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中―高速域における断層の摩擦化学反応過程と断層強度弱化の機構解明

研究課題

研究課題/領域番号 24340104
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 固体地球惑星物理学
研究機関京都大学

研究代表者

堤 昭人  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (90324607)

研究分担者 下林 典正  京都大学, 理学研究科, 教授 (70235688)
三宅 亮  京都大学, 理学研究科, 准教授 (10324609)
連携研究者 亀田 純  北海道大学, 理学研究科, 准教授 (40568713)
研究協力者 並木 由香  京都大学, 理学研究科
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2014年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2013年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2012年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
キーワード断層摩擦 / 断層強度弱化 / 非晶質シリカ / 摩擦 / 断層 / 地震現象
研究成果の概要

摩擦化学反応に起因する,珪質岩石の強度弱化の機構を明らかすることを目的として,丹波帯のチャートを用いた摩擦実験後の断層表面のナノスケール観察を行った.また,中米海溝コスタリカ沖に沈み込む珪質堆積物を用いた摩擦実験をおこなった.その結果,高速弱化を示すチャート中の断層表面が,数百ミクロン程度の水和化非晶質シリカの薄層で覆われていることが明らかになった.また,非晶質シリカを主体とする断層物質を含む断層の低速での摩擦速度依存性が負であることが分かった.これらの結果は,水和化非晶質シリカの存在が,断層の速度依存性と高速での強度低下の機構に重要な影響を及ぼしていることを意味している

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (29件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Frictional properties of sediments entering the Costa Rica subduction zone offshore the Osa Peninsula: Implications for fault slip in shallow subduction zones2014

    • 著者名/発表者名
      Namiki, Y., Tsutsumi, A., Ujiie, K. and Kameda, J.
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 66 号: 1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1186/1880-5981-66-72

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Pressure dependence of fluid transport properties of shallow fault systems in the Nankai subduction zone2014

    • 著者名/発表者名
      Tanikawa, W., Mukoyoshi, H., Lin, W., Hirose, T. and Tsutsumi, A.
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 66 号: 1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1186/1880-5981-66-90

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fluid-rock interaction recorded in the black fault rocks in the Kodiak accretionary complex, Alaska2014

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi, A., Ishikawa, T., Kato, Y., Nozaki, T., Meneghini, F., Rowe, C.D, Moore, C., Tsutsumi, A. and Kimura, G.
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 66 号: 1 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1186/1880-5981-66-58

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] IODP Expedition 334 : An investigation of the sedimentary record, fluid flow and state of stress on top of the seismogenic zone of an erosive subduction margin2013

    • 著者名/発表者名
      Vannucchi, P., Ujiie, K., Stroncik, N. and IODP Exp.334 Scientific Party
    • 雑誌名

      Scientific Drilling

      巻: 15 号: 15, March 2013 ページ: 23-30

    • DOI

      10.2204/iodp.sd.15.03.2013

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Geological and frictional aspects of very-low-frequency earthquakes in an accretionary prism2013

    • 著者名/発表者名
      Saito T. K. Ujiie, A. Tsutsumi, J. Kameda, and B. Shibazaki
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 40 号: 4 ページ: 703-708

    • DOI

      10.1002/grl.50175

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] First find of ferropseudobrookite in quartz from Napier Complex, East Antarctica.2013

    • 著者名/発表者名
      Miyake, Y., & Hokada, T.
    • 雑誌名

      European Journal of Mineralogy

      巻: 25 号: 1 ページ: 33-38

    • DOI

      10.1127/0935-1221/2013/0025-2256

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Costa Rica Seismogenesis Project, Program A Stage 1 (CRISP- A1)2012

    • 著者名/発表者名
      nnucchi, P., Ujlie, K., Stroncik, N., linverno, A. and the Expedition 334 ientists(Tsutsurai, A., 他27名)
    • 雑誌名

      IODP Proceedings

      巻: 334 ページ: 1-331

    • DOI

      10.2204/iodp.proc.334.2012

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] Velocity dependence of shear-induced permeability associated with frictional behavior in fault zones2012

    • 著者名/発表者名
      Tanikawa, w., Mukoyoshi, H., Tadai, O., Hirose, T., Tsutsumi, A. and Lin, W.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research

      巻: 117

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Secondary tungsten minerals in quartz veins in the Ishidera area, Wazuka, Kyoto Prefecture, Japan : anthoinite, mpororoite, and Fe-free hydrokenoelsraorei te.2012

    • 著者名/発表者名
      Shimobayashi, N. , Ohnishi, M. and Tsuruta, K.
    • 雑誌名

      Journal of Mineralogical and Petrological Sciences

      巻: 107 ページ: 33-38

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 非晶質シリカを含む断層の摩擦特性--模擬断層物質を用いた実験で得られた知見--2014

    • 著者名/発表者名
      並木由香・堤 昭人
    • 学会等名
      日本地質学会第121年学術大会
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      2014-09-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] チャートの中速摩擦実験で形成された断層表面物質の微細構造2014

    • 著者名/発表者名
      堤 昭人・三宅 亮
    • 学会等名
      日本地質学会第121年学術大会
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      2014-09-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Velocity Weakening Behavior Observed for Friction of the Shallow Subduction Zone Fault Material: Implication for Slow Earthquakes2014

    • 著者名/発表者名
      A. Tsutsumi, Y. Namiki, R. Nakano and T. Kawai
    • 学会等名
      AOGS meeting
    • 発表場所
      Sapporo
    • 年月日
      2014-08-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Frictional Properties of Gouge Mixtures of Amorphous Silica and Calcite2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Namiki and A. Tsutsumi
    • 学会等名
      AOGS meeting
    • 発表場所
      Sappporo
    • 年月日
      2014-08-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Estimation of friction constitutive parameters and apparent “stiffness” of the material from the Nankai and Costa Rica subduction zones by using rotary shear friction apparatus2014

    • 著者名/発表者名
      R. Nakano, Y. Namiki and A. Tsutsumi
    • 学会等名
      AOGS meeting
    • 発表場所
      Sapporo
    • 年月日
      2014-08-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Effects of Shear Displacement and Fault Zone Structure on the Frictional Behavior of Montmorillonite-Quart Gouge2014

    • 著者名/発表者名
      T. Kawai and A. Tsutsumi
    • 学会等名
      AOGS meeting
    • 発表場所
      Sapporo
    • 年月日
      2014-08-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 沈み込み帯浅部における断層の摩擦速度依存性2014

    • 著者名/発表者名
      堤 昭人・並木 由香・中野 龍二・河合 智章
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2014年大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2014-04-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 非晶質シリカ及びカルサイトから成る断層模擬物質の摩擦特性2014

    • 著者名/発表者名
      並木 由香・堤 昭人
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2014年大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2014-04-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] モンモリロナイト―石英ガウジの摩擦挙動に及ぼす剪断変位と断層組織変化の影響2014

    • 著者名/発表者名
      河合 智章・堤 昭人
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2014年大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2014-04-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 回転式摩擦実験により推定した沈み込み帯浅部物質の摩擦特性2014

    • 著者名/発表者名
      中野 龍二・並木 由香・堤 昭人
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2014年大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2014-04-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 3D quasi- dynamic modeling of earthquake cycles of the great Tohoku- oki earthquake by considering high-speed friction and thermal pressurization2012

    • 著者名/発表者名
      Shibazaki, B., Tsutsumi, A., Shiraamoto, T. and Noda, H.
    • 学会等名
      American Geophysical Union 2012 Fall Meeting
    • 発表場所
      Moscone Center, San Francisco, USA
    • 年月日
      2012-12-05
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Seismic slip propagation to shallow subduction thrust : Insights from the dark gouge and high- velocity frictional properties of the decollement zone in the Nankai subduction2012

    • 著者名/発表者名
      Ujiie, K., Noguchi, K., Saito, T., Tsutsumi, A., 他
    • 学会等名
      American Geophysical Union 2012 Fall Meeting
    • 発表場所
      Moscone Center, San Francisco, USA
    • 年月日
      2012-12-04
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Frictional properties of silicic to calcareous ooze on the Cocos Plate entering the Costa Rica subduction zone2012

    • 著者名/発表者名
      Tsutsumi, A., Ujiie, K. and Kameda,.J.
    • 学会等名
      American Geophysical Union 2012 Fall Meeting
    • 発表場所
      Moscone Center, San Francisco, USA
    • 年月日
      2012-12-04
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 巨大地震発生における高速摩擦の役割と課題2012

    • 著者名/発表者名
      芝崎文一郎・嶋本利彦・堤昭人
    • 学会等名
      日本地震学会2012年度秋季大会
    • 発表場所
      函館市民会館
    • 年月日
      2012-10-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 大阪府能勢町長谷産の"底面をもつ"高温石英中のc{0001}面のカソードルミネッセンス観察2012

    • 著者名/発表者名
      下林典正
    • 学会等名
      日本鉱物科学会2012年年会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2012-09-20
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 鉱物中に含まれる包有物の相分析2012

    • 著者名/発表者名
      三宅亮・池田都・吉田健太・土山明・瀬戸雄介・藤昇一
    • 学会等名
      日本鉱物科学会2012年年会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2012-09-20
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 有馬-高槻構造線六甲断層近傍の花崗岩中に発達する黒色脈状断層2012

    • 著者名/発表者名
      田中誠・堤昭人
    • 学会等名
      日本地質学会第119年学術大会
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      2012-09-17
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 付加体スラスト物質の摩擦速度依存性と超低周波地震2012

    • 著者名/発表者名
      斎藤翼・氏家恒太郎・堤昭人・亀田純・芝崎文一郎
    • 学会等名
      日本地質学会第119年学術大会
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      2012-09-16
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] IODP Exp334,コスタリカ沖地震発生帯掘削で採取されたココスプレート上軟泥堆積物の摩擦2012

    • 著者名/発表者名
      堤昭人・亀田純一・氏家恒太郎
    • 学会等名
      日本地質学会第119年学術大会
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      2012-09-16
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 高速摩擦を考慮した東北地方太平洋沖地震発生サイクルモデルによる余効すべりの再現2012

    • 著者名/発表者名
      芝崎文一郎・堤 昭人・氏家恒太郎・嶋本利彦
    • 学会等名
      日本地質学会第119年学術大会
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      2012-09-16
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 付加体泥岩物質の中・高すべり速度における摩擦の過渡的なすべり強化現象について2012

    • 著者名/発表者名
      沖田正明・堤昭人
    • 学会等名
      日本地質学会第119年学術大会
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      2012-09-16
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 高速摩擦挙動を考慮した東北地方太平洋沖地震の3次元発生サイクルモデル-先行するすべりと余効2012

    • 著者名/発表者名
      芝崎文一郎・堤昭人・氏家恒太郎・嶋本利彦・伊藤喜宏
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2012年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場
    • 年月日
      2012-05-25
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 南海トラフ断層浅部物質の大変位条件下における摩擦の速度依存性2012

    • 著者名/発表者名
      堤昭人・水野有梨・東修平・金川久一
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2012年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場
    • 年月日
      2012-05-24
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 南海掘削浅部試料を用いた断層帯の流体移動特性と断層運動への影響2012

    • 著者名/発表者名
      谷川旦・廣瀬丈洋・林為人・堤昭人・向吉秀樹
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2012年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場
    • 年月日
      2012-05-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 付加体スラスト物質の摩擦速度依存性と超低周波地震2012

    • 著者名/発表者名
      斎藤翼・氏家恒太郎・堤昭人・亀田純・芝崎文一郎
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2012年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場
    • 年月日
      2012-05-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] コスタリカ沖沈み込み帯に持ち込まれるココスプレート上堆積物の摩擦特性

    • 著者名/発表者名
      堤 昭人・並木由香・氏家恒太郎・亀田 純
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2013年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] IODP Exp334 コスタリカ地震発生帯掘削で採取されたココスプレート上の堆積物の摩擦特性

    • 著者名/発表者名
      並木由香・堤 昭人・氏家恒太郎・亀田純
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2013年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 含水・大変位条件下での断層摩擦の速度依存性に及ぼすモンモリロナイト含有量の影響

    • 著者名/発表者名
      堤 昭人・中野龍二・坂本龍一
    • 学会等名
      日本地質学会第120年学術大会
    • 発表場所
      東北大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 海洋プレート上の珪質・石灰質軟泥の摩擦特性: I O D P Exp.334で採取されたコスタリカ沖ココスプレート上の堆積物を例に

    • 著者名/発表者名
      並木由香・堤 昭人・亀田 純・氏家恒太郎
    • 学会等名
      日本地質学会第120年学術大会
    • 発表場所
      東北大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 珪質断層物質の摩擦特性解明に関する研究

    • URL

      http://www.kueps.kyoto-u.ac.jp/~web-tecto/Henkei_web/Research_topics_jp.htm

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2012-04-24   更新日: 2019-07-29  

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