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2012 Fiscal Year Annual Research Report

高温高圧変形実験による蛇紋岩のレオロジー解明

Research Project

Project/Area Number 22340148
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

清水 以知子  東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (40211966)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 上原 真一  東邦大学, 理学部, 准教授 (20378813)
Project Period (FY) 2010-04-01 – 2013-03-31
Keywords蛇紋岩 / タルク / 間隙圧 / 有効応力 / 摩擦係数 / 沈み込み帯 / マントルウェッジ / 変形実験
Research Abstract

沈み込みプレート境界地震発生帯の力学物性に対する間隙流体と含水マントル物質の影響を解明するため、間隙圧制御のもとでタルクと蛇紋岩のプレカット試料をもちいた摩擦実験を行った。ガス圧式3軸変形試験機をもちいた室温、封圧 110 MPa、間隙圧 0~100 MPa までの条件におけるタルクの摩擦試験では応力・間隙圧のステップ状変化に対する摩擦係数の応答を調べ、これまで乾燥した石英や花崗岩ガウジの実験で知られている値とは大きく異なる応答を見い出した。この違いは沈み込み帯深部のスロースリップのような特異なすべり現象と関連している可能性がある。油圧3軸試験機をもちいたアンチゴライト蛇紋岩(長崎県産)の 300 ℃、封圧 380 MPa、間隙圧 250 MPa までの実験では、前年度までの室温における実験と同様、有効圧の法則からのはずれが示唆された。
2011年東北地方太平洋沖地震をもたらしたプレート境界断層の性質を明らかにするため、地球物理学的観測データから得られている沈み込み帯の構造データと、ウェット条件における海洋地殻物質の摩擦係数や石英等の転位クリープ流動則をもちいて、断層強度分布を推定した.モデルにおいては脆性ー延性遷移領域で予想される有効応力の法則の破綻も考慮している。宮城沖地震の震源の深さは石英の延性領域に対応し、M7級のイベントを起こしたアスペリティーは沈み込んだ海山と推定される。M9の震源は石英の脆性領域内にあり、海溝付近の泥質堆積物との大きな摩擦強度の差が大きな滑りを引き起こしたと考えられる。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (8 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Imaging of internal stress around a mineral inclusion in a sapphire crystal: Application of micro-Raman and photoluminescence spectroscopy2013

    • Author(s)
      Noguchi N., Abduriyim A., Shimizu, I., Kamegata, N., Odake, S. and Kagi, H.
    • Journal Title

      Journal of Raman Spectroscopy

      Volume: 44 Pages: 147-154

    • DOI

      10.1002/jrs.4161.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Major element distribution in Archean banded iron formation (BIF): Influence of metamorphic differentiation2012

    • Author(s)
      Katsuta N., Shimizu I., Helmstaedt H., Takano M., Kawasaki S., and Kumazawa M.
    • Journal Title

      Journal of Metamorphic Geology

      Volume: 30 Pages: 1525-1314

    • DOI

      10.1111/j.1525-1314.2012.00975.x

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Amorphization of quartz by friction: Implication to silica-gel lubrication of fault surfaces2012

    • Author(s)
      Amorphization of quartz by friction: Implication to silica-gel lubrication of fault surfaces
    • Journal Title

      Geophysical Research Letter

      Volume: 39 Pages: L21303

    • DOI

      10.1029/2012GL053228

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Rheological structure of the NE Japan subduction zone megathrust across the source region of the 2011 Tohoku-oki earthquake (Mw 9.0)

    • Author(s)
      Shimizu, I.
    • Organizer
      Geofluids 3
    • Place of Presentation
      Tokyo Inst. Technology (Tokyo)
  • [Presentation] Effect of pore pore pressure on frictional properties of talc and serpentinite under high normal stress

    • Author(s)
      Uehara, S., Shimizu, I., Okazaki, K. and Nakatani, M.
    • Organizer
      Geofluids 3
    • Place of Presentation
      Tokyo Inst. Technology (Tokyo)
  • [Presentation] Rheological profile of the Tohoku-oki interplate megathrust across the source region of the M9 great earthquake

    • Author(s)
      Shimizu, I.
    • Organizer
      American Geophysical Union Fall Meeting
    • Place of Presentation
      San Francisco (USA)
  • [Presentation] 蛇紋岩・タルクの摩擦特性にたいする間隙圧の影響

    • Author(s)
      上原真一・清水 以知子・岡崎啓史・中谷正生
    • Organizer
      日本地質学会
    • Place of Presentation
      東北大学(仙台)
  • [Presentation] Oxidation of slab mantle due to dehydration of serpentinite

    • Author(s)
      Shimizu, I., Katsuta, N., and Murakami, T.
    • Organizer
      Ann. Meeting of Japan Geophysical Union
    • Place of Presentation
      Makuhari Messe (Chiba)

URL: 

Published: 2015-05-28  

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