2Si_2O_8組成ガラスについては衝撃実験も行い、その密度増加がSiO_2ガラスに比べ小さく、SiO_4及びAlO_4四面体の3員環のみが関与しているととが明らかになった。これらの結果はAlを含むマグマでは、その高圧力下での挙動が含まないものと異なることを示し本研究において重要な意味をもつ。 3、 さらに、火山ガラス(Obsidian)についても、プレス及び衝撃圧縮による高圧実験を行い、X線回折法とラマン分光法による解析を行った。さらに、高温での構造変化をラマン分光法で調べた。その結果、火山ガラスはガラス構造を持つ部分と結晶類似のクリスタライトからなり、加熱や衝撃圧縮によって、ガラス構造を持つ部分が増大することが明らかになった。 4、 日本側担当者(奥野・木原)とフランス側の代表者(Reynard)が相互に訪問し、ともに研究成果についての討論を行い、研究を学術論文にまとめた。<br />Principle results on the structures of feldspar and volcanic glasses for analyzing structures and physical properties of magmas under high temperature and pressure conditions were followed.a) The shock-wave densification of SiO2 glass was analyzed by X-ray diffraction and Raman spectroscopy. SiO2 glass was densified up to 25GPa and the density decreased upper pressure by high residual temperature.b) Feldspar (NaAlSi_3O_8 CaAl_2Si_2O8) glasses were compressed under 500^OC/4GPa and 7.7GPa by cubic press apparatus. The structures of these glasses were analyzed by Raman spectroscopy. From these observations, it was evident that the structure of plagioclase glass has smaller ring structure of TO_4 tetrahedra and the coordination numbers of Al atoms change from 4 to 6 under high temperature and high pressure conditions. Shock experiment for CaAl_2Si_2O_8 glass was also performed to reveal the density increase was smaller than that of SiO2 glass and this density increase was based on the increase of three membered rings of TO_4 tetrahedra. The annealing process of shock-wave denshified CaAl_2Si_2O_8 glass was also investigated by in-situ Raman spectroscopy. These results are very important to understand Al bearing magma.c) The structures of densified volcanic glasses obtained by shock and static compressions were investigated by Xray diffraction and Raman spectroscopy techniques. The densification of volcanic glass (about 9%) by 500^OC/7.7GPa static compression may be due to change from 6 and 5 membered ring of TO_4 tetrahedra dominant structure to 4 and 3 meinbered ring dominant structure. On the other hand, crystallites in the obsidian vitrified by shock-wave compression and the density did not increase but decrease at higher shock pressure(25 and 35GPa).d) These results were discussed in Japan and France by all project members and we prepared some scientific papers.<br />研究課題/領域番号:09044069, 研究期間(年度):1997–1998<br />出典：「マグマの構造と物性」研究成果報告書 課題番号09044069 (KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）) 本文データは著者版報告書より作成
続きを見る
|
