2019 Fiscal Year Annual Research Report
The challenge of deformation experiments under the in-situ temperature, lithostatic and pore fluid pressures condition at the source region of deep slow earthquakes
Publicly Offered Research
| Project Area | Science of slow earthquakes |
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| Project/Area Number |
19H04630
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
岡崎 啓史 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(高知コア研究所), 研究員 (90784257)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | スロー地震 / 沈み込み帯 / 地震 / 断層 / レオロジー / 岩石変形 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は沈み込み帯プレート境界で発生している多様なすべり挙動（地震、スロー地震、定常すべり）を高温高圧でなおかつ高間隙水圧下における岩石変形実験により再現し、その変形メカニズムを理解することが目標である。そのためにGriggs型固体圧式三軸変形試験機に間隙水圧を任意にコントロールできる間隙水圧発生システムを設置し、深部スロー地震発生域のような高温（>400度）高圧（>1GPa）高間隙水圧（>1GPa）の環境を再現した岩石変形実験に挑戦している。2019年度に間隙水圧用圧力容器（最大水圧は1.25GPaを予定）を設置し、調整を完了させ、実験を開始することができた。予察実験として封圧1000MPa, 温度500degC, 間隙水圧500MPaでサンカルロスオリビンの変形実験をおこなったところ、通常のオリビン（~0.6）より低い摩擦係数（~0.4）が計測された。回収試料のSEM-EDS観察からオリビンと間隙水とアルミナピストンが反応して緑泥石、蛇紋石、ブルース石などが生成していたことがわかった。今後は反応性の乏しい物質をピストンに使用する必要があるが、その一方で反応が水の注入口から一番遠い場所試料-ピストン境界でも観察されたことから、水は試料中に十分浸透していることが確認できた。
バックアップ実験として石英を試料として用いて間隙水圧はコントロールせず、水-岩石比を任意にかえた実験をおこなった。水の存在量によるせん断帯の弱化が観測でき、弱化の度合いについて含水比（間隙率）と水-石英の二面角から推定できることがわかった。
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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
現在のところ、計画通りに2019年度に間隙水圧発生器を調整を完了し実験を開始することができた。実験を定常的に実施できる方法も確立したのでおおむね計画通りに研究が進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は石英を試料として用いて、間隙水圧を任意に変化させた状態での深部スロー地震発生域環境を再現した高温高圧高間隙水圧条件での変形実験を行う。また、バックアップ実験であった水-岩石比を任意にかえた石英-水系の実験結果について論文化を進める。
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