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2016 年度 実績報告書

断層の変形機構遷移を再現した模擬断層実験に基づく新しい断層モデルの構築

研究課題

研究課題/領域番号 16H04061
研究機関千葉大学

研究代表者

金川 久一  千葉大学, 大学院理学研究科, 教授 (40185898)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2021-03-31
キーワード摩擦実験 / 変形機構 / 断層モデル
研究実績の概要

アメリカ合衆国ネバダ州Virgin Valley産のオパール試料と、北海道長万部町茶屋川産のめのう試料について、粉砕試料と粉砕後水簸によって選別した粒径5μm以下の粉末試料を作成し、微細構造観察、粉末X線回折分析、熱重量分析、および顕微赤外分光分析を行い、両者の微細構造と鉱物学的特徴について検討を行った。
1)オパール試料は、主として珪藻化石から成る珪質堆積物起源で、大部分が非晶質である。粉末X線回折分析の結果、オパールCTと非晶質物質から成ることが明らかとなった。熱重量分析と顕微赤外分光分析から、オパール試料には約3.2 wt%の分子水と約1.1 wt%の構造水、合計4.3 wt%の水分が含まれることが明らかとなった。オパールの粉砕・粉末試料には、さらに粒子表面に1~2 wt%の水分が吸着することも明らかとなった。
2)めのう試料は、カルセドニー特有の針状組織を示す。粉末X線回折分析の結果、100%石英から成ることが確認された。熱重量分析と顕微赤外分光分析から、めのう試料には分子水約0.3 wt%、構造水約1 wt%、合計約1.3 wt%の水分が含まれることが明らかとなった。めのう試料を粉砕しただけでは粒子表面への水分の吸着は無視できる程度であるが、粒径5μm以下の粉末試料には粒子表面に約0.3 wt%の水分が吸着することが明らかとなった。
3)オパール試料とめのう試料を比較すると、構造水含有量には大きな差は認められないが、分子水含有量は前者が10倍程度多い。オパール試料の分子水含有量がめのう試料より多いのは、オパールCTの鉱物学的性質も反映していると考えられるが、オパール試料が大部分非晶質物質から成るのに対し、めのう試料には非晶質物質は含まれておらず、水分を吸着しやすい非晶質物質を多く含むことも反映していると考えられる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

実験に使用予定であったガス圧式高温高圧三軸試験機が故障し、その修理に時間を要したため、今年度は実験を行うことができなかった。そのため、今年度は次年度以後に実験に使用予定のオパールおよびめのうの試料について、微細構造観察、粉末X線回折分析、熱重量分析、および顕微赤外分光分析を行い、微細構造と鉱物学的特徴(特に含水量)を明らかにするにとどまった。

今後の研究の推進方策

ガス圧式高温高圧三軸試験機の修理が今年度末にようやく完了したので、次年度以後は精力的に実験を行い、研究の遅れを取り返す予定である。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 7件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Nucleation of frictional instability caused by fluid pressurization in subducted blueschist2016

    • 著者名/発表者名
      Sawai, M., Niemeijer, A. R., Pluemper, O., Hirose, T. and Spiers, C. J.
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 43 ページ: 2543-2551

    • DOI

      10.1002/ 2015GL067569

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Frictional strength of ground dolerite gouge at a wide range of slip rates2016

    • 著者名/発表者名
      Wada, J., Kanagawa, K., Kitajima, H., Takahashi, M., Inoue, A., Hirose, T., Ando, J. and Noda, H.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research

      巻: 121 ページ: 2961-2979

    • DOI

      10.1002/2015JB012013

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Transient water adsorption on newly formed fault gouge and its relation to frictional heating2016

    • 著者名/発表者名
      Mizoguchi, K. and Hirose, T.
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 43 ページ: 7921-7927

    • DOI

      10.1002/2016GL069776

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Metamorphism and mylonitization in sinistral shear zones found in the Poroshiri ophiolite2016

    • 著者名/発表者名
      Kato, A., Kanagawa, K. and Hiroi, Y.
    • 雑誌名

      地質学雑誌

      巻: 122 ページ: 461-475

    • DOI

      10.5575/geosoc.2016.0017

    • 査読あり
  • [学会発表] Frictional properties of the Nankai Trough accretionary mud samples collected from 1000-3000 mbsf at IODP Site C00022016

    • 著者名/発表者名
      Kanagawa, K., Hoshino, K., Abe, K. and Sawai, M.
    • 学会等名
      American Geophysical Union 2016 Fall Meeting
    • 発表場所
      Moscone Center, San Francisco
    • 年月日
      2016-12-13
    • 国際学会
  • [学会発表] 室内実験結果を用いた地震サイクルシミュレーション:日本海 溝沈み込み帯とJFASTコア試料を例として2016

    • 著者名/発表者名
      野田博之・澤井みち代・芝崎文一郎
    • 学会等名
      日本地質学会第123年学術大会
    • 発表場所
      日本大学文理学部(東京都・世田谷区)
    • 年月日
      2016-09-12
    • 招待講演
  • [学会発表] 藍閃石片岩及び花崗岩の摩擦特性に対する間隙水圧の効果2016

    • 著者名/発表者名
      澤井みち代・高橋美紀
    • 学会等名
      日本地質学会第123年学術大会
    • 発表場所
      日本大学文理学部(東京都・世田谷区)
    • 年月日
      2016-09-12
  • [学会発表] IODP掘削地点C0002の海底下1000~3000 mから採取された、南 海トラフ付加体泥質堆積物試料の摩擦特性2016

    • 著者名/発表者名
      星野紘輝・阿部浩 典・澤井みち代・金川久一
    • 学会等名
      日本地質学会第123年学術大会
    • 発表場所
      日本大学文理学部(東京都・世田谷区)
    • 年月日
      2016-09-11
  • [学会発表] 白亜系四万十帯構成岩類の震源域条件における摩擦特性2016

    • 著者名/発表者名
      阿部浩典・星野紘輝・澤井みち代・金川久一
    • 学会等名
      日本地質学会第123年学術大会
    • 発表場所
      日本大学文理学部(東京都・世田谷区)
    • 年月日
      2016-09-11
  • [学会発表] Numerical and experimental studies on fault behavior accounting for brittle-plastic transition and pore pressure effect2016

    • 著者名/発表者名
      Noda, H. and Takahashi, M.
    • 学会等名
      International Symposium “Crustal Dynamics 2016”
    • 発表場所
      高山市民文化会館(岐阜県・高山市)
    • 年月日
      2016-07-22
    • 国際学会
  • [学会発表] Strength profile of the active Nankai accretionary prism: Inferences from mechanical property of cuttings collected during IODP Expedition 3482016

    • 著者名/発表者名
      Hirose, T., Kitamura, M., Kitajima, H. and Sone, H.
    • 学会等名
      International Symposium “Crustal Dynamics 2016”
    • 発表場所
      高山市民文化会館(岐阜県・高山市)
    • 年月日
      2016-07-21
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of pore pressure on frictional behavior of rocks2016

    • 著者名/発表者名
      Sawai, M. and Takahashi, M.
    • 学会等名
      International Symposium “Crustal Dynamics 2016”
    • 発表場所
      高山市民文化会館(岐阜県・高山市)
    • 年月日
      2016-07-21
    • 国際学会
  • [学会発表] 脆性・塑性遷移における有効応力則:岩塩を用いたアナログ実験2016

    • 著者名/発表者名
      野田博之・高橋美紀
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2016年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場(千葉県・千葉市)
    • 年月日
      2016-05-26
    • 招待講演
  • [学会発表] 東北沖沈み込みプレート境界物質の摩擦挙動と地震発生2016

    • 著者名/発表者名
      澤井みち代・Niemeijer, A. R.・廣瀬丈洋・Spiers, C. J.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2016年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場(千葉県・千葉市)
    • 年月日
      2016-05-25
    • 招待講演
  • [学会発表] Frictional properties of the Nankai Trough accretionary mud samples collected from 1000-3000 mbsf at IODP Site C00022016

    • 著者名/発表者名
      Hoshino, K., Abe, K., Sawai, M. and Kanagawa, K.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2016年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場(千葉県・千葉市)
    • 年月日
      2016-05-24
    • 国際学会
  • [学会発表] Frictional properties of the Northern Shimanto Belt rocks at a seismogenic pressure and temperature condition2016

    • 著者名/発表者名
      Abe, K., Hoshino, K., Sawai, M. and Kanagawa, K.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2016年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場(千葉県・千葉市)
    • 年月日
      2016-05-24
    • 国際学会
  • [学会発表] Frictional property of rocks in the Izu forearc: implications for the Boso slow slip events2016

    • 著者名/発表者名
      Hirose, T., Hyoudou, G. and Saito, S.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2016年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場(千葉県・千葉市)
    • 年月日
      2016-05-22
    • 国際学会

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公開日: 2018-01-16  

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