2013 Fiscal Year Annual Research Report
孔内実験・計測による地震準備過程の状態・物性の現場把握
| Project Area | New perspective of great subduction-zone earthquakes from the super deep drilling |
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| Project/Area Number |
21107006
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
木下 正高 独立行政法人海洋研究開発機構, 高知コア研究所, 所長 (50225009)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
林 為人 独立行政法人海洋研究開発機構, 高知コア研究所, グループリーダー (80371714)
伊藤 高敏 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (00184664)
加納 靖之 京都大学, 防災研究所, 助教 (30447940)
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| Project Period (FY) |
2009-07-23 – 2014-03-31
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| Keywords | 地震発生帯 / 応力場 / 水理構造 / ACORK / 東北地方太平洋沖地震 / 断層活動 / 制御震源 / CTスキャン |
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| Research Abstract |
南海トラフ熊野海盆南縁付近のC0002孔に設置された孔内長期観測所の温度データから、海底下900mの地層温度は37.9℃、熱流量は56.1 mW/m2 と決定された。これを境界条件として分岐断層（～5000m）の温度を130-150℃と推定した。その周囲の半径3kmのサークル測線上でVSP探査を実施した結果、孔内地震計で観測されたP波速度はN60E方向が早いことが分かった。
JFAST掘削孔でのプレート境界周辺での温度観測の結果、2011年東北地震時の断層すべりにより発生した摩擦熱の痕跡を、地震発生後21か月後の＋0.31℃の温度異常として検出した。掘削コア試料の熱物性を測定して温度解析したところ、地震すべり時の摩擦係数が0.1以下と小さいことが分かった。コア試料の非弾性ひずみ回復実験から推定した水平面内の主応力方向は、検層からの推定方向とよく一致した。間隙水圧測定による潮汐応答の解析から，東北地震の震動や地殻変動による岩盤中の透水性の増加が検出された。
弾性異方性を考慮したコア変形理論を適用して、深度2kmまでの岩石試料のヤング率の異方性を定量評価した。不均質性が大きい片麻岩では正しく評価されなかったが、均質な弾性異方性岩石（大島石）では理論と一致した。
断層中の流体挙動解明に向けて、100MPa封圧下でのX-CTスキャンを可能にする炭素繊維製耐圧容器が完成し、常圧下で容器越しに明瞭なCTイメージを得た。また深部岩石の水理特性を知るために、亀裂を含む岩石にせん断応力を加えて浸透率を計測した結果、応力が破壊領域に達する前後で、せん断変位量と透過率の関係が劇的に変化した。
震源断層や付加体内部の力学特性の時間変化を検出するために、海底孔内制御震源の震源部を試作した。直径10㎝、最大電力30Wの制約下、おもりを自由落下させる方式で1週間程度の連続運転に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Continuous Permeability Measurements Record Healing Inside the Wenchuan Earthquake Fault Zone2013
Author(s)
Xue, L., H.-B. Li, E. E. Brodsky, Z.-Q. Xu, Y. Kano, H. Wang, J. J. Mori, J.-L. Si, J.-L. Pei, W. Zhang, G. Yang, Z.-M. Sun, and Y. Huang
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Journal Title
Science
Volume: 340
Pages: 1555-1559
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] In situ stress and pore pressure in the Kumano Forearc Basin, offshore SW2013
Author(s)
D. Saffer, P. Flemings, D. Boutt, M.-L. Doan, T. Ito, L. McNeill, T. Byrne, M. Conin, W. Lin, Y. Kano, E. Araki, N. Eguchi, S. Toczko
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Journal Title
Geochem. Geophys. Geosyst.
Volume: 14
Pages: 1454-1470
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Determination of three-dimensional in situ stresses by anelastic strain recovery in Wenchuan Earthquake Fault Scientific Drilling Project Hole-1 (WFSD-1)2013
Author(s)
Cui, W., W. Lin , Wang, L., Gao, L., Huang, Y., Wang, W., Sun, D., Li, Z., Zhou, J., Qian, H , Peng, H., Xia, K., Li, K
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Journal Title
Tectonophysics
Volume: 619-620
Pages: 123-132
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Determination of Stress State in Deep Subsea Formation by Combination of Hydraulic Fracturing In-situ Test and Core Analysis - A Case Study in the IODP Expedition 319-2013
Author(s)
Ito, T., A. Funato, W. Lin, M-L., Doan, D. Boutt, Y. Kano, H. Ito, D. Saffer, L. McNeill, T. Byrne, K. Moe
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Journal Title
J. Geophys. Res.
Volume: 118
Pages: 1203-1215
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Revised temperature at the updip limit of locked portion of Nankai megasplay, inferred from IODP Site C0002 temperature observatory2013
Author(s)
Kinoshita, M, Sugihara, T, Kyo, N, Namba, Y, Araki, E, Kimura, T, Kido, Y N, Sanada, Y, Aoike, K, Thu, M K
Organizer
2013 Fall Meeting, AGU
Place of Presentation
Moscone Center, San Francisco, USA
Year and Date
20131209-20131213
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[Presentation] JFAST 掘削孔に設置した温度計アレイによる断層摩擦発熱検出
Author(s)
加納靖之, Jim Mori, Patrick Fulton, Emily Brodsky, 江口暢久, Sean Tozcko, 許 正憲, 難波康広, 笠谷貴文, 伊藤喜宏, 第 343/343T 次航海乗船研究者
Organizer
日本地震学会２０１３年度秋季大会
Place of Presentation
神奈川県民ホール、神奈川県
Invited
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