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Experimental study on variable modes of faulting around the updip limit of the subduction-zone seismogenic zone

Publicly Offered Research

Project AreaScience of slow earthquakes
Project/Area Number 17H05413
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

金川 久一  千葉大学, 大学院理学研究院, 教授 (40185898)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords沈み込み帯 / 地震発生域上限付近 / 断層運動 / 摩擦実験
Outline of Annual Research Achievements

東北沖日本海溝で沈み込む太平洋プレート被覆層チャートの主成分であるオパールについて、封圧150 MPa、間隙水圧50~130 MPa、温度23~200℃の条件で軸方向変位速度を0.1, 1, 10 μm/sの間でステップ状に変化させながら三軸摩擦実験を行い、定常摩擦強度とその変位速度依存性(正ならば安定で非地震性、負ならば不安定で地震性となり得る)に関して、以下の結果を得た。
1)間隙水圧50 MPaで温度を変化させた実験から、温度上昇または変位速度低下に伴って定常摩擦強度が増大し、定常摩擦係数の変位速度依存性が減少して正から負へと変化することが明らかとなった。高温の実験後試料は基質が密で粒子間の癒着が認められ、圧力溶解の作用を示唆している。従って、温度上昇または変位速度低下に伴って圧力溶解の活動度が増大し、それに伴って粒子間の癒着が促進されて定常摩擦強度が増大し、その結果、その変位速度依存性が減少して正から負へと変化し、非地震性断層運動から地震性断層運動への遷移を促すと考えられる。
2)温度50℃で間隙水圧を変化させた実験から、軸方向変位速度0.1 μm/sの場合に間隙水圧上昇に伴って定常摩擦係数の変位速度依存性が減少し、正から負へと変化することが明らかとなった。この温度(50℃)では、最も低速な軸方向変位速度0.1 μm/sの場合に圧力溶解の影響が認められ、それにより定常摩擦係数の変位速度依存性の間隙水圧による変化が現れたものと考えられる。この結果は、非地震性断層運動と地震性断層運動の遷移領域で間隙水圧が上昇すると、定常摩擦係数の変位速度依存性が負の小さな値へと変化し、スロー地震性の断層運動を促すことを意味している。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2018 2017

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Open Access: 2 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] A new perspective of the subduction zone derived from the Ocean Drilling Program for the Nankai Trough Seismogenic Zone Experiment (NanTroSEIZE)2018

    • Author(s)
      木村 学・木下正高・金川久一・金松敏也・芦 寿一郎・斎藤実篤・廣瀬丈洋・山田泰広・荒木英一郎・江口暢久・Sean Toczko
    • Journal Title

      The Journal of the Geological Society of Japan

      Volume: 124 Issue: 1 Pages: 47-65

    • DOI

      10.5575/geosoc.2017.0069

    • NAID

      130007377688

    • ISSN
      0016-7630, 1349-9963
    • Year and Date
      2018-01-15
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] NanTroSEIZE Stage 3: Shallow megasplay long-term borehole monitoring system2017

    • Author(s)
      Saffer, D., Kopf, A., Toczko, S. and the Expedition 365 Scientists
    • Journal Title

      Proceedings of the International Ocean Discovery Program

      Volume: 365 Pages: 1-89

    • DOI

      10.14379/iodp.proc.365.2017

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Frictional properties of accretionary sediments/rocks and their implications for the transition of aseismic to seismic faulting at the Nankai Trough subduction zone2018

    • Author(s)
      Abe, K., Kanagawa, K., Sawai, M. and Inoue, A.
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2018年大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Frictional properties of incoming sediments/rocks at shallow conditions of the Japan Trench subduction zone2018

    • Author(s)
      Eguchi, T., Kanagawa, K., Sawai, M. and Inoue, A.
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2018年大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Frictional properties of accretionary sediments/rocks and their implications for the transition of aseismic to seismic faulting at the Nankai Trough subduction zone2018

    • Author(s)
      Kanagawa, K., Abe, K. and Sawai, M.
    • Organizer
      Asia Oceania Geosciences Society 15th Annual Meeting
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 南海トラフ付加体泥質堆積物の摩擦特性の深度変化再考2018

    • Author(s)
      金川久一・星野紘輝・中西智哉・澤井みち代
    • Organizer
      日本地質学会第125年学術大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 南海トラフ地震発生帯掘削がもたらした沈み込み帯の新しい描像2018

    • Author(s)
      木村 学・木下正高・金川久一・金松敏也・芦 寿一郎・斎藤実篤・廣瀬丈洋・山田泰広・荒木英一郎・江口暢久・Sean Toczko
    • Organizer
      日本地質学会第125年学術大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 200℃以下の熱水条件におけるオパールガウジの摩擦特性2018

    • Author(s)
      中西智哉・金川久一・澤井 みち代
    • Organizer
      日本地質学会第125年学術大会(つくば特別大会)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Frictional properties of the Nankai Trough accretionary mud samples collected and cored from 944.6_3030.5 mbsf at IODP Site C00022017

    • Author(s)
      Kanagawa, K., Hoshino, K., Abe, K. and Sawai, M.
    • Organizer
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Frictional properties of accretionary mud/mudstone samples and their implications for a transition of aseismic to seismic faulting within the hanging wall of the Nankai Trough subduction zone2017

    • Author(s)
      Kanagawa, K., Hoshino, K., Abe, K. and Sawai, M.
    • Organizer
      Joint Workshop on Slow Earthquakes 2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Frictional properties of mud sediments at PT conditions around the seismogenic updip limit of the Nankai Trough subduction zone2017

    • Author(s)
      Abe, K., Kanagawa, K. and Sawai, M.
    • Organizer
      Joint Workshop on Slow Earthquakes 2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Frictional properties of accretionary mud/mudstone samples and their implications for a transition of aseismic to seismic faulting within the hanging wall of the Nankai Trough subduction zone2017

    • Author(s)
      Kanagawa, K., Hoshino, K., Abe, K. and Sawai, M.
    • Organizer
      Symposium Celebrating 50 Years of Rock Deformation at RSES
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2019-12-27  

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