| 研究領域 | 地殻ダイナミクス ー東北沖地震後の内陸変動の統一的理解ー |
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| 研究課題/領域番号 |
26109005
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 京都大学 (2017-2018)
東京大学 (2014-2016) |
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研究代表者 |
清水 以知子 京都大学, 理学研究科, 准教授 (40211966)
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| 研究分担者 |
中谷 正生 東京大学, 地震研究所, 准教授 (90345174)
高橋 美紀 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 主任研究員 (40470033)
武藤 潤 東北大学, 理学研究科, 准教授 (40545787)
大橋 聖和 山口大学, 大学院創成科学研究科, 講師 (70615525)
星野 健一 広島大学, 理学研究科, 准教授 (80190198)
平内 健一 静岡大学, 理学部, 講師 (10633290)
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| 研究期間 (年度) |
2014-07-10 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
199,420千円 (直接経費: 153,400千円、間接経費: 46,020千円)
2018年度: 25,090千円 (直接経費: 19,300千円、間接経費: 5,790千円)
2017年度: 43,160千円 (直接経費: 33,200千円、間接経費: 9,960千円)
2016年度: 83,070千円 (直接経費: 63,900千円、間接経費: 19,170千円)
2015年度: 39,390千円 (直接経費: 30,300千円、間接経費: 9,090千円)
2014年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
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| キーワード | 地殻・マントル物質 / 応力 / 摩擦 / 岩石レオロジー / 高温高圧変形実験 / 断層強度 / スメクタイト / 脆性ー延性遷移 / 斜長石 / レオロジー / 断層 / 摩擦実験 / 塩水 / 炭質物 / 沈み込み帯 / 高温高圧変形試験機 / 滑石 / 長石 / 地殻応力 / 岩石変形実験 / 脆性ー延性遷移領域 / 変形実験 / 沈み込みプレート境界 / 下部地殻 / 流体 / 粘土鉱物 / かんらん石 |
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| 研究実績の概要 |
断層強度と下部地殻・マントルの非弾性変形を明らかにするために、以下の研究を行なった。
（1）熱水条件下で含水鉱物の摩擦特性を調べた。スメクタイトの安定領域(～150℃）における摩擦係数は0.05～0.09、緑泥石の大変位摩擦試験では600℃までの広い領域にわたって0.3程度であった。中央構造線の断層ガウジについて摩擦実験を高温・高圧条件で実施した。浅部の低温ガウジはスメクタイトの影響で摩擦強度が極端に低いが、250℃以上の条件では含水鉱物の影響が小さく、中部地殻が差応力を支えていた推察される。断層の運動方向は広域応力場の変化に伴って逆転し得る．模擬断層物質を用いた摩擦実験では，剪断方向の反転による粒子の噛み合いで強度が過渡的に上昇した。
（2） 断層帯における岩石-流体相互作用における塩水の影響についての予察的な解析を行った結果，静水圧下で地温勾配に沿って温度が降下する場合は，400～300℃にかけて相互作用が活性化することを明らかにした。
（3）沈み込み帯の地震発生帯深部における変形摩擦物性を調べるために、内圧500 MPa、温度300℃での使用に耐える圧力容器を設計開発した。イタリア・Balmuccia 岩体の断層構造と温度圧力解析から、マントル岩の脆性ー延性遷移温度を～ 700℃に拘束した。
（4）ガス圧式高温高圧試験機の断熱性能を改善して実験条件を高温領域に広げるとともに、ねじり変形機構を搭載することで、回転剪断変形実験の実施を可能とした。下部地殻を構成する斜長石のレオロジーを精密に求めるため、人工斜長石多結晶体を用いて変形実験を封圧や含水量を変えて行ない、含水下での強度が含水量に反比例することを明らかにした。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
野外地質調査で得られた断層岩試料を室内で実験し、中央構造線の断層摩擦特性を調べる研究を中心に、地殻強度について目標としていた成果が得られた。新規に開発している熱水摩擦試験機についても、圧力容器の設計開発が完了した。下部地殻の変形実験でも予察的な成果が得られた。成果のとりまとめと論文発表が遅れている。
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| 今後の研究の推進方策 |
基本的に研究計画通りに実験を進めていく。最終年度にあたり、海外の研究協力者との連携も深めつつ、成果を国際誌等に公表していく。
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