地球上の岩石や宇宙から飛来する石質隕石にはさまざまなケイ酸塩鉱物結晶が含まれており，その多くはマグマが冷却する過程で晶出・成長したものである。その形・化学組成・サイズなどの特徴は，これらの鉱物の成因を推測する手掛かりを与える。急冷するマグマからの鉱物結晶成長ダイナミクスは平衡論では扱えず，従来は主に実験や経験に基づいて研究が進められていたが，それを理論面から検証する有効な手法がないことが素過程の理解を妨げる一因となっていた。著者は，金属工学分野で発展してきた合金凝固過程の数値計算法である「フェーズフィールド(PF)法」に着目し，これを地球惑星科学分野へ導入する試みに取り組んでいる。本論文では，より多様な鉱物結晶への適用を目的とし，定比化合物を含む多成分ケイ酸塩系を対象としたPF法を開発した。また，本モデルを単純化されたMg₂SiO₄–SiO₂二成分系に適用し，いくつかのテスト計算を実施した。本研究は，PF法を定比化合物を含む系に適用するための重要なステップである。