岩石の破壊による流体の浸入と弾性波速度の変化

• 研究課題/領域番号: 26610175
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 岩石・鉱物・鉱床学
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 片山 郁夫 広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10448235)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 岩石破壊 / 弾性波速度 / 間隙水 / 破壊 / 流体

研究成果の概要

地球内部の変形と流体の関係を調べることを目的に，岩石の地震波速度を実験室で測定した。室内実験では三軸圧縮変形中の地震波をモニタリングし，岩石に発達するクラックの形成と速度変化の関係を検証した。その結果，破壊過程におけるサンプル内のクラックの閉鎖・成長・生成による系統的な変化が見られ，変形初期には既存のクラックの閉鎖のため地震波速度は若干早くなるのに対し，変形後期にはクラックの生成・成長により地震波速度は著しく低下した。

研究成果

• [雑誌論文] 蛇紋岩の力学的性質とそのテクトニックな意義 (2015)
  • 著者名/発表者名: 平内健一，片山郁夫
  • 雑誌名: 地学雑誌 巻: 124 号: 3 ページ: 371-396
  • DOI: 10.5026/jgeography.124.371
  • NAID: 130005087137
  • ISSN: 0022-135X, 1884-0884
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Slow stick-slip of antigorite serpentinite under hydrothermal conditions as a possible mechanism for slow earthquakes (2015)
  • 著者名/発表者名: Okazaki, K. & Katayama, I.
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 42 号: 4 ページ: 1099-1104
  • DOI: 10.1002/2014gl062735
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deformation microstructures of glaucophane and lawsonite in experimentally deformed blueschists: Implications for intermediate-depth intraplate earthquakes (2015)
  • 著者名/発表者名: Kim, D., Katayama, I., Wallis, S., Michibayashi, K., Miyake, A. & Seto, Y.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 巻: 120 号: 2 ページ: 1229-1242
  • DOI: 10.1002/2014jb011528
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 蛇紋岩の弾性波速度に対する間隙水圧の影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 原田裕也，片山郁夫，河野義生
  • 雑誌名: 岩石鉱物科学 巻: 43 号: 5 ページ: 161-173
  • DOI: 10.2465/gkk.130918
  • NAID: 130004678068
  • ISSN: 1345-630X, 1349-7979
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rheological decoupling at the Moho and implication to Venusian tectonics (2014)
  • 著者名/発表者名: Azuma, S., Katayama, I. & Nakakuki, T., Rheological decoupling at the Moho and implication to Venusian tectonics
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 4 号: 1 ページ: 4403-4403
  • DOI: 10.1038/srep04403
  • 査読あり
• [学会発表] 蛇紋岩の浸透率に基づくアウターライズ断層沿いのマントルの加水作用の検証 (2015)
  • 著者名/発表者名: 畠山航平，片山郁夫
  • 学会等名: 地質学会
  • 発表場所: 長野
  • 年月日: 2015-09-11
• [学会発表] 三軸圧縮破壊試験における庵治花崗岩の弾性波速度測定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 財間寛太，片山郁夫
  • 学会等名: 地球惑星連合大会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2015-05-27
• [学会発表] Fluid pathway in deep subduction zone and its implication to slow earthquakes (2015)
  • 著者名/発表者名: I. Katayama
  • 学会等名: 12th international workshop on water dynamics
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 2015-03-09
  • 招待講演
• [学会発表] Rheological structure in Mars and its time evolution (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Azuma, I. Katayama
  • 学会等名: American Geophysical Union, Fall Meeting
  • 発表場所: Sanfrancisco, USA
  • 年月日: 2014-12-19
• [学会発表] Effect of temperature on frictional behavior of smectite and illite: Implication for the updip limit of seismogenic zone along subduction thrust (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Kubo, I. Katayama
  • 学会等名: American Geophysical Union, Fall Meeting
  • 発表場所: Sanfrancisco, USA
  • 年月日: 2014-12-19
• [学会発表] Can clay minerals account for the non-asperity on the subducting plate interface? (2014)
  • 著者名/発表者名: I. Katayama, T. Kubo, H. Sakuma, K. Kawai
  • 学会等名: American Geophysical Union, Fall Meeting
  • 発表場所: Sanfrancisco, USA
  • 年月日: 2014-12-18
• [学会発表] 沈み込みプレート境界での非アスペリティの正体は粘土鉱物？ (2014)
  • 著者名/発表者名: 片山郁夫，久保達郎，佐久間博，河合研志
  • 学会等名: 2014年地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-05-02
• [学会発表] 間隙水圧下での花崗岩の破壊と浸透率変化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 濱崎翔平，片山郁夫
  • 学会等名: 2014年地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-05-02
• [学会発表] 模擬物質の摩擦実験から考察する摩擦挙動に対するメルトの影響と深発月震への考察 (2014)
  • 著者名/発表者名: 東真太郎，片山郁夫
  • 学会等名: 2014年地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-04-29
• [学会発表] スメクタイト及びイライトの摩擦挙動の温度効果：沈み込み帯での地震発生帯の上限としての可能性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 久保達郎，片山郁夫
  • 学会等名: 2014年地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-04-28