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沈み込み帯地震発生域上限付近の多様な断層運動に関する実験的研究

公募研究

研究領域スロー地震学
研究課題/領域番号 17H05413
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関千葉大学

研究代表者

金川 久一  千葉大学, 大学院理学研究院, 教授 (40185898)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード沈み込み帯 / 地震発生域上限付近 / 断層運動 / 摩擦実験
研究実績の概要

東北沖日本海溝で沈み込む太平洋プレート被覆層チャートの主成分であるオパールについて、封圧150 MPa、間隙水圧50~130 MPa、温度23~200℃の条件で軸方向変位速度を0.1, 1, 10 μm/sの間でステップ状に変化させながら三軸摩擦実験を行い、定常摩擦強度とその変位速度依存性(正ならば安定で非地震性、負ならば不安定で地震性となり得る)に関して、以下の結果を得た。
1)間隙水圧50 MPaで温度を変化させた実験から、温度上昇または変位速度低下に伴って定常摩擦強度が増大し、定常摩擦係数の変位速度依存性が減少して正から負へと変化することが明らかとなった。高温の実験後試料は基質が密で粒子間の癒着が認められ、圧力溶解の作用を示唆している。従って、温度上昇または変位速度低下に伴って圧力溶解の活動度が増大し、それに伴って粒子間の癒着が促進されて定常摩擦強度が増大し、その結果、その変位速度依存性が減少して正から負へと変化し、非地震性断層運動から地震性断層運動への遷移を促すと考えられる。
2)温度50℃で間隙水圧を変化させた実験から、軸方向変位速度0.1 μm/sの場合に間隙水圧上昇に伴って定常摩擦係数の変位速度依存性が減少し、正から負へと変化することが明らかとなった。この温度(50℃)では、最も低速な軸方向変位速度0.1 μm/sの場合に圧力溶解の影響が認められ、それにより定常摩擦係数の変位速度依存性の間隙水圧による変化が現れたものと考えられる。この結果は、非地震性断層運動と地震性断層運動の遷移領域で間隙水圧が上昇すると、定常摩擦係数の変位速度依存性が負の小さな値へと変化し、スロー地震性の断層運動を促すことを意味している。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 オープンアクセス 2件、 査読あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 南海トラフ地震発生帯掘削がもたらした沈み込み帯の新しい描像2018

    • 著者名/発表者名
      木村 学・木下正高・金川久一・金松敏也・芦 寿一郎・斎藤実篤・廣瀬丈洋・山田泰広・荒木英一郎・江口暢久・Sean Toczko
    • 雑誌名

      地質学雑誌

      巻: 124 号: 1 ページ: 47-65

    • DOI

      10.5575/geosoc.2017.0069

    • NAID

      130007377688

    • ISSN
      0016-7630, 1349-9963
    • 年月日
      2018-01-15
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] NanTroSEIZE Stage 3: Shallow megasplay long-term borehole monitoring system2017

    • 著者名/発表者名
      Saffer, D., Kopf, A., Toczko, S. and the Expedition 365 Scientists
    • 雑誌名

      Proceedings of the International Ocean Discovery Program

      巻: 365 ページ: 1-89

    • DOI

      10.14379/iodp.proc.365.2017

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Frictional properties of accretionary sediments/rocks and their implications for the transition of aseismic to seismic faulting at the Nankai Trough subduction zone2018

    • 著者名/発表者名
      Abe, K., Kanagawa, K., Sawai, M. and Inoue, A.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2018年大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Frictional properties of incoming sediments/rocks at shallow conditions of the Japan Trench subduction zone2018

    • 著者名/発表者名
      Eguchi, T., Kanagawa, K., Sawai, M. and Inoue, A.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2018年大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Frictional properties of accretionary sediments/rocks and their implications for the transition of aseismic to seismic faulting at the Nankai Trough subduction zone2018

    • 著者名/発表者名
      Kanagawa, K., Abe, K. and Sawai, M.
    • 学会等名
      Asia Oceania Geosciences Society 15th Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 南海トラフ付加体泥質堆積物の摩擦特性の深度変化再考2018

    • 著者名/発表者名
      金川久一・星野紘輝・中西智哉・澤井みち代
    • 学会等名
      日本地質学会第125年学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 南海トラフ地震発生帯掘削がもたらした沈み込み帯の新しい描像2018

    • 著者名/発表者名
      木村 学・木下正高・金川久一・金松敏也・芦 寿一郎・斎藤実篤・廣瀬丈洋・山田泰広・荒木英一郎・江口暢久・Sean Toczko
    • 学会等名
      日本地質学会第125年学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 200℃以下の熱水条件におけるオパールガウジの摩擦特性2018

    • 著者名/発表者名
      中西智哉・金川久一・澤井 みち代
    • 学会等名
      日本地質学会第125年学術大会(つくば特別大会)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Frictional properties of the Nankai Trough accretionary mud samples collected and cored from 944.6_3030.5 mbsf at IODP Site C00022017

    • 著者名/発表者名
      Kanagawa, K., Hoshino, K., Abe, K. and Sawai, M.
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Frictional properties of accretionary mud/mudstone samples and their implications for a transition of aseismic to seismic faulting within the hanging wall of the Nankai Trough subduction zone2017

    • 著者名/発表者名
      Kanagawa, K., Hoshino, K., Abe, K. and Sawai, M.
    • 学会等名
      Joint Workshop on Slow Earthquakes 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Frictional properties of mud sediments at PT conditions around the seismogenic updip limit of the Nankai Trough subduction zone2017

    • 著者名/発表者名
      Abe, K., Kanagawa, K. and Sawai, M.
    • 学会等名
      Joint Workshop on Slow Earthquakes 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Frictional properties of accretionary mud/mudstone samples and their implications for a transition of aseismic to seismic faulting within the hanging wall of the Nankai Trough subduction zone2017

    • 著者名/発表者名
      Kanagawa, K., Hoshino, K., Abe, K. and Sawai, M.
    • 学会等名
      Symposium Celebrating 50 Years of Rock Deformation at RSES
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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