2017 Fiscal Year Annual Research Report
Experimental study on variable modes of faulting around the updip limit of the subduction-zone seismogenic zone
Publicly Offered Research
| Project Area | Science of slow earthquakes |
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| Project/Area Number |
17H05413
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
金川 久一 千葉大学, 大学院理学研究院, 教授 (40185898)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 沈み込み帯 / 地震発生域上限付近 / 断層運動 / 摩擦実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
沈み込み帯地震発生域上限付近における非地震性から地震性への断層運動の遷移を再現するため、後述する玄武岩、チャート、泥岩、砂岩の掘削・メランジュ試料について、沈み込み帯地震発生域上限付近の想定温度（50~200℃）・有効圧（12~120 MPa）条件下で、変位速度を0.1155, 1.155, 11.55 μm/sの間でステップ状に変化させながら三軸摩擦実験を行い、断層運動の安定性の指標である a - b 値（正ならば安定で非地震性、負ならば不安定で地震性となり得る）を得た。100℃以下の実験には、南海トラフ付加体泥岩、南海トラフに沈み込む前の海洋地殻玄武岩・被覆層砂岩、および日本海溝に沈み込みつつあるチャート、それぞれの掘削試料を使用した。一方、150℃以上の実験には、陸上に露出した白亜紀付加体メランジュ中の玄武岩、チャート、泥岩および砂岩の各試料を使用した。
実験の結果、50℃では全試料で a - b >0、100℃では泥岩では a - b >0、砂岩と玄武岩で a - b ~0、チャートで a - b <0、さらに200℃では全試料で a - b <0となり固着すべりを示した。このように、付加体構成岩石中で温度上昇に伴って非地震性から地震性への断層運動の遷移が起こることが再現できた。また、遷移温度はチャートで50~100℃、玄武岩と砂岩で約100℃、泥岩で100~150℃である。これは、地震発生域上限付近では、同一温度でも断層帯を構成する岩石によって地震性～非地震性の多様な断層運動が起こることを意味する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
付加体構成岩石中で温度上昇に伴う非地震性から地震性への断層運動の遷移が再現でき、地震発生域上限付近では同一温度でも断層帯を構成する岩石によって地震性～非地震性の多様な断層運動が起こることが明らかとなったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
a - b 値に対する間隙水圧の影響を評価する実験を行い、地震発生域上限付近の断層運動に対する間隙水圧の影響を評価する。また、実験前試料の鉱物組成分析や実験後試料の微細構造観察を行い、a - b 値の温度、間隙水圧や岩質による変化が何に起因しているかを明らかにする。
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