定常状態の変形組織に達した多相系天然岩石に適用できる差応力計の開発

Research Project

Project/Area Number	22K18731
Research Category	Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Medium-sized Section 17:Earth and planetary science and related fields
Research Institution	Shizuoka University
Principal Investigator	田阪美樹静岡大学, 理学部, 准教授 (80772243)
Project Period (FY)	2022-06-30 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000) Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000) Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2022: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Keywords	応力 / 変形組織 / 粒径差応力計 / 多相系 / かんらん岩 / 定常状態
Outline of Research at the Start	粒径差応力計は粒径から過去に岩石が被った最大応力を見積もる方法で(1)変形組織が定常状態であること(2)変形が岩石を主に構成する鉱物の変形で近似できることを仮定している。しかし近年地震発生帯の応力について「既報の差応力計から予想される断層岩の応力は地球物理学的なモデルから見積もられる応力より２桁程度大きくその差を説明できない」という問題が指摘されている。申請者はこの原因として既報の差応力計の仮定に問題があると考える。そこで本研究はかんらん岩の高歪み変形実験と材料学的な知見を基にした詳細な微細構造解析を行うことで「定常状態の変形組織に達した多相系天然岩石」に適用できる新しい差応力計を開発する。
Outline of Annual Research Achievements	本研究は、定常状態の変形組織に達した多相系天然岩石から変形時の情報を読み取るために新しい差応力計を開発することを目的に研究を進める。高歪みのかんらん石＋輝石多結晶体の変形実験：世界で唯一マントルかんらん岩の大変形を伴うねじり実験が可能な、米国ミネソタ大学Kohlstedt研究室のガス圧式変形試験機を使って実験を行った。かんらん石＋輝石系の２相系試料を用いて、歪み100%以上の変形実験を行い、変位スピードと応力(数10 ~ 300MPa程度)を変えた実験を複数回、定常状態に達した変形組織と力学データを得た。岩石組織解析：申請者らの研究グループは高解像度の結晶方位解析と岩石変形の物理を踏まえて、粒子スケールの応力・変位ベクトルと欠陥密度を見積もる方法を開発(Wallis, Hansen, Tasaka et al., 2019 EPSL)、2022年度静岡大学に走査型電子顕微鏡と電子線後方散乱回折装置(FE-SEM, JXA-iHP200F; EBSD, Oxford-symmetry)が新規導入され、この装置を使って分析を行っている。この装置は低真空モードで炭素蒸着なしに高解像度かつ超高速度で岩石組織を分析することができ、本研究課題遂行に最適な装置である。現在までに７試料の分析を行い、次年度に解析を進める予定である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 実験データ、解析データも既に得ており、研究はおおむね順調に進展している。今後解析を進める予定である。
Strategy for Future Research Activity	EBSDデータから、粒径、亜粒界など微細構造に関するパラメータの抽出を行い、既報データと比べる。