南アフリカ大深度鉱山における超高周波までの地震学-1cmから200mまで

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18253003
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 中谷 正生 The University of Tokyo, 地震研究所, 准教授 (90345174)
• Keywords: 地震 / 大深度地下 / 地殻・マントル物質 / 防災 / 国際研究者交流 / AE / 微少破壊 / 高周波

Research Abstract

南ア金鉱山内の地下3.5km地点に展開したAE観測網の観測範囲をやや拡大して25kHzまで帯域を持つ加速度計も設置して観測を継続した。これらの観測でとらえられた多数に微小破壊イベントの周波数成分を系統的に分析し,高周波数弾性波の透過に対して地質境界がwave guideのような役割りをはたしていたらしいことがあきらかになった.また,能動弾性波の繰返し照射試験もこころみたが,装置が故障し失敗した.
観測網内でおこった,差渡し100mの断層破壊をおこした地震について数万個の余震をとらえたが, これと鉱山会社のルーチン観測網の検知限界との比較から,われわれの観測は, 10cm程度の非常に小さな破壊までとらえていることが示唆され,これは,周波数成分の解析結果とも調和的である. また, これらの微小破壊の空間分布は,本震が地質構造の境界ではなく, 主に単一の岩相ブロック内部での破壊であることを示唆した. 鉱山会社のルーチン観測網の計器方位を補正しておこなった波形解析によっても,これと一致する断層面がえられた. さらに, われわれのAE観測網のデータから, 本震より数ヶ月前から, 将来の本震破壊面のほぼ全体にわたって明瞭に集中した微小破壊活動を起していたことがわかった.
また, これ以外にもいくつかの微小破壊活動のクラスターがみられたが,これらは, 本震断層から相当はなれているものでも, 本震の発生後に活動が活発化した. これらの事は, 天然の地質構造には, 小さな応力変化に敏感に反応して微小破壊を起す物理的構造をもつ部分が存在することを示唆する.

Research Products

• [Presentation] JAGUARS project: Frequency content of aftershocks of M2.1 events recorded with high-frequency network(100Hz<f<170,000Hz). (2009)
  • Author(s): G Kwiatek, K Plenkers, J Philipp, JAGUARS group
  • Organizer: LASPEI 2009 General Assembly
  • Place of Presentation: Cape Town, RSA
  • Year and Date: 2009-01-13
• [Presentation] JAGUARS project: Attenuation, scattering and instrumental effects of events recorded by a high-frequency network as seen from seismograms and their frequency content. (2009)
  • Author(s): K. Plenkers, G. Kwiatek, M.Naoi, JAGUARS Working Group
  • Organizer: LASPEI 2009 General Assembly
  • Place of Presentation: Cape Town, RSA
  • Year and Date: 2009-01-13
• [Presentation] Aftershock activity of an M2.1 earthquake in a deep South African gold mine observed by a high frequency seismic network (2009)
  • Author(s): Y Yabe, M Naoi, G. Kwiatek, J Philipp, K Plenkers, M Nakatani, T Igarashi, JAGUARS group
  • Organizer: LASPEI 2009 General Assembly
  • Place of Presentation: Cape Town, RSA
  • Year and Date: 2009-01-13
• [Presentation] Aftershock distribution of a M2.1 earthquake near a geologic structure boundary in a deep South African gold mine. (2008)
  • Author(s): Naoi, M. , G. Kwiatek, Y. Yabe, J. J. Phillipp, M. Nakatani, T. Igarashi, and JAGUARS group
  • Organizer: American Geophysical Union fall meeting
  • Place of Presentation: San Francisco, USA
  • Year and Date: 2008-12-17
• [Presentation] AE activity prior to an M2.1 earthquake in a South African deep gold mine. (2008)
  • Author(s): Y. Yabe, M. Nakatani(U. Tokyo), J. Philipp, M. Naoi, G. Morema, K. Plenkers, G. Kwiatek, H. Ogasawara, S. Stanchts, H. Kawakata, G. Dresen
  • Organizer: 7^<th> General Assembly of Asian Seismological Commission
  • Place of Presentation: Tsukuba, Japan
  • Year and Date: 2008-11-26
• [Presentation] Strain changes observed with two Ishii strainmeters within only m from an M. fault located with Aes. (2008)
  • Author(s): T. Katsura, H. Ogasawara, G. Yasutake, H. Kawakata, A. Yamamoto, M. Nakatani, M. Naoi, Y. Yabe, H. Ishii, Y. Iio, E. Pinder, G. Morema, JAGUARS, and SeeSA
  • Organizer: 7^<th> General Assembly of Asian Seismological Commission
  • Place of Presentation: Tsukuba, Japan
  • Year and Date: 2008-11-26