| Item type |
学位論文 / Thesis or Dissertation(1) |
| 公開日 |
2010-02-22 |
| タイトル |
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タイトル |
岩石の鉱物組み合わせ及び微細構造が弾性波速度に与える影響に関する実験的研究 |
| 言語 |
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言語 |
jpn |
| 資源タイプ |
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資源タイプ識別子 |
http://purl.org/coar/resource_type/c_46ec |
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資源タイプ |
thesis |
| 著者名 |
北村, 圭吾
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| フリガナ |
キタムラ, ケイゴ
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| 著者 |
KITAMURA, Keigo
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| 学位授与機関 |
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学位授与機関名 |
総合研究大学院大学 |
| 学位名 |
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学位名 |
博士（理学） |
| 学位記番号 |
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内容記述タイプ |
Other |
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内容記述 |
総研大甲第760号 |
| 研究科 |
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値 |
数物科学研究科 |
| 専攻 |
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値 |
16 極域科学専攻 |
| 学位授与年月日 |
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学位授与年月日 |
2004-03-24 |
| 学位授与年度 |
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値 |
2003 |
| 要旨 |
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内容記述タイプ |
Other |
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内容記述 |
岩石の弾性波速度は地殻の地震波速度構造から地殻深部を構成する岩石を推定するために重要な物理量である．従来，岩石の弾性波速度は岩石の密度と化学組成によって決定されると考えられ，これを基に数多くの地殻の岩石分布の推定がなされてきた．しかし近年，岩石の変成作用に伴う鉱物組み合わせの変化や構成鉱物の格予定向配列（LPO）パターンの違いによって類似した化学組成，密度の岩石であっても弾性波速度に大きな違いが存在することが明らかになり，これまでになされてきた地震波速度構造に基づく岩石分布モデルの再評価を行わなければならない事が示唆された．そこで本研究では中下部大陸地殻の主要な構成岩石であると考えられている塩基性高度変成岩を用い，同様の化学組成と密度を持った，異なる鉱物組み合わせ，LPOパターンを示す岩石の弾性波速度測定を行い，これらの性質が弾性波速度と速度異方性に与える影響を定量的かつ総合的に評価することを目的とした．造岩鉱物のLPOパターンの違いは岩石の弾性波速度の異方性に影響を与える．そこで本研究では，3方向の弾性波速度を同時に測定することができるシステムを開発した．また本研究では弾性波速度測定とともに，岩石の密度，全岩化学組成，モード比，鉱物の化学組成の測定や構成鉱物のLPOパターンの測定を行い，弾性波速度，速度異方性との比較を行った．なお本研究では、南極リュツォ・ホルム岩体から得た、12個の塩基性高度変成岩の試料を用い、それらを斜方輝石（以下Opx），黒雲母（以下Bt）の2種類の鉱物のモード比に着目して3タイプに分類した．Opxを10％以上含みBtのモード比が15％以下の岩石を塩基性グラニュライト（maficg granulite），Btのモード比が15％を越える岩石を黒雲母に富む岩石（Bt-rich rock），Opxが10％以下，Btも15％以下の岩石を角閃岩（amphibolite）とした．<br /> 本研究の結果，リュツォ・ホルム岩体の塩基性高度変成岩の弾性波速度はmafic granuliteは高速（>7.2km/s）で異方性が小さく（<3.6％），amphiboliteやBt-rich rockは比較的低速（<7.0km/s）で異方性が大きい（>5.0％）ことが分かった．特にBt-rich rockの弾性波速度は同様の密度化学組成の岩石の弾性波速度より著しく小さい．これらの結果は鉱物組み合わせが弾性波速度に大きな影響を与えていることを示唆する．この推測を基に造岩鉱物のモード比と弾性波速度の関係を調べた結果、OpxやBtの量比と弾性波速度には相関する傾向があることが明らかになった．具体的にはOpxと弾性波速度の間に正の相関関係が，Btと弾性波速度の間には負の相関が確認された．これらの結果は類似した密度，化学組成の岩石では鉱物組み合わせによって弾性波速度に違いが出ることを意味している．次に電子線後方散乱（EBSD）を用いて造岩鉱物のLPO測定を行った．その結果，角閃石（以下Hbl）とBtは明瞭なLPOパターンを示している事に対し，Opxや単斜輝石（以下Cpx），斜長石（以下Pl）は明確なLPOパターンを示していない事が分かった．また明瞭なLPOパターンをしめすHbl，BtのLPOパターンの強さ（fabic intensity；J-index）と弾性波速度異方性の間に正の相関があることが分かった．この関係は上部マントルを構成するカンラン岩ではすでに明らかにされていたが，本研究ではじめて地殻を構成する岩石でも明らかになった．またamphiboliteとBt-rich rockのLPOパターンと鉱物の弾性定数を用いて計算した弾性波速度に基づくパターンは、実測した弾性波速度異方性パターンとよい相関を示した．一方，mafic granuliteのLPOパターンに基づく計算結果は測定結果と一致しないことが分かった．これらの結果から塩基性高度変成岩中の弾性波速度異方性はHblとBtのモード比、及びこれらの鉱物のLPOパターンによって決定されているといえる．次に、これらの結果をもとに鉱物組み合わせと弾性波速度異方性の関係を評価した．その結果，mafic granuliteとamphiboliteおよびBt-rich rockの弾性波速度は大きく異なり，それぞれの岩石の速度異方性を考慮しても，amphibolite，Bt-rich rockの弾性波速度はmafic granuliteの速度を超えない事が明らかになった．この結果は鉱物組み合わせが弾性波速度に最も強い影響を与えていることを示している．<br /> 本研究では塩基性高度変成岩では，OpxやHbl，BtなどのFe-Mg鉱物のモード比の違いが岩石の弾性波速度と速度異方性に最も大きな影響を与えていることが明らかになった．変成岩の鉱物組み合わせの違いは変成条件の違いに起因しており，変成作用が塩基性高度変性岩の弾性波速度に大きな影響を与えている事を示唆している． |
| 所蔵 |
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値 |
有 |
| フォーマット |
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内容記述タイプ |
Other |
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内容記述 |
application/pdf |
要旨・審査要旨 / Abstract, Screening Result (343.1 kB)
