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高温高圧下における岩石の電気特性と力学特性の同時測定

研究課題

研究課題/領域番号 16340125
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 固体地球惑星物理学
研究機関東京大学

研究代表者

吉田 真吾  東京大学, 地震研究所, 教授 (20202400)

研究分担者 上嶋 誠  東京大学, 地震研究所, 准教授 (70242154)
中谷 正生  東京大学, 地震研究所, 准教授 (90345174)
加藤 愛太郎  東京大学, 地震研究所, 助教 (20359201)
小河 勉  東京大学, 地震研究所, 助教 (00345175)
研究期間 (年度) 2004 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
14,980千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 780千円)
2007年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2006年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2005年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2004年度: 7,000千円 (直接経費: 7,000千円)
キーワード固体地球物理学 / 地震 / 地殻・マントル物質 / 地球電磁気学 / 物性実験 / 岩石の比抵抗 / 縦波速度 / 横波速度 / 速度及び状態依存摩 / 高温高圧実験
研究概要

最近,種々の構造探査により,縦波速度(Vp),横波速度(Vs),電気比抵抗などが同一断面上にマッピングされるようになってきた.それら観測可能なVp, Vs,電気伝導度,Qなどから,どのような物質がどのような状態にあり,どのような破壊・摩擦特性をもっているのか推定できるようになることを目指し,室内実験によりVp, Vs,電気伝導度などと,破壊・摩擦特性を様々な条件下で同時測定できる装置を開発した.同時測定が必要なのは,間隙の形状や連結性に依存する物性パラメターは,(特に高温で間隙水が存在する場合,化学反応が活発なので,)温度・圧力を与えても一意に定まるとは限らないからである.
高温高圧下で岩石の電気伝導度を測定する場合,金属ジャケットで岩石試料を覆うことになる.そのような状態で岩石試料の伝導度を求めるのに,金属ジャケットを主に流れてきた電流と試料中心部を流れてきた電流を分離し,それぞれガードリングとセンター電極で測定するガードリング法を用いる.ガードリングに流れ込む電流とセンター電極に流れ込む電流を計算し,適切な配置を検討し,昨年度,ガードリングモジュールを設計・製作した.さらにその測定システムを用い,日高変成帯主帯の泥質変成岩類などの測定を行った.ガードリングを用いても金属ジャケットを用いる影響を完全には取り除けないので,見かけ抵抗から試料の真の電気伝導度を算出する補正係数を数値解から求めた.温度は室温から25℃ごと250℃まで,圧力は10MPaから250MPaまで,周波数は周波数1Hz~1MHzまで変化させて測定した.日高変成帯泥質ホルンフェルスの電気伝導度は黒雲母片岩などに比べ非常に高い.一定圧力のもとで,このホルンフェルスの比抵抗は温度上昇とともに増加し,75℃近傍で最大値をとり,その後減少することがわかった.

報告書

(5件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2008 2007 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (27件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Monitoring frictional strength with acoustic wave transmission2008

    • 著者名/発表者名
      Nagata, K., M.Nakatani, and S.Yoshida
    • 雑誌名

      Geophys.Res.Lett 35

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] EM monitoring of crustal processes including the use of the Network-MT observations2007

    • 著者名/発表者名
      Uyeshima, M.
    • 雑誌名

      Surv.Geophys 28

      ページ: 199-237

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Zeta potential estimation of volcanic rocks on 11 island-arc type volcanoes in Japan:implication for the generation of local self potential anomalies2007

    • 著者名/発表者名
      Aizawa, K., Uyeshima, M. and Nogami, K.
    • 雑誌名

      J.Geophys.Res

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 速度・状態依存摩擦側の物理2007

    • 著者名/発表者名
      吉田真吾, 永田広平, 中谷正生
    • 雑誌名

      物性研究

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Reply to comment by A. Revil on 'Effect of the flow state on streaming current'2007

    • 著者名/発表者名
      Kuwano, O, M.Nakatani, S.Yoshida
    • 雑誌名

      Geophys. res. Lett

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Stress drops and radiated seismic energies of microearthquakes in a South African gold mine2007

    • 著者名/発表者名
      Yamada, T, J.J.Mori, S.Ide, R.E.Abercrombie, H.Kawakata, M.Nakatani, Y.Iio, H.Ogasawara
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res 112

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of the flow state on streaming current2006

    • 著者名/発表者名
      Kuwano, O., M. Nakatani, and S. Yoshida
    • 雑誌名

      Geophys. Res. Lett. 33

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of the flow state on streaming current2006

    • 著者名/発表者名
      0., Kuwano, M. Nakatani, S. Yoshida
    • 雑誌名

      Geophys. Res. Lett. 33

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effect of the flow state on streaming current2006

    • 著者名/発表者名
      Kuwano, O, M.Nakatani, S.Yoshida
    • 雑誌名

      Geophys. Res. Lett. 33

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Intrinsic and apparent short-time limits for fault healing : Theory, observations, and implications for velocity-dependent friction2006

    • 著者名/発表者名
      Nakatani, M, C.H. Scholz
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res 111

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 岩石圧縮破壊に伴うマイクロ波放射の観測,岩石圧縮破壊に伴うマイクロ波放射の観測2006

    • 著者名/発表者名
      牧謙一郎, 相馬央令子, 石井健太郎, 高野忠, 吉田真吾, 中谷正生
    • 雑誌名

      地震 58・4(印刷中)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 前駆すべりと地震の最終的サイズとの関係2005

    • 著者名/発表者名
      吉田真吾・加藤尚之
    • 雑誌名

      地震 58・3

      ページ: 231-246

    • NAID

      10017293091

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dependence of preslip on eventual earthquake size2005

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshida, N. Kato
    • 雑誌名

      Zisin 58

      ページ: 231-246

    • NAID

      10017293091

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 前駆すべりと地震の最終的サイズとの関係2005

    • 著者名/発表者名
      吉田真吾, 加藤尚之
    • 雑誌名

      地震 58・3

      ページ: 231-246

    • NAID

      10017293091

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Interpretation of two-dimensional magnetotelluric profile data with three-dimensional inversion : synthetic examples2005

    • 著者名/発表者名
      Siripunvaraporn, W., Egbert, G., Uyeshima, M.
    • 雑誌名

      Geophys.J.Int. 160

      ページ: 804-814

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Three-dimensional magnetotelluric inversion : data space method2005

    • 著者名/発表者名
      Siripunvaraporn, W., Egbert, G., Lenbury, Y., Uyeshima, M.
    • 雑誌名

      Phys.Earth Planet.Inter. 150

      ページ: 3-14

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Resistivity imaging across the source region of the 2004 Mid-Niigata Prefecture earthquake (M6.8), central Japan2005

    • 著者名/発表者名
      Uyeshima, M., Ogawa 他
    • 雑誌名

      Earth Planets Space 57

      ページ: 41-46

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Imaging the source region of the 2004 mid-Niigata prefecture earthquake and the evolution of a seismogenic thrust-related fold2005

    • 著者名/発表者名
      Kato, A., E.Kurashimo, N.Hirata, S.Sakai, T.Iwasaki, T.Kanazawa
    • 雑誌名

      Geophys.Res.Lett 32

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Electromagnetic emissions from dry and wet granite associated with acoustic emissions2004

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, S. and T. Ogawa
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res. 109

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electromagnetic emissions from dry and wet granite associated with acoustic emissions2004

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshida, T. Ogawa
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res. 109

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Electromagnetic emissions from dry and wet granite associated with acoustic emissions2004

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, S., T.Ogawa
    • 雑誌名

      J.Geophys.Res. 109

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Interpretation of various slip modes on a plate boundary based on laboratory and numerical experiments2004

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, S., A.Kato, N.Kato., M.Nakatani
    • 雑誌名

      Earth Planets Space 56

      ページ: 795-801

    • NAID

      10017465338

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Permeability structure around an ancient exhumed subduction-zone fault2004

    • 著者名/発表者名
      Kato, A., A.Sakaguchi, S.Yoshida, H.Yamaguchi, Y.Kaneda
    • 雑誌名

      Geophys.Res.Lett. 31

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] The dependence of constitutive properties on temperate and effective normal stress in seismogenic environments2004

    • 著者名/発表者名
      Kato, A., S.Yoshida, M.Ohnaka, H.Mochizuki
    • 雑誌名

      Pure Appl.Geophys. 161

      ページ: 1895-1913

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Structural evidences for a cause of silent slip in the rupture zone of the great Tokai earthquake, central Japan2004

    • 著者名/発表者名
      Kodaira, S., T.Iidaka, A.Kato, J.O.Park, T.Iwasaki, Y.Kaneda
    • 雑誌名

      Science 304

      ページ: 1295-1298

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Frictional Healing of quartz gouge under hydrothermal conditions 1 : Experimental evidence for solution-transfer healing mechanism2004

    • 著者名/発表者名
      Nakatani, M., C.H.Scholz
    • 雑誌名

      J.Geophys.Res. 109

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Three-dimensional inversion for Network-Magnetotelluric data2004

    • 著者名/発表者名
      Siripunvaraporn, W., M.Uyeshima, G.Egbert
    • 雑誌名

      Earth Planers Space 56

      ページ: 893-902

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [学会発表] Laboratory experiments on electromagnetic signals associated with rock fracture2007

    • 著者名/発表者名
      Shingo Yoshida
    • 学会等名
      Bilateral seminar Italy-Japan on electromagnetics in Seismic and volcanic areas
    • 発表場所
      Chiba,Japan
    • 年月日
      2007-07-26
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 高温高圧下での岩石の電気伝導度測定-金属ジャケットの影響の見積もり2005

    • 著者名/発表者名
      吉田真吾
    • 学会等名
      日本地震学会2005年度秋季大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2005-10-20
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Measurements of electric conductivity of rocks at high temperature and pressure2005

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshida
    • 学会等名
      The seismological society of Japan Fall meeting
    • 発表場所
      Sapporo
    • 年月日
      2005-10-20
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [備考] 「研究成果報告書概要(和文)」より

    • URL

      http://www.eri.u-tokyo.ac.jp/YOSHIDA-LAB/

    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要

URL: 

公開日: 2004-04-01   更新日: 2025-11-20  

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