博士論文中間発表　鈴木彩子 氏

「上部マントルかんらん岩の変形史解読の新たなアプローチ：
クロマイトスピネル中のCrとAlの拡散係数の実測とその応用」

2006年7月12日

　地球内部のマントル対流，特に上部マントルにおける変形流動について，天然
の岩石試料から解読するために，従来，主要構成鉱物であるオリビンの塑性変
形解析が主に行われてきた．しかし，それで明らかになるのは，幅広い変形レ
ジームの中の一部に過ぎず，例えば低歪速度条件における変形条件解析などは
できない．本研究では，少量ではあるが普遍的にマントル物質に含まれるクロ
マイトスピネル-スピネル系を新たな変形流動の指標として、高温高圧実験に
よって確立することをめざしている．
　上部マントルかんらん岩中に含まれるスピネル ((Mg,Fe)(Al,Cr)2O4) には，
3価の陽イオン(Cr-Al)のmulti-polar zoningが認められるものがある．その形
成要因として拡散クリープによる変形履歴の反映が指摘されている (Ozawa,
1989)．その際，2種類の拡散経路，すなわち粒内拡散および粒界拡散が複合す
ると考えられる．双方の効果を含めて解析するためには，Cr,Alの粒内拡散係
数および粒界拡散係数を実験で求める必要がある．
拡散実験は、地震研究所のマルチアンビル型超高圧発生装置を用いて行った．
出発物質としては，(1)粒内拡散実験では，端成分スピネルとクロマイトスピ
ネルを，(2)粒界拡散実験では，さらにフォルステライトを加えた3種類の鉱物
を用いた．求めた拡散係数および活性化エネルギー値を用いて，上部マントル
におけるmulti-polar zoningの形成条件の解読を試みる．