地震発生の制御実験―南アフリカ金鉱山における―

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10554019
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 安藤 雅孝 京都大学, 防災研究所, 教授 (80027292)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 柳谷 俊 京都大学, 防災研究所, 助教授 (00259128) ; 住友 則彦 京都大学, 防災研究所, 教授 (50026788) ; 石井 紘 東京大学, 地震研究所, 教授 (30004386) ; 大倉 敬宏 京都大学, 総合人間学部, 助手 (40233077) ; 小笠原 宏 立命館大学, 理工学部, 助教授
• Keywords: 至近距離 / 高ダイナミックレンジ / 総合観測 / 前兆 / S波スプリッティング / b値 / 応力 / 歪

Research Abstract

南アフリカ金鉱山の採掘域付近で発生する地震のS波スプリッティングが、深い採掘域ほど顕著で、しかも採掘の進行に伴ってスプリッティング量が増加することが確認された。また、採掘域レイアウトから応力状態が大きく異なると予想される場合、b値の差が顕著であることも、確認された。さらに、高応力域で発生したM2の前震・余震においても顕著なb値の差が認められた。百〜千mのフィールドスケールにおいて、応力状態について確かな情報があるなかで、上記が確認できたと言う点で、この結果は重要である。
南ア金鉱山の地下2650mにおいて発生したM2とその前・余震群が、震源距離100〜200mの9地点において、ダイナミックレンジ132db、15KHzサンプリングで、ボアホール3成分加速度計によって観測され、M2発生に2日先立つ応力低下の兆候が検出された。上記の地震から約100mの地点に石井式歪計が6台埋設されていたが、12bitA/D、10分サンプリングであったために、震源域の載荷状況の変化はモニターできたが、前駆的な変化は見出されていない。そこで、M3級の地震発生がほぼ確実な断層から数m以内において石井式歪計を埋設し、25Hz、24bitA/D連続サンプリングによる歪観測の立ち上げを行った。近々、地震に先行する歪変化が観測されると期待される。
また、板状空洞の開閉による大きな歪速度の中で起こったという点で、上記の地震と発生環境が似ている1989年伊豆東方沖群発地震中のM5.5に対して、南アの解析手法を適用し、本震発生に2日先立つ応力低下の兆候を検出した。用いたデータは、ダイナミックレンジ数十db、80Hzサンプリングであるために、全観測点で観測された全データを用いて得られたものではないことが問題点であるが、自然地震においても前駆的な変化を捉えられる可能性があることがわかった。

Research Products

• [Publications] H.Ogasawara et al.: "The Stress fluctuation monitored by seismic source parameters at about 200m hypocenter distance P M^2 event in a South African deep gold mine"Geol. Surv. Japan Interim Report. EQ/99/1. 77-80 (1999)
• [Publications] H.Ogasawara et al.: "An attempt of 10Hz continuous 3-dimensional strain monitoring on a source fault in a South African deep gold mine Where M=2 event is promising"Geol Surv Japan Interim Report. EQ/99/1. 81-84 (1999)