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2009 年度 実績報告書

孔内実験・計測による地震準備過程の状態・物性の現場把握

計画研究

研究領域超深度掘削が拓く海溝型巨大地震の新しい描像
研究課題/領域番号 21107006
研究機関独立行政法人海洋研究開発機構

研究代表者

木下 正高  独立行政法人海洋研究開発機構, 地球内部ダイナミクス領域, チームリーダー (50225009)

研究分担者 伊藤 久男  独立行政法人海洋研究開発機構, 地球深部探査センター, 調査役 (10356470)
林 為人  独立行政法人海洋研究開発機構, 高知コア研究所, サブリーダー (80371714)
伊藤 高敏  東北大学, 流体科学研究所, 准教授 (00184664)
加納 靖之  京都大学, 防災研究所, 助教 (30447940)
キーワード地震発生帯 / 応力場 / 水圧破砕実験 / 異方性 / 透水率 / 断層掘削 / 神岡鉱山
研究概要

1.南海トラフ地震発生帯掘削ステージ2航海に乗船し、熊野海盆における固着域上部(C0009サイト)にて現場計測を行うとともに、得られたコア・孔内検層データを解析して以下の主要な結果を得た。
(1)孔壁比抵抗イメージや孔径検層データから、水平最大圧縮応力の方位が求められ、プレート収束の方向に一致することが示された。一方孔内水圧破砕実験を2か所で実施し、うち海底下879mでの水平最小応力の大きさが推定された。
(2)ステージ1で推定された応力場と統合した結果、付加体においては熊野海盆C0002サイトのみ、プレート収束方向に水平「最小」圧縮であることが判明した。
(3)孔内ドローダウン試験により、海底下の9点で浸透率および間隙圧を測定、測定時間が十分でなかったという問題があるものの、浸透率(mobility)は10^<-16>m^2/cpでおおむね低いこと、間隙圧はほぼ静水圧に等しいことが分かった。
(4)弾性波検層(SonicScanner)データを解析した。走時解析や測度分散曲線から、S波速度に異方性がある区間とない区間が存在し、異方性のある区間では速度が速い方向が基本的にプレート収束方向に一致することを見出した。
2.海底下での地震発生断層付近における、応力現場測定装置の概念設計を実施した。南海の地層条件を想定し、孔径の制限の下、高圧条件で十分な破砕圧を発生できるポンプなどを検討した。
3.現場計測装置の試験や断層物性の現場計測の校正等を実施するため、神岡鉱山内部の断層帯試験孔を掘削し、コア・孔内イメージを取得するとともに、水理実験により浸透率を測定した。地面から約20m下の断層を貫通することに成功し、その部分の浸透率がintact部に比べて2ケタ高いことが判明した。
4.その他、地震波能動実験の可能性を探るため、回転型震源に加え、直線加振型震源装置の検討を進めた。

  • 研究成果

    (37件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (22件) (うち査読あり 17件) 学会発表 (13件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Localized rotation of principal stress around faults and fractures determined from borehole breakouts in hole B of the Taiwan Chelungpu-fault Drilling Project (TCDP)2010

    • 著者名/発表者名
      Lin, W., E.-C. Yeh, J.-H. Hung, B. Haimson, and T. Hirono
    • 雑誌名

      Tectonophysics

      巻: 482 ページ: 82-91

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 深海掘削計画における孔内地層温度測定2010

    • 著者名/発表者名
      木下正高
    • 雑誌名

      物理探査

      巻: 62 ページ: 585-595

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of pressure on pore characteristics and permeability of porous rocks as estimated from seismic-wave velocities in TCDP Hole-A cores2010

    • 著者名/発表者名
      Kitamura, K.
    • 雑誌名

      Geophys.J.Int.

      巻: 182 ページ: 1148-1160

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Integrating borehole breakout dimensions, strength criteria, and leak-off test results, to constrain the state of stress across the Chelungpu Fault, Taiwan2010

    • 著者名/発表者名
      Haimson, B.
    • 雑誌名

      Tectonophysics

      巻: 482 ページ: 65-72

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Co-seismic and post-seismic pore-fluid pressure changes in the Philippine Sea plate and Nankai decollement in response to a seismogenic strain event off Kii Peninsula, Japan2009

    • 著者名/発表者名
      Davis, E.
    • 雑誌名

      Earth Planets Space

      巻: 81 ページ: 649-657

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Long-term temperatures measurements at some onland and sub-seafloor boreholes2009

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

      JAMSTEC Report of Research and Development

      巻: IFREE Special Issue ページ: 89-102

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Review of five years of activity at IFREE/JAMSTEC2009

    • 著者名/発表者名
      Fukao, Y.
    • 雑誌名

      JAMSTEC Report of Research and Development

      巻: IFREE Special Issue ページ: 43-94

  • [雑誌論文] Estimation of temperature rise in a shallow slip zone of the megasplay fault in the Nankai Trough2009

    • 著者名/発表者名
      Hirono, T.
    • 雑誌名

      Tectonophysics

      巻: 478 ページ: 215-220

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Geometry of the Nojima fault at Nojima-Hirabayashi, Japan-I.A simple damage structure inferred from borehole core permeability2009

    • 著者名/発表者名
      Lockner, D.A.
    • 雑誌名

      Pure and Appllied Geophysics

      巻: 166 ページ: 1649-1667

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Geometry of the Nojima fault at Nojima-Hirabayashi, Japan-II. Microstructures and their implications for permeability and strength2009

    • 著者名/発表者名
      Moore, D.E.
    • 雑誌名

      Pure and Appllied Geophysics

      巻: 166 ページ: 1669-1691

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Monitoring of natural and induced microseismicity : Case studies and socio-economic relevance2009

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

      ILP special volume "New Frotiers in Integrated Solid Earth Sciences"

      巻: Special Volume ページ: 261-285

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anelastic strain recovery reveals extension across SW Japan subduction zone2009

    • 著者名/発表者名
      Byrne, T.
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 36 ページ: L23310(1-6)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Subsurface structure, physical property, fault-zone characteristics and stress state in scientific drill holes of Taiwan Chelungpu Fault Drilling Project2009

    • 著者名/発表者名
      Hung, J-H.
    • 雑誌名

      Tectonophysics

      巻: 466 ページ: 307-321

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analyses of pseudotachylyte from Hole-B of Taiwan Chelungpu Fault Drilling Project (TCDP) ; their implications for seismic slip behaviors during 1999 Chi-Chi earthquake2009

    • 著者名/発表者名
      Otsuki, K.
    • 雑誌名

      Tectonophysics

      巻: 469 ページ: 13-24

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transport properties and dynamic processes in a fault zone from samples recovered from TCDP Hole B of the Taiwan Chelungpu Fault Drilling Project2009

    • 著者名/発表者名
      Tanikawa, W.
    • 雑誌名

      Geochem.Geophys.Geosyst.

      巻: 10 ページ: Q04013

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Porosity profile within the Taiwan Chelungpu fault, reconstructed from X-ray computed tomography images2009

    • 著者名/発表者名
      Hirono, T.
    • 雑誌名

      JAMSTEC Report of Research and Development

      巻: 9 ページ: 15-22

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 1999年台湾集集地震を引き起こしたチェルンプ断層の深部掘削の成果概要-明らかになってきた断層岩の物質科学と今後の課題-2009

    • 著者名/発表者名
      徐垣
    • 雑誌名

      地質学雑誌

      巻: 115 ページ: 488-500

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 掘削試料の非定常細線加熱法による熱伝導率測定の高精度化に向けた実験2009

    • 著者名/発表者名
      多田井修
    • 雑誌名

      JAMSTEC Report of Research and Development

      巻: 9 ページ: 1-14

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 紀伊半島沖南海トラフ地震発生帯から採取された浅部分岐断層2009

    • 著者名/発表者名
      木下正高
    • 雑誌名

      地質学雑誌

      巻: 115(口絵)

  • [雑誌論文] 付加体・巨大地震・ちきゅう-研究者からみた「ちきゅう」乗船記-2009

    • 著者名/発表者名
      木下正高
    • 雑誌名

      UP選書(東大出版会)

      巻: 446 ページ: 28-33

  • [雑誌論文] A Case Study of 3D Stress Orientation Determination in Shikoku Is. and Kii Pen., Japan2009

    • 著者名/発表者名
      Lin, W.
    • 雑誌名

      Proceedings of the International Symposium of the ISRM, EUROCK 2009, Tayler & Francis, Dubrovnik, Croatia, Oct 2009

      ページ: 277-282

  • [雑誌論文] Orientation changes of principal horizontal stresses around faults and fractures2009

    • 著者名/発表者名
      Lin, W.
    • 雑誌名

      Proceedings of the International Symposium and the 7th Asian Regional Conference of International Associate Engineering Geology

      巻: 1 ページ: 402-407

  • [学会発表] Vertical Seismic Profiling at riser drilling site in the rupture area of the 1944 Tonankai Earthquake, Japan2009

    • 著者名/発表者名
      Hino, R.
    • 学会等名
      American Geophysical Union, 2009 Fall meeting
    • 発表場所
      Moscone Center, San Francisco(Invited)
    • 年月日
      2009-12-18
  • [学会発表] The IODP NanTroSEIZE Transect : Accomplishments and Future Plans2009

    • 著者名/発表者名
      Tobin, H.
    • 学会等名
      American Geophysical Union, 2009 Fall meeting
    • 発表場所
      Moscone Center, San Francisco
    • 年月日
      2009-12-18
  • [学会発表] Estimation of temperature rise in a shallow slip zone of the megasplay fault in the Nankai Trough2009

    • 著者名/発表者名
      Hirono, T.
    • 学会等名
      American Geophysical Union, 2009 Fall meeting
    • 発表場所
      Moscone Center, San Francisco
    • 年月日
      2009-12-18
  • [学会発表] Helium Isotopic Ratios of Core Samples from IODP Exp. 319 (NanTroSEIZE Stage 2)2009

    • 著者名/発表者名
      K.Horiguchi
    • 学会等名
      American Geophysical Union, 2009 Fall meeting
    • 発表場所
      Moscone Center, San Francisco
    • 年月日
      2009-12-18
  • [学会発表] A Preliminary Result of Stress Orientation Obtained from Drilling Induced Fractures and Borehole Breakouts at Site C0009 of Expedition 319, NanTroSEIZE2009

    • 著者名/発表者名
      W.Lin
    • 学会等名
      American Geophysical Union, 2009 Fall meeting
    • 発表場所
      Moscone Center, San Francisco
    • 年月日
      2009-12-18
  • [学会発表] 南海トラフ地震発生帯掘削の現状と今後の展開2009

    • 著者名/発表者名
      木下正高
    • 学会等名
      日本地震学会2009年度秋季大会
    • 発表場所
      京都府京都大学
    • 年月日
      2009-10-21
  • [学会発表] anTroSEIZE第319次航海におけるライザー掘削孔でのMDT応力試験2009

    • 著者名/発表者名
      伊藤高敏
    • 学会等名
      日本地震学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      京都府京都大学
    • 年月日
      2009-10-21
  • [学会発表] NanTroSEIZE第319次航海におけるライザー掘削孔でのMDT水理試験2009

    • 著者名/発表者名
      加納靖之
    • 学会等名
      日本地震学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      京都府京都大学
    • 年月日
      2009-10-21
  • [学会発表] Outline of the In-situ Stress Tests Using MDT Tool at 2.7 & 3.6 km below Sea Level in the First Riser Hole on the NanTroSEIZE Operation2009

    • 著者名/発表者名
      T.Ito
    • 学会等名
      15th Formation Evaluation Symposium of Japan
    • 発表場所
      千葉県幕張JOGMEC-TRC
    • 年月日
      2009-10-02
  • [学会発表] Outline of the In-situ Hydraulic Tests Using MDT Tool at 2.7 & 3.6 km below Sea Level in the First Riser Hole on the NanTroSEIZE Operation2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Kano
    • 学会等名
      15th Formation Evaluation Symposium of Japan
    • 発表場所
      千葉県幕張JOGMEC-TRC
    • 年月日
      2009-10-01
  • [学会発表] 南海掘削ステージ1で採取されたコア試料の三軸圧縮強度2009

    • 著者名/発表者名
      林為人
    • 学会等名
      日本地質学会第116年学術大会
    • 発表場所
      岡山県岡山市
    • 年月日
      2009-09-05
  • [学会発表] 南海地震発生帯における分岐断層の役割と応力分布2009

    • 著者名/発表者名
      木下正高
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2009年大会
    • 発表場所
      千葉県幕張メッセ
    • 年月日
      2009-05-19
  • [学会発表] IODP南海トラフ地震発生帯掘削ステージ1概観:分岐断層等の活動に関する考察2009

    • 著者名/発表者名
      木下正高
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2009年大会
    • 発表場所
      千葉県幕張メッセ
    • 年月日
      2009-05-18
  • [図書] 付加体と巨大地震発生帯-南海地震の解明に向けて2009

    • 著者名/発表者名
      木村学
    • 総ページ数
      214-253
    • 出版者
      東京大学出版会
  • [図書] Proceedings of the Integrated Ocean Drilling Program, Volume 314/315/316 NanTroSEIZE Stage 1: Investigations of Seismogenesis, Nankai Trough, Japan2009

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita, M.
    • 総ページ数
      ISSN1930-1022
    • 出版者
      Integrated Ocean Drilling Program Management International, Inc.(DVD)

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公開日: 2012-07-19  

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