断層内の微細粒子の成因と地震学的意義

• 研究課題/領域番号: 24540485
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 地質学
• 研究機関: 東京学芸大学
• 研究代表者: 藤本 光一郎 東京学芸大学, 教育学部, 准教授 (80181395)
• 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: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2012年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: 断層物質 / 地震 / 粘土鉱物 / 粉砕 / 非晶質化 / 水 / 中央構造線 / 非晶質

研究成果の概要

変形や変質の集中する断層コアに存在する微細粒子は断層の力学的挙動に大きく影響を与えている．本研究は断層物質の解析と粘土鉱物の粉砕実験の両面から微細粒子の性質の解明を進めた．天然断層物質の解析から粉砕の指標として粒径分布のフラクタル次元の有効性が確認されたほか，中央構造線では低温で形成された変質帯ほど断層コアに向かって分布が狭くなっていくことがわかった．粉砕実験では主として水の有無による違いを調べ，層間水を有するモンモリロナイトについて塑性限界を超える水を含むと粉砕や非晶質化が進みにくいことがわかった．また鉱物粒子の形状などは実験と天然の断層が似ていることも確認された．

研究成果

• [雑誌論文] Multiple damage zone structure of an exhumed seismogenic megasplay fault in a subduction zone -a study from the Nobeoka Thrust Drilling Project (2015)
  • 著者名/発表者名: Hamahashi M, Hamada Y, Yamaguchi A, Kimura G, Fukuchi R, Saito S, Kameda J, Kitamura Y, Fujimoto K, Hashimoto Y
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 67:30 号: 1 ページ: 1-21
  • DOI: 10.1186/s40623-015-0186-2
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Reduction of Local Stress Concentration on Nanosheet in Layered Nanoparticles with Water Molecules (2015)
  • 著者名/発表者名: Kiminori Sato, Kazuomi Numata, and Koichiro Fujimoto
  • 雑誌名: International Journal of Nanoscience 巻: 14 号: 01n02 ページ: 1-4
  • DOI: 10.1142/s0219581x14600199
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Changes in illite crystallinity within an ancient tectonic boundary thrust caused by thermal, mechanical, and hydrothermal effects: an example from the Nobeoka Thrust, southwest Japan (2014)
  • 著者名/発表者名: Fukuchi R, Fujimoto K, Kameda J, Hamahashi M, Yamaguchi A, Kimura G, Hamada Y, Hashimoto Y, Kitamura Y, Saito S
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 66:116 号: 1 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1186/1880-5981-66-116
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Orienting drill core using borehole-wall image correlation analysis (2014)
  • 著者名/発表者名: Norio Shigematsu, Makoto Otsubo, Koichiro Fujimoto, Nobuaki Tanaka
  • 雑誌名: Journal of Structural Geology 巻: 67 ページ: 293-299
  • DOI: 10.1016/j.jsg.2014.01.016
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 断層破砕帯の破砕の進行のシミュレーション (2014)
  • 著者名/発表者名: 越智翔士，藤本光一郎
  • 雑誌名: 東京学芸大学紀要 自然科学系 巻: 66 ページ: 75-79
  • NAID: 110009840330
  • オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] フラクタル次元を用いた断層破砕帯の破砕の程度の定量的評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 越智翔士，藤本光一郎
  • 雑誌名: 東京学芸大学紀要 自然科学系 巻: 66 ページ: 61-74
  • NAID: 110009840329
  • オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] サポナイトナノ粒子の破壊メカニズムに関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 沼田和臣，佐藤公法，藤本光一郎，藤原一彦
  • 雑誌名: RADIOIOTOPES 巻: 63 ページ: 389-397
  • NAID: 130004685279
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Study of self-assembly for mechanochemically-milled saponite nanoparticles (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazuomi Numata, Kiminori Sato, Koichiro Fujimoto
  • 雑誌名: JJAP Conference Proceedings 巻: 2 ページ: 1-7
  • DOI: 10.7567/jjapcp.2.011203
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Geochemical and mineralogical characteristics of fault gouge in the Median Tectonic Line, Japan: evidence for earthquake slip (2014)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, T., Hirono, T., Matsuta, N., Kawamoto, K., Fujimoto, K., Kameda, J., Nishio, Y., Maekawa, Y. and Honda, G.
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 66:36 号: 1 ページ: 1-20
  • DOI: 10.1186/1880-5981-66-36
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Self-assembly of saponite nanoparticles originated from nano-layered structure (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, K. Numata, and K. Fujimoto
  • 雑誌名: MATEC Web of Conferences 巻: 5 ページ: 20021-20023
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evidence for Enhanced Matrix Diffusion in Geological Environment (2013)
  • 著者名/発表者名: Kiminori Sato, Koichiro Fujimoto, Masataka Nakata, and Naotatsu Shikazono
  • 雑誌名: J. of Phys. Soc. Jpn. 巻: 82 ページ: 149011-149014
  • NAID: 40019545567
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transient structural evolution upon thermal dehydration in layered hectorite nanoparticles (2012)
  • 著者名/発表者名: Sato, K., Numata, K. and Fujimoto, K.
  • 雑誌名: International Journal of Nanoscience 巻: 11 ページ: 1240033-1240033
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rheological mechanism of long-term self-assembly in saponite nanoparticles (2012)
  • 著者名/発表者名: Sato, K., Fujimoto, K., Kawamura, K., W. Dai and M. Hunger
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry C 巻: 116 ページ: 22954-22959
  • 査読あり
• [学会発表] 紀伊半島東部の中央構造線の上盤と下盤の構成鉱物の比較 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤本光一郎，田中伸明，重松紀生，村上貴教，阿部多門
  • 学会等名: 日本地質学会大121年学術大会
  • 発表場所: 鹿児島市鹿児島大学
  • 年月日: 2014-09-13 – 2014-09-15
• [学会発表] 粘土鉱物の湿式および乾式粉砕による非晶質化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤本 光一郎、福地 里菜
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2014年連合大会
  • 発表場所: 横浜市 パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-04-28 – 2014-05-02
• [学会発表] 粘土鉱物の湿式および乾式粉砕による非晶質化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤本光一郎，福地里菜
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜会議センター
• [学会発表] 粘土鉱物のメカノケミカルな挙動 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤本光一郎，福地里菜
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2013年年会
  • 発表場所: 筑波大学
• [学会発表] フラクタル次元を用いた断層破砕帯の破砕の程度の定量的評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 越智翔士，藤本光一郎
  • 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
• [学会発表] 中央構造線（ＭＴL）の剪断熱による熱異常：熱モデリングによる断層強度制約 (2013)
  • 著者名/発表者名: 森宏，ウォリスサイモン，藤本光一郎，重松紀生
  • 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
• [学会発表] 加熱と粉砕による粘土鉱物の非晶質化と断層すべり
  • 著者名/発表者名: 藤本光一郎
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2012年連合大会
  • 発表場所: 幕張国際会議場（千葉県）
• [学会発表] 粘土鉱物の変化と断層の挙動
  • 著者名/発表者名: 藤本光一郎
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2012年年会
  • 発表場所: 京都大学（京都府）