断層破砕帯内物質のフラクタル電磁気的特性と地殻応力に関する研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10740235
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 長濱 裕幸 東北大学, 大学院・理学研究科, 助手 (60237550)
• キーワード: 断層破砕帯内物質 / フラクタル電磁気的特性 / 岩石帯磁率 / 岩石誘電率 / 岩石比抵抗 / 地殻応力 / 地殻歪 / トライボロジー

研究概要

1.断層破砕帯内物質のフラクタル電磁気的特性の解析:現有の岩石帯磁率・岩石誘電率測定器(申請のサンプルホルダーと測定制御用ソフトウェアを購入使用)を用いてコアラーにて採取した破砕帯内物質試料のフラクタル電磁気的特性(岩石比抵抗・岩石帯磁率・岩石誘電率)の測定をおこなった。平成10年度研究実績と連動して測定されたフラクタル電磁気的特性値と各種幾何学的フラクタル特性値とを比較し各種パラメータ間の相関や、フラクタル電磁気的特性値と断層破砕度や歪との相関を求めた。
2.岩石脆性破壊実験のデータとの比較解析と断層破砕帯内物質(断層面も含む)に関する地質応力・歪計の提出:物質の変形特性を扱うトライボロジーの知識を用いて、断層破砕帯内物質(断層面も含む)に関する天然のフラクタル特性データと実験データを整理し解析した。この際、現有のコンピュータを用いてデータを解析し、断層破砕帯内物質形成に関する破壊の非線形構成則(岩石の破壊特性の時間的変化)を決定し、断層破砕帯内物質形状に関する地質応力・歪計の解明を試みた。
3.地殻の応力レベルの見積もりと現実的な脆性断層モデルの提出:断層破砕帯内物質のフラクタル特性から断層の形成条件や形成場(地殻の強度・不均一度・断層の成熟度・深さに伴う断層破砕帯の広がりなど)について言及し、平成11年度研究計画2で得られた地質応力・歪計を用いて脆性領域における地殻の応力(強度)・歪レベルの算出をおこなった。また、平成10年度研究実績の結果をふまえて現実的な脆性的断層モデルを提出した。さらに、平成11年度研究計画1の結果から破砕帯内物質のフラクタル電磁気的特性値と岩石破壊(摩耗)実験によるデータを用いて、地殻の応力問題や地殻応力場内で形成される断層破砕帯の電磁気的構造の解明を試みた。

研究成果

• [文献書誌] Hiroyuki Nagahama: "Micromorphic continuum and fractal fracturing in the lithosphere"PAGEOPH. Vol.157(in press). (2000)
• [文献書誌] Kazuyoshi Nanjo: "Spatial distribution of aftershocks and the fractal structure of active fault systems"PAGEOPH. Vol.157(in press). (2000)
• [文献書誌] Hiroyuki Nagahama: "Fractal scalings of rock fragmentation"Earth Science Frontiers. Vol.7(in press). (2000)
• [文献書誌] Kazuhito Yamasaki: "Hodge duality and continuum theory of defects"Jour. Phys. A : Math. Gener.. Vol.32. L475-L481 (1999)
• [文献書誌] Kazuhito Yamasaki: "Continuum theory of defects and gravity anomaly"Acta Geophys. Polon.. Vol.47. 239-257 (1999)
• [文献書誌] Roman Teisseyre: "Micro-inertia continuum : Rotations and semi-waves"Acta Geophys. Polon.. Vol.47. 259-272 (1999)
• [文献書誌] Norihiro Nakamura: "Atmospheric and Ionospheric Electomagnetic Phenomena Associated with Earthquakes"Masashi Hayakawa, TERRAPUB, Tokyo. 307-323 (1999)
• [文献書誌] Roman Teisserye: "Atmospheric and Ionospheric Electromagnetic Phenomena Associated with Earthquakes"Masashi Hayakawa, TERRAPUB, Tokyo. 271-285 (1999)