2009/1/25

2009/1/26

衝突勉強会紹介論文セミナー

はじめに

Visible/near-infrared spectra ofexperimentally shocked plagioclase feldspars

斜長石（plagioclases））
斜長石（月・火星など惑星表層で多くみられる鉱物の一つ

Jeffrey R. Johnson and Friedrich Hörz

衝撃（impact）により構造が変化する

JGR 108, E11, 5120 (2003)

・ぜん性破壊・塑性変形・ diaplectic glass（マスケリナイト）の形成
・メルト化

東京大学 坪井伸子（M1）

Stöffler D. and Hornemann U (1972) etc.

衝撃効果を光学的に判定することでimpactの有無や衝撃の程度を見積もることができる

可視・近赤外反射スペクトル先行研究
・ 長石鉱物は圧力によって構造が変わることが示されている

diaplectic glass
非晶質物質
長石ではマスケリナイトと呼ばれていると呼ばれている
French and short(1968) etc.

Pieters,C.M.(1996)

岩石学や熱赤外分光学
diaplectic glassの形成の形成 ： 25GPaからから45GPaからメルト化 ： 45GPa以上
以上 Stoffler 1971 etc.
可視・近赤外分光
圧力測定値の比較数がすくない（＜）が、圧力測定値の比較数がすくない（＜3）が、圧力が大きい
圧力が大きいほど全体の反射率が減少することは確認されている⇒しかし圧力におけるスペクトルの変化については
しかし圧力におけるスペクトルの変化については、おけるスペクトルの変化については、実証されていない1

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本研究

試料

背景

anorthite(CaAl2Si2O8)

衝撃を受けた斜長石の反射率変化を知ることは、
impact eventを受けた惑星表面における可視・近赤外スペクトルのを受けた惑星表面における可視・近赤外スペクトルの解析モデルをつくる上で重要である

albite(NaAlSi3O)

From the Stillwater Complex

From Szklary ,Poland0.8

問題点0.9目的斜長岩に実験的斜長岩に実験的に個(17-56GPa)のの衝撃圧を与えに実験的に11個可視・近赤外（）分光測定を行う
可視・近赤外（400nm-2500nm）
近赤外（0.70.6590% anorthite
10% clays or clinozoisite<0.5 wt% FeO

0.60.55
0.50.511.5

22.5

Reflectance

圧力によるスペクトルの変化について十分な研究がされていない

Reflectance

0.75

0.85

0.8

97～99% albitite
絹雲母、石英、カリ長石、角閃石
0.75

0.7

<0.1 wt% FeO
0.5

Wavelength(micron)

11.5

22.5

Wavelength(micron)
Data sources Relab

衝撃実験

試料回収

衝撃実験
ターゲット（直径12mm薄さ薄さ1mmのディスク）ホルダーをのディスク）ホルダーをターゲット（直径薄さ-3）にいれ、平板銃で平面波衝撃を与える
真空チェンバー（真空チェンバー（<10チェンバー（）にいれ、平板銃で平面波衝撃を与える
衝撃圧の大きさインピーダンスマッチング法によって衝撃圧を計算
インピーダンスマッチング法によって衝撃圧を計算

旋盤でサンプルから余分な金属をとるサンプルをµm））
サンプルを一様な粒子サイズ（一様な粒子サイズ（<20-30µな粒子サイズ（の粉末にする測定
RELABで可視・近赤外反射スペクトル測定
で可視・近赤外反射スペクトル測定
Johnson et al.(2002)

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結果（anorthosite）

17.0, 21.0, 22.6GPaでで吸収帯が最も現れる結果（anorthosite）
長石中のFe長石中の 2+
Therkelsen(2002)

Therkelsen(2002)

Clinozoisite中の中のAl-OH結合
結合
and/or

高圧で吸収帯が深くなる

Reflectanceclays か clinozoisite
中のFe
中の 3+

clays中の中のAl-OH結合
結合Reflectance

Cloutis et al.(2002)

Wavelength
0GPa(unshocked)やや21.0GPaのサンプルではのサンプルでは1300nm付近に吸収帯が表れない
付近に吸収帯が表れない⇒ サンプルの中の微妙な成分の違いではないか

Wavelength

結果（offset）
17.0, 21.0, 22.6GPaでで吸収帯が最も現れる結果(albitite)

Reflectance [a.u.]

Reflectance

高圧で吸収帯が浅くなる
浅くなる

Wavelength
Wavelength

1410nm,1930nm,2250nm付近
付近は付近は水やOHにに関する特性関する特性を特性を示す
→流体
流体含有
流体含有物
含有物や雲母がごく少量や雲母がごく少量含まれているから

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結果(offset)

Reflectance [a.u.]

Reflectance at 1700nm

解析

Pressure（GPa）

中圧では反射率の増加がみられる

Wavelength
高衝撃圧になるほど、吸収帯は浅くなる

diaplectic glassの形成（Ca-rich）

低圧・中圧において反射率は低圧・中圧において反射率は下がる

Adams et al.(1979)⇔ サンプルホルダーからのFe汚染物の影響ではないか
サンプルホルダーからの 汚染物の影響ではないか
King(1986)→Feの量を変化させても、同様の結果が得られたの量を変化させても、同様の結果が得られた
Therkelsen (2002) etc.

・ fractures、、mosaicismなどの衝撃効果が観測されるなどの衝撃効果が観測される
e.g.,Bunch et al. (1967 and 1968)

初期の反射率の減少は内部散乱の影響

Reflectance at 1700nm

低圧

Anorthite(CaAl2Si2O8)
25-27GPa付近でマスケリナイトの形成付近でマスケリナイトの形成~30GPa以上でほぼ完璧な以上でほぼ完璧なdiaplecticglass形成
形成以上でほぼ完璧な
Therkelsen(2002)→ Ca-rich斜長石における先行研究と調和的斜長石における先行研究と調和的Ostertag(1983)etc.

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diaplectic glassの形成（Na-rich）

中圧

Reflectance at 1700nm

・ サブミクロン粒子の割合が比較的高くなる
サブミクロン粒子の割合が比較的高くなる⇒ 可視・近赤外波長と似通った粒子サイズでは可視・近赤外波長と似通った粒子サイズでは、・近赤外波長と似通った粒子サイズでは、反射率が反射率が増加する
Hapke (1993)
・ diaplectic glassはあまり破砕されず弱い複屈折を示し、はあまり破砕されず弱い複屈折を示し、テクスチャ的に均質である
Na-rich斜長石斜長石30GPa付近で付近でdiaplecticglass形成の開始
形成の開始付近で32-35GPaでほぼ完璧なでほぼ完璧なdiaplecticglass形成
形成でほぼ完璧な⇒ 均質なガラスでは、内部散乱が減少⇒ 反射率増加

Ostertag(1983),Schmitte(2000)
岩石学、ラマン分光、X線回折においてもよりAnorthiteの方がの方が岩石学、ラマン分光、 線回折においてもAlbititeより線回折においてもより
Stoffler et al.(1986)etc.
低い衝撃圧でdiaplecticglassが形成することを確認しているが形成することを確認している
低い衝撃圧で高圧
少量のメルトとdiaplecticglassの混合物が生じるの混合物が生じる
少量のメルトとまとめ
OH-bandに関係する吸収帯においてに関係する吸収帯において衝撃圧が大きくなるほど吸収帯が浅くなる
cf.火星⇒内部散乱・不連続性
低圧：内部散乱の影響→反射率減少反射率減少
Reflectance at 1700nm⇒反射率の減少

中圧：体積散乱、 diaplectic glass、サブミクロン長石粒子、サブミクロン長石粒子→反射率増加反射率増加
高圧：メルト化→反射率減少の再開
反射率減少の再開
惑星表面の可視惑星表面の可視近赤外の可視近赤外リモートセンシングの解析に
近赤外リモートセンシングの解析に
高衝撃圧効果による反射率変化を考慮しなければならない

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