繰り返し注水実験による野島断層の強度回復の検出および誘発地震発生メカニズムの解明

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11304025
• Research Institution: University of Tokyo
• Principal Investigator: 島崎 邦彦 東京大学, 地震研究所, 教授 (50012951)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大志万 直人 京都大学, 防災研究所, 助教授 (70185255) ; 平田 直 東京大学, 地震研究所, 教授 (90156670) ; 西上 欽也 京都大学, 防災研究所, 助教授 (00189276) ; 山岡 耕春 名古屋大学, 理学研究科, 助教授 (70183118) ; 山野 誠 東京大学, 地震研究所, 助教授 (60191368)
• Keywords: 注水試験 / 断層回復過程 / 透水率 / 野島断層 / 兵庫県南部地震 / 活断層深部構造 / 誘発地震 / 破砕帯トラップ波

Research Abstract

1995年兵庫県南部地震の2年後に行われた注水実験から3年後の2000年1-3月、再び野島断層1800m孔において注水実験を行った。注入水の挙動は3つのボアホールにおける多項目連続観測、および地震、自然電位、比抵抗の臨時観測により捉えられた。その結果、野島断層浅部(深さ0-4km)の破砕帯およびその周辺岩盤の透水性が1997年から2000年にかけて低下し、断層固着が進行していることが示された。
注水試験の結果から、注水地点近傍の媒質の透水性が次第に増加したことがわかったが、注水孔での温度計測によって、注入水の大部分は深さ約540m(ケーシング接続部付近)から漏れ出たことがわかり、漏水部分の透水性が高まったものと推定される。注水孔から水平距離約50mの800m孔において歪み変化(3成分縮み)、湧水量の増加が観測された。いずれも時定数が数日の変動であり、注入水の拡散により説明される。湧水量のモデリングから、この3年間に注水孔-800m孔間の岩盤の透水性が約半分に低下したと推定される。また注水実験に伴い、自然電位の変動が観測された。流動電位の解析からこの3年間に、注水孔の周辺岩盤の透水性が低下したものと推定される。さらに注水開始4-7日後から、注水孔周辺(距離約2-4km以内)の極微小地震活動が活発化した。これらの活動は、時系列以外にも、震源移動、b値減少、震源が浅い等の特徴を持ち、誘発地震である可能性が高い。誘発地震と考えられる活動の震源域は、1997年、2000年実験ともに、ほぼ同じであるが、2000年の方が地震発生開始が約2日間遅く、注水孔から地震発生域(深さ2-4km)までの断層破砕帯に沿った領域の透水性が低下したことを示唆する。また、観測された断層トラップ波からも、破砕帯/周辺岩盤の速度コントラストが回復している可能性が示された。

Research Products

• [Publications] Murakami,H.,Hashimoto,T.,Oshiman,N.,Sumitomo,N.,Yamaguchi,S.,and Honkura,Y.: "Electrokinetic phenomena associated with the water injection experiment at Nojima earthquake fault in Awaji Island, Japan."Island Arc. 10(in press.). (2001)
• [Publications] Tadokoro,K. et al.: "Induced earthquakes accompanying the water injection experiment at the Nojima fault zone, Japan : Seismicity and its migration,"J.Geophys.Res.. 105,B3. 6089-6104 (2000)
• [Publications] Yamaoka,K.,Kunitomo,T.,Miyakawa,K.,Kobayashi,K.and Kumazawa,M.: "A Trial for Monitoring Temporal Variation of Seismic Velocity with ACRO SS System."Island Arc. 10(in press.). (2001)
• [Publications] 島崎邦彦: "野島断層における繰り返し注水実験"月刊地球. 23,4. 229-231 (2001)
• [Publications] 西上欽也: "注水試験の概要、および野島断層浅部構造とその回復過程"月刊地球. 23,4. 232-235 (2001)
• [Publications] 山野誠,後藤秀作: "野島断層掘削孔における注水・湧水による孔内温度分布の変動"月刊地球. 23,4. 236-239 (2001)
• [Publications] 向井厚志,藤森邦夫,石井紘,中尾茂: "注水試験に伴うひずみ変化"月刊地球. 23,4. 240-244 (2001)
• [Publications] 北川有一,藤森邦夫,小泉尚嗣,野津憲治,五十嵐丈二: "繰り返し注水実験による淡路島800m孔の湧水量変化から推定された岩盤の透水性の時間変化"月刊地球. 23,4. 245-249 (2001)
• [Publications] 村上英記,橋本武志,大志万直人,山口覚: "注水実験時の電磁気観測(2)-流動電位計測-"月刊地球. 23,4. 250-255 (2001)
• [Publications] 山下太,柳谷俊,大志万直人: "GPS技術を利用したダイポールーダイポール法による野島断層近傍での大地比抵抗モニタリング,"月刊地球. 23,4. 256-259 (2001)
• [Publications] 永井悟,平田直,加納靖之,水野高志,山中寛志,田所敬一,西上欽也,平松良浩: "注水試験に伴う極微小地震活動の震源域の決定とその時間変化"月刊地球. 23,4. 260-263 (2001)
• [Publications] 田所敬一,加納靖之,西上欽也: "注水試験にともなうクラスタ的地震活動"月刊地球. 23,4. 264-267 (2001)
• [Publications] 平松良浩,古本宗充,西上欽也,大見士朗: "野島断層注水実験高サンプリングデータによる微小地震の初期破壊過程,"月刊地球. 23,4. 268-272 (2001)
• [Publications] 山中寛志,平松良浩,田所敬一,西上欽也: "野島断層注水実験の微小地震観測によるコーナー周波数(fc)のスケーリング則,"月刊地球. 23,4. 273-277 (2001)
• [Publications] 加納靖之,平松良浩,田所敬一,西上欽也: "注水実験前後の地震活動の規模別頻度分布,"月刊地球. 23,4. 277-280 (2001)
• [Publications] 水野高志,西上欽也: "注水実験における断層トラップ波の観測"月刊地球. 23,4. 281-285 (2001)
• [Publications] 山岡耕春,生田領野: "ACROSSによる注水実験にともなう地震波速度変動観測"月刊地球. 23,4. 285-289 (2001)
• [Publications] 伊藤久男,桑原保人: "地質調査所平林坑井における繰り返し観測"月刊地球. 23,4. 290-293 (2001)
• [Publications] 小泉誠,吉田義則,松尾成光: "注水実験・臨時地震観測の技術メモ"月刊地球. 23,4. 294-296 (2001)