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地殻変形と流体の相互作用に関する実験的研究

研究課題

研究課題/領域番号 16340150
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 地質学
研究機関東京大学

研究代表者

清水 以知子  東京大学, 大学院理学系研究科, 助手 (40211966)

研究分担者 道林 克禎  静岡大学, 理学部, 助教授 (20270978)
研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
16,700千円 (直接経費: 16,700千円)
2006年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2005年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2004年度: 11,500千円 (直接経費: 11,500千円)
キーワード高温高圧変形実験 / 固体圧試験機 / メノウ / 蛇紋岩 / 差応力 / 流体 / 脱水反応 / 脆性-延性転移 / 瑪瑙 / 圧力-歪曲線 / 顕微FTIR / 結晶方位定向配列 / 沈み込みスラブ / 応力-歪曲線 / 固体圧式変形試験機 / 間隙圧 / 固体圧式3軸変形試験機 / 摩擦 / 下部地殻 / 固液2面角 / 石英-水系 / 統計熱力学 / 変形実験
研究概要

地殻岩石のレオロジカルな性質は,間隙を占めるH2O流体や結晶粒界の水の薄層,そして結晶内部に溶け込んだ少量の水によって大きく影響される.地殻変形に及ぼす水の効果を調べるため,静岡大学理学部所有の固体圧式変形試験機MK65Sを整備し,1GP・1000℃におよぶ高温高圧条件下で高精度の力学データを取得する実験手法を確立した.メノウおよび蛇紋岩(主としてアンチゴライト)の円筒形試料を初期物質にもちいて定歪速度試験を行なった.いずれの試料も,高温において自由水を放出する.メノウの試料は再結晶により石英の多結晶体になり,定常クリープ挙動を示す.石英のc軸ファブリックは圧縮軸方向に集中し,歪エネルギーに駆動された結晶粒界移動によるものと推定される.高温高圧実験の前後のサンプルの含水量の変化は赤外顕微鏡によって測定した.蛇紋岩の変形実験は封圧800MPaにおいて,脱水温度以下の500℃と脱水温度を超える700℃で行なった.実験試料は銀のチューブとディスクで覆い,いくつかの実験では700℃または750℃において0.5-1時間静的条件でアニーリング(予備加熱)した後に変形させた.500℃の実験では差応力が1GPaに達しても降伏しなかった.予備加熱をせずに700℃で変形させた実験においても,サンプルは高い強度を示したが,予備加熱を行なった試料の700℃の実験では顕著な軟化とクリープ挙動を示した.脱水反応に伴う間隙の生成と破壊が蛇紋岩の脆性-延性転移を起こしていると推察される.これらの結果から,蛇紋岩の脱水が二重震発地震面におけるスラブ内地震を誘起することが示唆される.

報告書

(4件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2006 2005

すべて 雑誌論文 (14件)

  • [雑誌論文] 構造地質学における実験技術2006

    • 著者名/発表者名
      清水以知子
    • 雑誌名

      構造地質 49

      ページ: 1-14

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 日本における固体圧変形実験装置の開発と研究の系譜2006

    • 著者名/発表者名
      熊澤峰夫, 清水以知子
    • 雑誌名

      構造地質 49

      ページ: 5-14

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 固体圧変形実験装置MK65Sの設計と性能 : 内部摩擦の評価2006

    • 著者名/発表者名
      清水以知子, 道林克禎, 渡辺悠太, 増田俊明, 熊澤峰夫
    • 雑誌名

      構造地質 49

      ページ: 15-26

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Microcrack networks in granite affected by a fault zone : Visualization by confocal laser microscopy2006

    • 著者名/発表者名
      Onishi C.T., Shimizu, I.
    • 雑誌名

      Journal of Structural Geology 27

      ページ: 2268-2270

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Experimental techniques in structural geology.2006

    • 著者名/発表者名
      Shimizu, I.
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Structural Geology No.49

      ページ: 1-4

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Developnment of the first solid-medium deformation apparatus in Japan : A historical review.2006

    • 著者名/発表者名
      Kumazawa, M., Shimizu, I.
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Structural Geology No.49

      ページ: 5-14

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The design and performance of the solid-medium deformation apparatus MK65S : Evaluation of the internal friction.2006

    • 著者名/発表者名
      Shimizu, I., Michibayashi, K., Watanabe, Y., Masuda, T., Kumazawa, M.
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Structural Geology No.49

      ページ: 15-26

    • NAID

      40015464400

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Microcrack networks in granite affected by a fault zone : Visualization by confocal laser microsconv2006

    • 著者名/発表者名
      Onishi C.T., Shimizu, I.
    • 雑誌名

      Journal of Structural Geology 27

      ページ: 2268-2270

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 日本における固体圧変形実験装置の開発と研究の系譜2006

    • 著者名/発表者名
      熊澤峰夫, 清水以知子
    • 雑誌名

      構造地質 49(in press)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 固体圧変形実験装置MK65Sの設計と性能:内部摩擦の評価2006

    • 著者名/発表者名
      清水以知子, 道林克禎, 渡辺悠太, 増田俊明, 熊澤峰夫
    • 雑誌名

      構造地質 49(in press)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Temperature and compositional dependence of solid-liquid interfacial energy : Application of the Cahn-Hilliard theory2005

    • 著者名/発表者名
      Shimizu, I., Takei, Y.
    • 雑誌名

      Physica B 362

      ページ: 169-172

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要 2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Thermodynamics of interfacial energy in binary metallic systems : Influence of adsorption on dihedral angles2005

    • 著者名/発表者名
      Shimizu, I., Takei, Y.
    • 雑誌名

      Acta Materiallia 53

      ページ: 811-821

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Microcrack networks in granite affected by a fault zone : Visualization by confocal laser microscopy2005

    • 著者名/発表者名
      Onishi C.T., Shimizu, I.
    • 雑誌名

      Journal of Structural Geology 27

      ページ: 2268-2280

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Thermodynamics of interfacial energy in binary metallic systems : Influence of adsorption on dihedral angles2005

    • 著者名/発表者名
      Shimizu, I., Takei, Y.
    • 雑誌名

      Acta Material. 53

      ページ: 811-821

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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