2014 Fiscal Year Research-status Report
磁性流体を圧入した岩石試料の磁化率異方性に基づく岩盤物性の研究
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25400456
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
伊藤 康人 大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (20285315)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 岩石磁気 / 浸透率 / 異方性 / 活断層 / テクトニクス / 磁化率 / 磁性流体 / 変動帯 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成26年度においては、岩石の浸透率異方性を評価するための実験手法の改良をひとつの目標とした。そのため、堆積学的背景が明らかなタービダイト（北海道中央部の中新統・川端層）の試料について、減圧含浸法に基づく磁性流体実験を実施した。当該試料については、従来の手法に基づく岩石磁気的研究を既に公表しており、磁性流体実験の結果と詳細な対比が可能である。また、事前に試料採取ルートの野外調査を行って岩相・堆積環境を分析し、バリエーションに富む岩相からまんべんなくデータ取得することを心がけた。処理を行った試料のすべてについて、初磁化率異方性をKappaBridge KLY-3Sを用いて測定し、分析に必要なパラメータを得た。その後、マイクロフォーカスＸ線CTスキャナを用いて、試料の断層画像を取得し、三次元的な孔隙・フラクチャーネットワークを可視化して、解析を行った。
これと並行して、断層近傍の堆積盆を埋積する砕屑物に磁性流体メソッドを適用する前提として、フィッション・トラック法およびウラン－鉛法に基づく放射年代測定を実施して、堆積盆発達過程を定量的に評価した。平成26年度に対象としたのは、糸魚川－静岡構造線と中央構造線近傍の堆積岩である。新生代後期に日本列島周辺のプレート境界で圧縮応力場が卓越する状況が続き、当該エリアは激しい構造変形を蒙っている。その結果、堆積岩中に微細フラクチャーが発達し、地層流体の移動経路として機能することが予想される。今回の年代測定結果に基づいて、多様なテクトニック・イベントの時空分布について、新知見を得ることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
活発な断層活動による岩盤破砕のためフラクチャー発達が予想される地域として、西南日本と東北日本を分断する逆断層である糸魚川－静岡構造線の近傍と、西南日本最大の活断層である右横ずれの中央構造線の近傍で詳細な地質調査を実施した。そのエリアは富山県・和歌山県・愛媛県・大分県にまたがっている。これによって、断層活動の時系列変化を評価することが可能になると共に、地域防災に資する重要な情報を得ることができた。その成果の一部は、すでに学術論文・学術書として刊行され一般に公開されている。
磁性流体実験が示唆するフラクチャーネットワークの三次元的な拡がりを評価する一助として、人工地震による反射法地震探査データの解析を開始した。近年の長足の探査技術革新によって、地下５kmまでの地質構造を詳細に解釈することができ、日本列島のテクトニック・ヒストリーを理解するうえでの重要な基礎データを整備することができた。
断層近傍の堆積盆を埋積する砕屑物に磁性流体メソッドを適用する前提として、フィッション・トラック法およびウラン－鉛法に基づく放射年代測定を実施しているが、平成26年度には自発トラックのアニーリング現象に基づく熱年代学的研究を開始している。これは、温度と時間の関数でウランを含む鉱物の格子欠陥が消失する現象を応用して、地下温度勾配の時間変化をもとめ、プレート収束境界の進化を解明しようとするものである。
今次研究の主眼である磁性流体含浸実験に関しても、減圧法を用いた実験手法を整備することができ、破砕の激しい岩石からの試料作成のテクニックを改良することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
断層活動による岩盤破砕のためフラクチャー発達を評価するため、西南日本と東北日本を分断する逆断層である糸魚川－静岡構造線の近傍と、西南日本最大の活断層である右横ずれの中央構造線の近傍で詳細な地質調査を継続する。対象エリアは富山県・和歌山県・愛媛県・大分県に加えて、大阪府や徳島県でも調査を実施する。その成果は、随時学術論文・学術書として一般に公開し、社会に向けた研究成果の発信を行う。
磁性流体実験が示唆するフラクチャーネットワークの三次元的な拡がりを評価する一助として、人工地震による反射法地震探査データの解析を本格化させる。平成27年度中には、本州を取り巻く全海域の地震探査データの基礎解析を終了する予定であるので、それに基づいて日本列島のテクトニック・ヒストリーを理解するうえでの重要な基礎データベースを構築する。
平成26年度には自発トラックのアニーリング現象に基づく熱年代学的研究を本格化させる。これは、温度と時間の関数でウランを含む鉱物の格子欠陥が消失する現象を応用して、地下温度勾配の時間変化をもとめ、プレート収束境界の進化を解明しようとするものである。その成果と、地表地質調査・反射法地震探査データ解釈の結果を総合して、プレート収束境界の発達過程について新たなモデルを構築する。
今次研究の主眼である磁性流体含浸実験に関しては、平成25年度に導入した耐圧ベッセルを用いて、加圧含浸法を試行し、これまでに得られた減圧法のデータと比較検討することで、実験手法の確立を目指す。以上の成果を、論文・書籍として迅速に公表し成果を取り纏めることとしたい。
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