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シュードタキライト・粉体岩の性状にもとづく地震性摩擦すべり構成則の再構築

Research Project

Project/Area Number 09304046
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Geology
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

大槻 憲四郎  東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70004497)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 加藤 尚之  通産省, 工業技術院・地質調査所, 研究員
大谷 栄治  東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (60136306)
斎藤 文良 (齋藤 文良 / 齊藤 文良)  東北大学, 素材工学研究所, 教授 (10007198)
長瀬 敏郎  東北大学, 総合学術博物館, 助教授 (10237521)
Project Period (FY) 1997 – 1998
Project Status Completed (Fiscal Year 1998)
Budget Amount *help
¥4,200,000 (Direct Cost: ¥4,200,000)
Fiscal Year 1998: ¥4,200,000 (Direct Cost: ¥4,200,000)
Keywords地震性摩擦すべり構成則 / シュードタキライト / 粉流体 / thermal pressurization / fluidization / slip pulse / 断層ガウジ / 摩擦発熱 / 孔隙流体の熱膨張 / ガウジのfluidization / ガウジの溶融 / Slip pulse
Research Abstract

野島地震断層などから採取した断層岩を解析し,自然界で作動している地震性摩擦すべりの物理過程を解読した。
1.震源核生成の後に,thermal pressurization,ガウジのfluidization,およびガウジの熔融という過程が相次いで立ち上がる.これらは摩擦抵抗を低下させる正のフィードバックであり,観察された異常に薄いシュードタキライト層を説明する.
2.野島断層岩は3-5kmの深度で形成されたもので,シュードタキライトの基質は珪酸塩ガラスであり,ムライトがふくまれていることから,摩擦発熱による熔融・急冷の産物である.
3.ガラス基質と含水花崗岩の平衡最少熔融体との元素組成の関係,高温安定鉱物の存在,古いシュードタキライト破片の流動化,カリ長石と斜長石粒子の周縁部流動変形などの諸現象は,低熔融度のシュードタキライトは720℃以上,高溶融度のものは1200℃にまで達したことを示唆する。
4.熔融体の粘性率を決定する珪酸と水の含有量,未熔融団体粒子の体積分率,温度などを求めて解析した結果,高速すべりは粘性率が著しく高い熔融初期に抑制されることが分つた。
5.一回の地震イベントの中で,熔融体はしばしば未熔融粉体と共存し,熔融体の滴が粉体中に飛び散つている。このことは粉体がfluidizeしていたことを示す。Fluidizationを判定する「破片対の発見確率」による方法を新たに開発した。またfluidizationによつて摩擦抵抗が劇的に減少することを明らかにした.
6.上記の3つの物理過程を考慮し,定性的な地震性摩擦すべり構成則を提示した。とくにfluidizationは劇的な摩擦抵抗の低下を,その直後に起こる熔融の初期は摩擦抵抗の劇的な増加をもたらし,slip pulseを発生させる.

Report

(3 results)
  • 1998 Annual Research Report   Final Research Report Summary
  • 1997 Annual Research Report
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    (18 results)

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All Publications (18 results)

  • [Publications] Spudich, P.S., Guatteri, M., Otsuki, K., Minagawa, J.: "Use of fault striations and dislocation models to infer tectonic stress during the 1995 Hyogo-ken (Kobe) earthquake"Bull. Seism. Soc. Am.. 88. 413-427 (1998)

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  • [Publications] Otsuki, K.: "An emirical evolution law of fractal size frequency of fault population and its similarity law"Geophys. Re. Lett.. 25. 671-674 (1998)

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  • [Publications] 大槻憲四郎: "断層岩が示す地震性摩擦すべりの物理過程"月刊地球. 号外21号. 213-218 (1998)

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  • [Publications] Kato, N., Hirasawa, T.: "Nonuniform and unsteady sliding of a plate boundary in a great earthquake cycle: A numerical simulation using a laboratory-derived friction law"Pure Appl. Geophys.. 155. 93-118 (1999)

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  • [Publications] Kato, N., Hirasawa, T.: "The vartiation of stresses due to asseismic sliding and its effect on seismic activity"Pure Appl. Geophys.. (in press).

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  • [Publications] Kato, N., Hirasawa, T.: "A model for possible crustal deformation prior to a coming large interplate earthquake in the Tokai district, central Japan"Bull. Seism. Soc. Am.. (in press).

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  • [Publications] Paul Spudich: "Use of fault striations and dislocation models to infer tectonic shear stress during the 1995 Hyogo-Ken Nanbu(Kobe)earthquake." Bull.Seis.Soc.Am.88. 413-427 (1998)

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  • [Publications] Kenshiro Otsuki: "Am empirical evolution low of fractal size frequency of fault populotion and its similarity law." Geophys.Res.Lett.25・5. 671-674 (1998)

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  • [Publications] 大槻憲四郎: "断層岩が示す地震性摩擦すべりの物理過程" 月刊地球. 号外・21. 213-218 (1998)

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  • [Publications] 大槻憲四郎: "断層集団のフラクタルサイズ分布の進化則と相似則" 月刊地球. 20-9. 564-568 (1998)

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  • [Publications] 大槻憲四郎: "ブライト計画" 月刊地球. 21・1. 564-568 (1999)

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  • [Publications] 加藤尚之: "プレート境界面の不均一性によるエピソディックな歪変化の可能性" 月刊地球. 号外・24. 144-148 (1999)

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  • [Publications] Paul Spudich: "Use of taulf clriations and dislocation models to infer tectomic sheaar stress during the 1995 Hyogo-ken Nanbu(Kobe)earthguake." Bull.Seism.Soc.Am.(印刷中). (1998)

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  • [Publications] Kenshir Otsuki: "An empirical evolution law of fractal sige frequeney of fault population and its similarity law." Geophys.Res Lett.(印刷中). (1998)

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  • [Publications] 大槻憲四郎: "断層岩が示す地震性摩擦すべりの物理過程。" 月刊 地球. (印刷中). (1998)

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      1997 Annual Research Report
  • [Publications] Naoyuki Kato: "A mumerical study on seismic coupling along subduction zones using a laboratory derived friction law." Phys.Earih Planet.Interi.102. 51-68 (1997)

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  • [Publications] Naoyuki Kato: "Possible meshanism of precurory seismic quiescence : Rogional stness relaisation due to preseismic sliding." Pure and Applied Geophys.150(2). 249-267 (1997)

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  • [Publications] T.Kubo: "Effects of water on the alfa-beta transformation kinetics in San Carlos olivine and rheology of wadsleyite." Geophys.Res.Lett.(印刷中). (1998)

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Published: 1998-04-01   Modified: 2016-04-21  

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