南アフリカ金鉱山におけるM2震源域での地震の準備と発生過程の総合観測

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21224012
• Research Institution: Ritsumeikan University
• Principal Investigator: 小笠原 宏 立命館大学, 理工学部, 教授 (40213996)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中谷 正生 東京大学, 地震研究所, 准教授 (90345174) ; 矢部 康男 東北大学, 理学研究科, 准教授 (30292197) ; 川方 裕則 立命館大学, 理工学部, 准教授 (80346056)
• Keywords: 南アフリカ鉱山地震 / 至近距離観測 / 微小破壊 / 準静的歪変化 / 動的破損過程

Research Abstract

地震の準備と発生の詳細を震源の極至近距離で観察し、地震発生の物理をより深く理解したい。得られる知見を、地震発生のより正確な予測に生かしたい。このような試みを、自然の大地震を対象に地表付近から行うことは、技術的・時間的に非常に困難である。しかし、マグニチュード2程度の地震(約100mサイズの破壊)をターゲットとした場合、南アフリカ(以下南ア)の大深度金鉱山ならば、2～3年の間に極至近距離観測による知見を得ることができ、非常に貴重である。平成22年度は観測網構築の準備期(2年目)である。断層に対する坑道配置が理想的な南アのモアプ・コツォン鉱山の地下約3kmにおいて、昨年度に具体化されたドリリング、および、計器の調達・開発・埋設の計画を進めた。そして、ドリリングは約二十本(総延長約1km)完了した。しかし、断層帯のドリリングは困難で、遅れが生じた。また、採掘計画の遅れに伴い地震活動の活発化も遅れることになったため、予備サイト、Ezulwini鉱山における観測を計画し、こちらについてはAE観測と2台の歪計による観測を始めることができた。
破壊前線動的応力降下観測(断層上に高速応答高容量の歪・加速度計4組をアレイ配置;高感度歪計を3台配置)については、より最適な代替えサイト(Ezulwini鉱山とDriefontein鉱山)において、ドリリングと断層位置のcm精度での同定、計器埋設が完了し、観測を始めることができた。

Research Products

• [Journal Article] Observational studies to mitigate seismic risks in mines : a new Japanese-South African collaborative research project (2010)
  • Author(s): Durrheim, R.J., H.Ogasawara, M.Nakatani, Y.Yabe, A.M.Milev, A.Cichowicz, H.Kawakata, H.Moriya, SATREPS Research Group
  • Journal Title: The proceedings of the fifth International Seminar on Deep and High Stress Mining, 6-8 October 2010, Santiago, Chile, Australian Centre for Geomechanics Pages: 215-226
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Frequency-magnitude characteristics down to magnitude -4.4 for induced seismicity recorded at Mponeng Gold Mine, South Africa (2010)
  • Author(s): Kwiatek, G., K.Plenkers, M.Nakatani, Y.Yabe, G.Dresen, the JAGUARS Group
  • Journal Title: Bulletin of the Seismological Society of America Volume: 100 Pages: 1165-1173
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Water-ingress induced seismicity in mines in Japan, India and South Africa (2011)
  • Author(s): Ogasawara, H., C.Srinivasan, A.Cichowicz, O.Goldbach, K.Bosman
  • Organizer: ICDP Workshop "Scientific Deep Drilling to Study Reservoir Triggered Earthquakes at Koyna, India"
  • Place of Presentation: Hyderabad, India(招待講演)
  • Year and Date: 2011-03-21
• [Presentation] Observational studies to mitigate seismic risks in mines : a new Japanese-South African collaborative research project (2010)
  • Author(s): Durrheim, R.J., H.Ogasawara, M.Nakatani, Y.Yabe, A.M.Milev, A.Cichowicz, H.Kawakata, H.Moriya, the SATREPS research group
  • Organizer: The fifth International Seminar on Deep and High Stress Mining
  • Place of Presentation: Santiago, Chile
  • Year and Date: 20101006-20101008
• [Presentation] Coseismic and aseismic deformations of the rock mass around deep level mining in South Africa-Joint South African and Japanese study (2010)
  • Author(s): Milev, A M, Y.Yabe, M.Naoi, M.Nakatani, R.J.Durrheim, H.Ogasawara, C.H.Scholz
  • Organizer: AGU 2010 Fall Meeting
  • Place of Presentation: San Francisco, USA
  • Year and Date: 2010-12-15
• [Presentation] Fault instability monitoring at South African mines (2010)
  • Author(s): Ogasawara, H., M.Nakatani, Y.Yabe, H.Kawakata, SATREPS Research Group
  • Organizer: ISS Mini Seminar at Western Levels
  • Place of Presentation: Western Levels, South Africa
  • Year and Date: 2010-11-19
• [Presentation] コーダ波スペクトル比法による極微小地震(-3くM<-1)のコーナー周波数の推定 (2010)
  • Author(s): 和田直也, 小笠原宏, 川方裕則, 中谷正生, 矢部康男, 直井誠, 宮川幸治, 安武剛太, 吉光奈奈, 三宅弘恵, 井出哲, 五十嵐俊博, G.Morema, E.Pinder
  • Organizer: 日本地震学会2010年秋季大会
  • Place of Presentation: 広島国際会議場(広島県)
  • Year and Date: 2010-10-29
• [Presentation] 2台の歪計から約100mで続発したMw～2の震源メカニズムと周辺領域の長期的な応力変化-南アフリカMponeng金鉱山 (2010)
  • Author(s): 桂泰史, 小笠原宏, 川方裕則, 中谷正生, 直井誠, 矢部康男, 安武剛太, 山本覚仁, 石井紘, E.Pinder, G.Morema, JAGUARS
  • Organizer: 日本地震学会2010年秋季大会
  • Place of Presentation: 広島国際会議場(広島県)
  • Year and Date: 2010-10-29
• [Presentation] 鉱山での地震被害低減のための観測研究-日本と南アフリカの共同研究 (2010)
  • Author(s): 小笠原宏, R Durrheim, 中谷正生, 矢部康男, A.Milev, A.Cichowicz, 川方裕則, 森谷祐一, 佐藤隆司, S.Murphy, A.Ward, G.Morema, M.Kataka, R.Vermeulen, G.van Aswegen, Research Group of SATREPS
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2010年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場(千葉県)
  • Year and Date: 2010-05-26
• [Presentation] 48kHzサンプリング距離200m以内で観測された-3<M<0の地震の応力降下量 (2010)
  • Author(s): 和田直也, 小笠原宏, 川方裕則, 中谷正生, 矢部康男, 直井誠, 宮川幸治, 安武剛太, 吉光奈奈, 三宅弘恵, 井出哲, 五十嵐俊博, G.Morema, E.Pinder
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2010年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場(千葉県)
  • Year and Date: 2010-05-26