マントルウェッジ供給されているスラブ流体の希ガスとハロゲンの特徴を明らかにするため、伊豆小笠原弧北部の火山で採取した溶岩中のかんらん石と、IODPにより採取された北西太平洋プレート状の堆積物と変質した海洋地殻の、希ガス同位体ならびにハロゲン組成を分析した。
かんらん石のアルゴン同位体比はマントルと大きく異なり、また背弧域に比べ火山フロント上でより海水に近いことから、沈み込みによる海水起源希ガスの影響が島弧下全域に強く及んでいると考えられる。一方大半の試料のハロゲン組成はマントル的であるが、背弧側の一部の試料は、三波川変成帯の東赤石かんらん岩などで報告されている、堆積物中間隙水に似たハロゲン組成をもつ。これらは比較的低ハロゲン濃度のスラブ流体が火山フロント直下から背弧域にかけてマントルウェッジに供給されているのに加えて、高ハロゲン濃度の流体も背弧側で限定的に供給されていることを示唆している。

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Anorthite megacrysts in basaltic andesite from Mt. Fubo, Miyagi Prefecture were examined by EPMA-WDS and SEM-EDS. These observations revealed that anorthite contents of the megacrysts are An92-94 and small Fe-Ni-sulfides (20-50µm) were included in the megacrysts. Our results indicate that these megacrysts have grown in volatile (e.g., H₂O and S) rich and low viscosity condition.

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東北日本の背弧火山である三ノ目潟火山の高MgO（≧8 wt.%）玄武岩は、かんらん石（Fo₉₀）を斑晶として含むほか、地殻由来の斜長石（An₃₀）を含む。Kuritani et al. (2014 Contrib. Mineral. Petrol.)は、三ノ目潟火山の初生メルトの含水量が6-7 wt.%であることを議論したが、メルトがこれほど水に富む直接的証拠は得られていなかった。斜長石などの無水鉱物は微量の水素を不純物として含み、その含有量は、共存するメルトの含水量に依存する。本研究では、斜長石の水素含有量を分析することにより、噴火前に非平衡ではあるが共存した玄武岩メルトの含水量を推定した。分析の結果、斜長石のコアは60 wt. ppm H₂Oの水素を含むが、リムでは水素含有量が≧200 wt. ppm H₂Oに達した。斜長石が高含水量メルトに取り込まれて噴火に至ったことが確かめられた。

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北西太平洋に分布するプチスポットの地質学的特徴を明らかにするため、３カ所の火山フィールドにおいて採取された約170個の玄武岩試料の全岩化学組成（主要・微量元素，SrおよびNd同位体組成）と⁴⁰Ar/³⁹Ar年代値データセットを構築した。データセットを火山の地理的分布と合わせて包括的に解析した結果、プチスポットマグマはリソスフェア−アセノスフェア境界に存在する孤立したメルト池に由来することが判明した。プチスポット火山活動の変遷とそれに伴うマグマ組成の変化は、メルト池がプレート運動によって引きずられ、プレート運動のスピードよりわずかに遅く移動することによって制御されている。

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本研究では，ケイ酸塩メルト中の水の拡散について，その含水量依存性と拡散メカニズムの解明を目的とし，石英ガラスを用いた水の拡散実験をおこなった．実験で得られた拡散プロファイルから，ガラスの組成依存性を排除したケイ酸メルト中の水の拡散モデルを構築する．また，そのモデルを流紋岩ガラス，デイサイト質ガラス，玄武岩質ガラス中の水の拡散に応用し，一般的なケイ酸塩メルト中の水の拡散モデルの構築をめざす．

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本研究は、常圧から5GPa の圧力幅で、マフィックから珪長質までの幅広い組成のメルトに適用可能な含水ケイ酸塩メルトの密度モデルの構築を行った。メルト中の水成分の圧縮率、熱膨張率およびその圧力微分、そして部分モル体積と K’に関して、先行研究によって実験値に推定された密度を参照して、キャリブレーションを行った。ドライメルトの K’に関しては、メルトの SiO₂ 含有量に対して新たにパラメーター化を行った。構築したパラメーターセットは、幅広いバルク組成や含水量でのメルトの密度を高精度で再現した。無水のメルトと比べると、含水メルトは低密度になるとともに、圧縮されやすくなる。メルトの含水量は地震波速度にも大きな影響を及ぼすことが予想される。この影響を議論するため、本モデルで決定されたパラメーターを用いて、メルト組成や含水量が地震波速度に及ぼす効果に関する定量的な見積もりを行った。

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玄武岩質メルトのfO₂に及ぼすSの脱ガスの影響を，平衡バッチ脱ガスモデルを仮定して試算した．熱力学モデルによりSO₂/H₂Sを計算したところ，ΔQMF＞0のfO₂条件では，脱ガスするSはほぼSO₂であった．メルトのFe3+/Fe2+およびS6+/S2-とfO₂の関係はそれぞれ先行研究によって提案されたモデルを用い，メルトからのSの平衡バッチ分別過程でのfO₂変化を計算した．その結果，初期fO₂条件がQMF+0.7程度の場合にはSの脱ガスはfO₂にほとんど影響を及ぼさず，これより酸化的/還元的な初期条件ではSの脱ガスによってより酸化的/還元的になることがわかった．プチスポットSite-Bで採取された玄武岩質ガラスについて，2000ppm以下のSの脱ガスを考慮した場合，その初期fO₂条件としてΔQMF＞1.4の結果を得た．従ってプチスポットの起源マントルは島弧的なfO₂状態であると考えられる．

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ハロゲンはマントルへと沈み込む水のよいトレーサーになると期待されている。沈み込み帯直下のマントルウェッジにスラブ起源流体が及ぼす影響や、どのような相がハロゲン組成を支配しているかを解明することを目的とし、火山フロントに位置するアバチャ火山、ピナツボ火山と背弧側に位置する一ノ目潟で産出したマントル捕獲岩に含まれるハロゲン組成を求めた。火山フロント直下のマントルにはIに富むスラブ起原流体の影響が強く及んでいた。背弧側では、Iに富む成分以外にも複数の成分の影響が見られ、その組成は単斜輝石の組成に強く影響されている。

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ルソン–台湾弧の火山フロントに位置するイラヤ火山に産するかんらん岩捕獲岩は，シリカに富む流体（およびメルト）による交代作用を被っている。その記載岩石学的特徴は非常に多くのH₂O流体包有物が観察されているアバチャ火山のものと類似し，多量のH₂O流体包有物の存在が期待される。本研究では，流体を含むかんらん岩の岩石学的特徴と流体包有物の組成（相と塩濃度）測定をおこない，包有物がH₂OとCO₂からなり，H₂O流体の塩濃度（NaCl相当量）はほぼ均質（≈ 4.0 wt%）であることを確かめた。opx IIの有無と含まれるH₂O流体包有物の組成に関して明瞭な関係性は見いだせていないが，更に詳細な検討をおこない考察する。

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中央海嶺下などでの湧昇マントルが、部分溶融に伴ってどのような電気伝導度変化と粘性率変化を示すのかを明らかにするため、合成レールゾライトの高温高圧下での物性を測定した。レールゾライトは、Mg(OH)₂、SiO₂、CaCO₃、MgAl₂O₄の粒子サイズ50 nm未満の粉末から、フォルステライト80%＋エンスタタイト10%＋ダイオプサイド10%と、フォルステライト50%＋エンスタタイト40%＋ダイオプサイ10%の組成に、それぞれ0%、 0.5%、1.5%の量のスピネルを添加したものを作製した。ソリダス以下では、伝導度と粘性率はアレニウスプロット上線形にプロットされ、それぞれ～180kJ/molと～700kJ/molの活性化エネルギーをもつ。ソリダス以上では、伝導度と粘性率は温度上昇に伴うより急激な変化を示す。この伝導度増加と粘性率低下は、メルト分率の増加と関係していると考えられる。

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地殻エネルギーのフロンティアを開拓すべく，未来技術として，流体との相互作用が極端に弱くなる400℃以上の超臨界環境，および岩石の流動性が増して誘発地震が発生しづらくなる延性領域を利用する必要がある．従来型地熱の開発対象領域である脆性環境を通り越した，その向こう側にあるより熱エネルギー環境が高い(400～500℃以上の)延性領域の開発を目的とした研究について紹介する．この研究は，野外観察，室内実験，数値計算などを効率よく組み合わせて実施しているが，これに加えて，大深度掘削により，超臨界地熱環境の実態をつぶさに観察する必要がある．現在，ICDP (International Continental Drilling Program)の本プロポーザル(JBBP: Japan Beyond Brittle Project)を準備中である．

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発表者らはこれまでおこなってきた，熱水中での岩石溶解に関する研究において，特定の温度圧力条件下で花崗岩や石英に著しいき裂が生じる場合がある事を報告し，この現象を熱水誘起割れ(HDF : Hydrothermally Derived Fracturing)と名付け，様々な実験的検討をおこなってきた．その結果．高温高圧環境下における岩石表面での流体沸騰と，その際に発生した顕熱や潜熱による温度の低下による熱応力の発生がき裂生成に関係していることを見いだした．また，高温高圧環境下の岩石に低温流体を接触させた場合の流体沸騰による発生だけではなく，高温高圧環境からの急減圧に伴う流体沸騰によっても発生する事が判明した．この現象を数種類の岩石で検討した結果，石英の存在が影響している可能性があり，また，地殻深部の高温岩石や岩体内部，火山近傍地下におけるき裂発生や岩石破壊プロセスの一部である可能性がある．

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地熱資源開発における調査課題解決のため本研究は地熱未探査地域を対象とし、噴出物中の石英に含まれるメルト包有物の解析によりマグマ温度・圧力を決定 し、マグマ溜まりの位置を推定した。対象の白沢カルデラは仙台市西方に位置し7Maに噴出しており、地震波探査によって地下10~20kmに低速度域が示 唆されている。包有物のノルム組成と相図から見積もられた晶出圧力は50~300MPaに集中、深度は1.6~10kmと推測される。単一結晶中の複数 の包有物では微量元素濃度と晶出深度に負の相関があり、マグマ上昇に伴う分化を示唆する晶出圧力頻度は150~250MPaであり、地下5~8kmに巨大なマグマ溜まりの存在が示唆され、カルデラ中心部に最浅晶出深度0~2kmの試料が集中している。これらの深度と比較して、地震波探査の低速度域から推定される現在のマグマ溜まり(10~20km)は7My間に下降していると推測する。

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In the geothermal field, the permeable-impermeable boundary is at around 3 km depth. This boundary consists of the local minimum value of quartz solubility in the Kakkonda field, Japan. In this study, calculation of quartz solubility reveals the relationship between the permeability and WRI in the deep drilling wells recorded overpressure in the world.

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有馬型温泉水の湧昇域については，模式地である有馬温泉のほかに，紀伊半島が知られており，断層に沿って深部から上昇すると考えられている．しかし，それらの起源や上昇過程，特に地殻との相互作用についてはいくつかの可能性が指摘されているものの，未解明な点が多い．
一方，島弧火山岩の化学組成は，マグマ生成時のスラブからの寄与や，マントルでの生成条件を介し，スラブの分布，熱的・化学的性質とその変遷を記録していることが分かっている．本研究では，火山岩との対比に基づき，紀伊半島に湧出する温泉水を用いて，その起源や上昇過程を制約し，有馬型温泉水の成因やテクトニクスを含めた地質構造との関係を議論する．

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海底地殻環境下では蛇紋岩化プロセスによって水素や非生物性メタンが生成すると考えられているが、その反応速度は非常に遅く、蛇紋岩化の室内実験では熱水噴出孔の高濃度のメタン生成を説明できていない。一方、水熱条件下で硫化水素を用いた還元反応により高濃度の水素が生成することが報告されており、本研究では硫化水素還元による水素生成反応と、その水素と海水中の二酸化炭素を反応物としたメタン生成反応(Fischer-Tropsch反応)という2段階の反応が熱水噴出孔における高濃度メタンの生成に寄与している可能性を検討した。 表面触媒として磁鉄鉱(Fe₃O₄)を加えた水熱実験で、168 [h]の加熱実験で蛇紋岩化によるメタン生成の約17～数百倍の速度でメタンが生成することが判明し、熱水噴出孔での流体循環時間で天然で観察される流体中のメタン濃度が十分に達成されることが示唆された。

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火山砕屑岩が分布する地域において鉛直方向の風化プロファイルを得た。深部から表層へ向かって粘土鉱物、斜長石の分布に移り変わりが認められたので報告する。

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地質媒体の浸透率は，岩石-水相互作用の進行速度に大きく影響する重要なパラメータである．地質媒体の間隙構造の複雑さによって浸透率は非常に幅広い範囲の値を取り得るが，どのような因子（間隙率，間隙径，屈曲度）が浸透率を支配しているのかは，十分に解明されていない．本研究では，間隙を水で満たした岩石試料にガス圧をかけてガスを貫通させる「水押し出し法」によって最大開口径を測定し，浸透率との関係を調べた．最大開口径と浸透率の間には非常に強い相関が見られ，浸透率が最大開口径によって主に支配されていることを示している．

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東南極セール・ロンダーネ山地中央部ブラットニーパネに産するGrt-Opx-Hbl片麻岩には、主たる片麻状構造を切って、GrtとHblから成る幅約1cmの脈が貫入する。この脈は、角閃岩相高温部で外部から流体流入を受けて形成されたと解釈でき、脈から離れるにつれ、HblとBtのCl濃度とHblのK濃度は減少し、PlのNaに富むリムは薄くなることからNaCl-KClを含む塩水の流入が示唆される。さらに、LA-ICPMSを用いた微量元素組成分析から、脈から離れるにつれ、Hbl中のZn, Sr, Ba, Pb, U濃度、Pl中のLi, Sr, Ba, Pb濃度が低下することが分かった。個々の元素濃度が一定になる距離は、鉱物種ではなく元素によって異なり、脈からの距離に応じた微量元素組成変化プロファイルは、脈から壁岩にかけての元素拡散を示唆する。本発表では、拡散速度と鉱物組織の関係性を考慮して検討を行う。

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Finero金雲母カンラン岩体は，古生代から中生代にかけてマントルウェッジでスラブ脱水による交代作用を受けたことが報告されている。この流体がカンラン岩の塑性変形に与える影響に着目した。一部の試料は以下のような特徴がみられることから，含水下で応力集中がおこっていることが確認できた．1)オリビンのポーフィロクラストは複雑な波動消光を示す。2)流体包有物が大量に存在する。変形の疎過程を、走査型電子顕微鏡（SEM/EBSD）を用いたオリビンのすべり系の決定及び，流体包有物の希ガス同位体測定による流体の起源の推測から考察した．この結果，オリビンのすべり系は無水から含水条件を示すすべり系に上書きされている様子が確認でき，流体包有物の希ガス同位体比は，大気，大陸地殻，MORBマントル成分の三成分混合型を示した．剪断帯中のオリビンの塑性変形と脆性変形には流体が関与していたこと示唆している．  

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ネパール東部ダンクッタ地域のMCT下盤側に分布する泥質片岩中の、電気石の組成変化を調べた。通常の泥質片麻岩中の電気石リムの組成は、変成度が上昇するにつれ、Mg/(Mg+Fe²⁺)[=XMg]、Ca/(Ca+Na)が高くなり、Xサイトの空隙が減少する。一方、藍晶石帯に産する電気石脈中の電気石の組成は、脈からの距離に応じて変化し、脈中の電気石は高いXサイトの空隙を有し、XMgがほぼ一定であるが、脈から数cm離れた箇所の電気石は、低いXサイトの空隙を有し、XMgもばらつく。この組成差は電気石形成時の流体/岩石比の違いを反映し、流体/岩石比が高い状態で形成された電気石は、高いXサイトの空隙を有する可能性がある。電気石を大量に産する泥質片岩中の電気石のなかにも、同様の組成的特徴を有するものがあり、これらも変成同時の流体流入に伴って形成された可能性が高い。

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地殻への流体供給に対するメルト貫入の寄与を明らかにする為に，東南極セールロンダーネ山地南東の地殻—メルト吸水反応帯を調査した．パーガス閃石−金雲母かんらん岩に花崗岩質岩脈が脆性的に貫入しており，その境界に角閃石，金雲母からなる厚さ10–15 cm程度の吸水反応帯が形成されている．その生成条件は5 kbar, 700 °Cと見積もられ，中部地殻に相当する．メルトに含まれる6wt%の水の内，反応帯には主にK₂O, CaOの付加により4wt%が吸水されているが，残りの2wt%は系外へ放出されている．吸水量は，流体供給量ではなく，母岩側の反応帯形成速度に律速されていると考えられる．本発表では，反応帯の主要・微量元素プロファイルおよび反応拡散モデルから，このような反応帯をモデル化し，島弧地殻への水流体供給量への影響について議論する．

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大阪府南部，和泉山脈北麓地域に分布するドーソン石を含む炭酸塩脈が、有馬型高温泉に相当する流体から沈殿した可能性を、酸素・炭素同位体比から検討した。Kazahaya et al. (2009)による有馬型高温泉端成分から沈殿する方解石の同位体比を計算で求めると、温泉程度の温度で鉱物脈中の方解石の同位体比は説明できる。鉱物脈が、近接して存在し有馬型温泉の1つであるNa-Cl-HCO₃型温泉の活動で形成されたという考え方に著しい矛盾はない。

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マントルウェッジ由来のカンラン岩捕獲岩中に塩水包有物を発見し塩濃度を報告してきた(Kawamotoほか, 2013, Proc Nat Acad Sci USA, Kumagaiほか, 2014, Contrib Mineral Petrol)。また、塩濃度は、水流体とマグマの間の元素分配に影響を与え、スラブ流体は塩水であると島孤玄武岩の化学組成の特徴を合理的に説明できる(Kawamotoほか, 2014, Earth Planet Space)。このような塩水をどのようにマントルウェッジに運ぶかについては、最新のハロゲン元素と希ガスの分析により、沈み込む堆積岩中の間隙水や蛇紋岩が有力視されている(小林ほか, 2015,  地学雑)。本研究では、沈み込むスラブとマントルウェッジの間にある沈み込みチャネル中で生成されると考えられるヒスイ輝石岩中の流体包有物の塩濃度について報告する。

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IODP第345次航海で採取された斑れい岩類に産する蛇紋石の，化学組成と鉱物共生を分析した。斑れい岩類中の蛇紋石は，かんらん岩中に産するものと違って，ブルース石の混在を示さず，局所的なスメクタイトの混在を示唆する。蛇紋石には，Si/(Mg+Fe)比やMg/(Mg+Fe)比などの化学組成の変化と，共存する磁鉄鉱あるいはスメクタイトの量の変化が認められた。それらの変化は，温度，シリカ活動度，酸素フュガシティ，あるいは水／岩石比などの変動によって説明することができる。

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本実験では，天然のマントル－下部地殻境界のアナログとして，かんらん石－斜長石－水系の水熱実験を行い，反応進行度の空間分布の詳細な解析を行った．実験条件は230̊C，飽和蒸気圧(= 2.80 MPa)，最大反応時間は7960時間である． 結果，斜長石との境界から反応生成物の系統的な変化が観察された．かんらん石の最も斜長石に近い領域ではAlリザーダイト，離れるとAl-freeリザーダイト＋ブルーサイト＋マグネタイトが生成し，Caを含んだ鉱物は観察されなかった．斜長石の領域で生成物は観察されなかった．Alリザーダイトに含まれるAl量は斜長石との境界で最大であり(~15wt%)，斜長石から離れると少なくなる傾向をとる．これから推測される7960時間後の斜長石からのAlとSiの移動距離は，それぞれ斜長石とかんらん石の境界から1.5mmと3.7mmであった．また，かんらん石領域における反応生成物の含水量は斜長石との境界で高く，反応チューブの先端部に向けて次第に低くなる傾向をとる．

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地殻中では鉱物粒界や間隙中に高温高圧の水が存在しており、この水は地殻中の物質移動や地震のような地殻現象に深く影響していると考えられている。またこのような狭い領域に存在する水は、表面との相互作用で通常のバルク水とは違った挙動を示すことが知られている。本研究では、古典分子動力学計算を用いて、298Kから573Kの温度条件における石英表面上の水の自己拡散係数を、様々な視点で評価した。石英面で挟み込んだ水の自己拡散係数は、石英間の厚さ5 nm以下で小さくなり、5 nm以上の厚さの水ではバルク水とほぼ同じ自己拡散係数を示した。また水分子一つひとつの自己拡散係数を定義し、低拡散の水分子と高拡散の水分子が石英間のどの位置に分布しているかを可視化した。その結果、表面から1-2 nm程度の範囲に低拡散の水分子が分布しており、この低拡散水分子の分布は573Kの高温の条件でも存在していることが分かった。

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バルク水中のSi, K, Clの拡散係数（D₀）は，KとClはほぼ等しく，Siはそれらの約1/1.7倍である．しかし，Si, K, Clを等濃度（各1.7 mM）含む溶液を拡散源として，ベレア砂岩とフォンテーヌブロー砂岩について行われた拡散試験の結果は，間隙水中のSiの拡散速度が，バルク水中のSi, K, Clの拡散係数の違いから予測される値よりも小さくなることを示した．また，間隙をSi濃度1.7 mMの溶液で満たした後，遠心分離で間隙水を取り出して分析した結果から，特にベレア砂岩については間隙中でSiの沈殿が生じていることが分かった．拡散試験中のSi輸送量が予測値より少ないのは，岩石内部でSiが沈殿することにより濃度フ゜ロファイルが変化する効果や，高いSi濃度下でSiの重合等が起こりD₀が小さくなる効果が関係している可能性がある．

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オリビンは通常それほど顕著な劈開を示さない。しかし地表に露出する蛇紋岩化した超塩基性岩体には、cleavable olivineと呼ばれる顕著な劈開が発達したオリビンが普遍的に産出される。本研究では、マリアナ前弧中部の雷神海山を構成する蛇紋岩化が進んだ超塩基性岩（ダナイト）を構成するオリビンを試料に用い、その中に顕著に発達するcleavable olivineの成因を、微細組織観察を基にして明らかにした。本研究によって、転位クリープによる亜結晶粒界（転位の配列）の形成と、その後のH₂Oのパイプ拡散が、cleavable olivineの形成にとって、本質的に重要であることが示唆された。

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本研究では，下部地殻に相当する温度・圧力条件下で，水を添加した灰長石に対して変形実験を行い，灰長石の塑性変形に対する水の効果を定量的に明らかにすることを目的とする．実験はGriggs型固体圧変形試験機を用いて温度900 °C，封圧1 GPaで軸圧縮試験を行った．試料には，微細（粒径約3 μm）な灰長石多結晶体を用いた．実験前に灰長石に蒸留水を0.5 wt%加え，ウェット試料とした．高封圧の試料の強度は，低封圧の実験（< 450 MPa）から得られた拡散クリープによって変形するウェットな灰長石の構成則から予測される強度に比べて著しく低かった．また，回収した円筒試料の上部はほとんど変形しておらず，下部に変形が集中していた．薄片観察では試料下部に流動変形が示唆される線状の伸長構造がみられた．まだ変形機構は確かめられていないが，高圧下での水の効果は低圧の実験からの予測よりも大きい可能性がある．

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平尾台に露出する結晶質石灰岩中に発達するカタクレーサイトの形成過程を、野外調査、変形微細組織観察、化学組成分析、及び流体包有物の均質化温度・融点測定、Rb-Sr同位体比分析結果をもとに考察した。その結果、このカタクレーサイトは複数回の水圧破砕によって形成されたこと、そして、この破砕に関与した流体は、平尾石灰岩層と接した状態が長く継続したH₂Oを主成分とする比較的高温で、かつ塩濃度の低い流体であった可能性が強いことが明らかとなった。

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間隙流体分布に対する結晶粒成長の効果を調べるため、ピストンシリンダー装置を用いて石英―水系における液相焼結実験を行った。実験条件は900°C、1 GPa、91–382時間である。出発物質は石英とゾルゲル法で合成した非晶質シリカの混合粉末を用い、流体源としてブルーサイトを用いた（流体量約0.7, 1.7, 3.7 wt.%の三段階）。実験の結果、焼結初期の段階で粒成長と過剰な流体量の間隙からの吐出しが起こったことが分かった。吐出しは192 hではほぼ収束しており、粒間に保持されていた流体量は約0.8 wt.%であった。また、初期流体量の大きい実験では、粒成長が明瞭に進行していた（保持時間192 hで0.7, 3.7 wt.%でそれぞれ25, 84 µm）。以上から、多量の流体の存在下では、流体の吐き出しは流体を介した溶解・析出によって粒成長とともに効果的に進行すると考えられる。

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伊豆半島周辺に存在する蛇紋岩体は，古第三紀～新第三紀頃に形成された日本で最も新しいオフィオライト岩類であると考えられ，伊豆半島周辺の形成史を解明する鍵として重要視さてきた。本研究では千葉県房総半島嶺岡帯に産する蛇紋岩について，研究例の少ない蛇紋岩の仮晶組織の観察を行った。現地にて採集した蛇紋岩試料について，偏光顕微鏡観察，Ｘ線回折分析，SEM-EDS分析を行った。蛇紋岩はいづれも蛇紋岩化作用を受けており，偏光顕微鏡下で網目状組織，バスタイトが主として観察された。多くの試料にニッケル硫化鉱物が含まれており，アワルワ鉱，自然銅も少量確認された。ニッケル硫化鉱物は(Ni＋Fe)/S比の値が0.78～1.82 の間を変化し，少量のFeが含有されており，Co, Cuを含むものも確認された。蛇紋岩化が完全な網目状組織では，コアは褐色，緑色，黒色を示し，Feが選択的に濃集する特徴があった。

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中央宝石研究所に非開示で持ち込まれた15個のIｂ型黄色系CVD合成ダイヤモンドを検査した。赤外領域の吸収スペクトルにおいてすべての試料に平均3.6ppmの置換型単原子窒素の存在が確認され、これらが主な色因となっている。また、3032、2948、2908、2875cm^-1に天然ダイヤモンドには見られないC-H由来の吸収が見られた。これらとフォトルミネッセンス（PL）分析で検出されたH3、NVおよびN3センタなどの光学中心との組み合わせから結晶成長後に1900～2200℃程度のHPHT処理が施されていることが示唆される。このようなIｂ型の黄色系CVD合成ダイヤモンドは、標準的な宝石学的検査だけでは識別が困難であるが、低温下でのPL分光分析やDiamondViewによる紫外線蛍光像の観察によってこれらを確実にCVD合成ダイヤモンドであることを識別できる。

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奈良県五代松鉱山産の先細り水晶とトラピッチェ・クオーツのモルフォロジーを観察した。先細り水晶の表面はカイネティクラフニングにより、荒れた形状を示すが、これはトラピッチェ・クオーツのコア結晶と調和的である。両者の対応から明らかになった、トラピチェ・クオーツの成長履歴は次の通りである。コア結晶の成長 → 付着成長（微結晶状の集積・セル成長） → 層成長（ファセット成長）。

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愛媛県久万高原町高殿の安山岩中の沸石晶洞から最大1ミリに達するクリストバル石を見いだした。このクリストバル石はα相で成長したと考えられ，α相としては異常な巨晶と言える。世界的にもまれな産出であると思われ，ここにその概要を報告する。

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準安定条件下で生成した鉱物の微細組織の観察結果ならびに野外での産状をもとに，低温熱水溶液からの準安定相の核形成プロセスについて考察する。準安定相の出現は鉱物種の多様性の一つの要因となっている。これまで準安定相の形成過程については不純物効果や表面自由エネルギー効果など様々な要因が考えられてきた。今回，準安定相の結晶内部の組織ならびに構造をもとに，新たな準安定相の核形成モデルを提案する。

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福岡県長垂Liペグマタイト産のカリ長石，ペタル石，Li電気石，モンブラ石-アンブリゴ石などの初生鉱物の変質組織を観察し，その変質作用について議論を行った。カリ長石はクッケアイト，白雲母，石英に変質しており，トスダイト，バイデライト-モンモリロナイトに変質するものもある。ペタル石はクッケアイト，モンモリロナイト-バイデライトに，Li電気石はクッケアイト，白雲母に，モンブラ石－アンブリゴ石は多様な燐酸塩鉱物，白雲母に一部変質している。温度低下に伴いLi緑泥石化作用，セリサイト化作用，スメクタイト化作用が生じている。酸性条件下では，カリ長石，ペタル石が分解しクッケアイトが形成され，同時にK⁺が放出される。そして，酸性-中性条件へと変化するとLi電気石は不安定になり，セリサイト化する。Li，B，P，Fといった元素は最終的には反応した流体と共にペグマタイト岩体の外へと放出されると考えられる。

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水熱合成実験によって、A席がRbのLi-Al系雲母について検討した。生成雲母は全て単斜晶系C2/m、1Mポリタイプであった。それぞれの端成分に近い組成では２相の雲母、中間組成では３相の雲母が生成した。Rietveld解析の結果、Rb-polylithionite 組成の雲母は，端成分に近い均一の組成、すなわちF2RbPol₁₀₀Eph₀₀に近似しており、Rb-ephesite組成の雲母は、やはりそれの端成分組成(F0RbPol₀₀Eph₁₀₀)に近い。中間の雲母相は、Rb-ephesite組成の増加につれて連続的に変化する。

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鹿児島県薩摩川内市入来地区に露出するカオリンを主とする変質粘土帯に存在する熱水石英脈中に、我が国初産のスカンジウムリン酸塩鉱物であるコルベック石とプレツール石と考えられる鉱物が確認された。これらの鉱物について、化学組成、産状、成因などについて報告する。

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Berryiteおよびcuprobismutite homologous鉱物 (cuprobismutite, hodrušhite, kupčíkite) が生野鉱山から発見さ た。Berryiteの実験式 はPb_2.93(Cu_3.36Ag_1.83)_Σ5.19Bi_6.86(S_15.71Se_0.29)_Σ16.00 (S + Se = 16) である。Cuprobismutiteの実験式は(Cu_7.49Fe_0.17)_Σ7.66(Bi_12.81Ag_1.40)_Σ14.21 S_23.55Se_0.45)_Σ24.00 (S + Se = 24) である。Hodrušhiteの実験式は(Cu_7.85Fe_0.15)_Σ8.00(Bi_11.36Cu_0.08Ag_0.41)_Σ11.85 S_21.93Se_0.07)_Σ22.00 (S + Se = 22)である。

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単結晶X線構造解析による櫻井鉱(sakuraiite)タイプ標本の再検討を行った。櫻井鉱の原記載（加藤, 1965）では、正方晶系（c = 2aの擬立方晶系）、理想化学組成(Cu,Zn,Fe)₃(In,Sn)S₄とされ、黄錫鉱(stannite, Cu₂FeSnS₄)や亜鉛黄錫鉱(kësterite, Cu₂ZnSnS₄)との類似性が指摘された。一方でKissin & Owens (1986)は、単結晶X線プリセッション写真および組成分析結果から、櫻井鉱は立方晶系であり、理想化学組成は(Cu,Zn, Fe,In,Sn)Sと結論づけた。本研究の結果、従来知られていななかった正方晶系P-42mの構造が得られ、原記載の組成式が結晶化学的に支持された。ただし、タイプ標本には微細なラメラ構造が発達しており、In<SnやCu<Znとなる領域が存在するため、組成と結晶構造の対応について研究中である。

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電子プローブマイクロアナライザー（EPMA）の不感時間補正をより正確にするため、疑似固定不感時間を簡易的に実現するX線計数系を開発した。本件研究では、波高分析器とカウンターの間に拡張不感時間をもつ電子回路を挿入した。これにより、波高分析器出力までの不感時間が0.8から1.4マイクロ秒まで変化しても、計数率が100kcps以下の領域では誤差0.5%未満で固定の不感時間と見なすことが可能になった。このX線計数系を用いれば個々のX線カウンターのばらつきや経年劣化などの影響を受けずに、固定の値を用いて正確に不感時間補正を行うことができる。

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実験室系装置を用いて、無機材料にデバイシェラ-法を適応した実用例を示す。Mo管球と集光ミラー光学系、多チャンネル型Cd-Te検出器を用いた。集光ミラー光学系はサンプルサイズに依らず高い分解能が得られる光学系であり、0.5ミリの太いキャピラリーを用いることにより試料調整が大幅に簡素化可能であった。多チャンネル型のCd-Te検出器は高エネルギーX線に対して検出効率100%であるうえ、チャンネル数分だけ強度積算の効果が得られるために高速測定が可能である。層状化合物LiCoO2より優先配向を除去したデータが45分間のスキャンから得られ、リートベルト解析を実施すると配向を考慮せずに完全なフィットが可能であった。

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Li-Al系のpolylithionite- trilithionite-(K)ephesite雲母は、生成条件（温度、圧力、f_HF、f_H2Oなど）の変化を反映して化学組成やポリタイプがことなった不均質性を示す場合が多い。今回、約600と650 ^oCでこの系の水熱合成実験をおこなった。生成雲母は全て単斜晶系C2/m、1Mポリタイプであった。それぞれの端成分に近い組成では2相の雲母、中間組成では３相の雲母が生成した。

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顕微メスバウアー分光法で単結晶のメスバウアースペクトル測定に向けて、磁鉄鉱単結晶の定方位薄片のメスバウアースペクトルを測定し、内部磁場による６本の磁気分裂ピークの強度比を測定した。その結果、粉末試料の場合強度比が3:2:1:1:2:3となるところ、単結晶定方位薄片では、この強度比が結晶方位によって異なることが確認された。この強度比は、磁化容易軸が従来報告されている<111>方向であることと、結晶形状異方性を仮定すると説明できる。

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熊本県阿蘇上米塚に産する黒色スコリアおよび赤褐色スコリアの構成鉱物の産状、内部組織の観察、および化学組成、Fe酸化数の分析により、噴出後の高温酸化の影響を解明した。黒色スコリアは、カンラン石、斜長石、単斜輝石、斜方輝石の斑晶、斜長石、輝石、不透明鉱物の石基からなる。また、黒色スコリア中のカンラン石班晶のリムから少量の3価の鉄が検出された。赤褐色化した部分のスコリアでは，鉱物組み合わせおよび組織は黒色スコリアと同じである。しかし、赤褐色部スコリアのカンラン石斑晶には、赤鉄鉱、磁鉄鉱、エンスタタイトからなるシンプレクタイトが存在する。普通輝石は中心部分淡黄色をしており、リムは褐色を呈する。エンスタタイト斑晶は、針状の微細なFe酸化物を伴う。赤褐色スコリアにおいてのみ観察されるこれらの構成鉱物の特徴は、高温酸化の影響によるものである。

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貝化石中に沈殿したオレンジ色の方解石の着色要因を解析した．ICPによる分析ではFeは含まれず，Mn,Mgなどが検出された．Mnを含む溶液を用いて方解石を合成したところオレンジ色の方解石が得られた．したがってオレンジ色の着色要因はMnによると考えられる．

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本研究では尾小屋鉱山で産出した紫色を呈する緑鉛鉱の着色原因を探る事を試みた. まず c 軸に平行な面を観察したところ帯状で茶色の着色部と無色部に別れている事が分った. EPMAでの定性分析を行った所, どちらにもZrとCaが含まれていた. EPMAの定量分析を行った所, 無色部より着色部の方がZrが約1.5倍含まれている事が分った. ただし今回の結果のみからZrが着色原因であるという断定はできない. 不純物元素による結晶構造の変化をとらえるために単結晶X線回折強度測定を行ったが, 原子配列の違いやADPへの影響は見られず, 不純物の影響は見られなかった.  

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トラピッチェ・パターンは結晶の稜に析出した異種鉱物の継続的な取り込みとそれらに起因した界面のinstabilityによって形成される。

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