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2017 年度 実績報告書

地震断層の大深度掘削による応力と断層活動の関連性解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H04065
研究機関京都大学

研究代表者

林 為人 (リンウェイレン)  京都大学, 工学研究科, 教授 (80371714)

研究分担者 橋本 善孝  高知大学, 教育研究部自然科学系理学部門, 教授 (40346698)
濱田 洋平  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 高知コア研究所, 研究員 (80736091)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワード応力 / 地震断層 / 掘削
研究実績の概要

東北地方太平洋沖地震と兵庫県南部地震は過去20年の間に発生し、また、熊本地震は本科研費研究がスタートした直後の平成28年4月に発生した。一方、南海トラフではM8クラス以上の大地震が今世紀中に発生する可能性が極めて高いと懸念されている。繰り返し発生する地震のサイクルにおいて、応力が地震の発生後から次の地震までの間震期に震源断層とその周辺に蓄積して、地震時に急激に解放すると定性的に示されているが、定量的な応力と地震の関係は未だに未解明のままである。本研究の目的は、上記の地震の震源断層の大深度掘削において、信頼性の高い応力測定を実施するとともに,得られる応力場の測定結果と既往関連研究の成果とを総合して、応力と断層活動の関連性の解明に挑戦することである。
平成29年度には、前年度に新規構築した非弾性ひずみ回復(略称ASR)の計測システムにより、引き続き野島断層掘削で得られるコア試料を用いて、三次元応力計測を行った。まず、原位置実験室において、野島断層を貫通するメインホールNFD-1孔の枝掘りであるNFD-1-S1孔とNFD-1-S2孔の掘削コア試料を用いて、深度20mごとに1試料の頻度で、高密度な測定を行った。次に、ASR測定済みのコア試料を再成形し、実験室にて非弾性ひずみのキャリブレーションテストを実施して、非弾性変形のコンプライアンスを定量的に評価する手法を確立した。鉛直方向の応力値が上載岩層の密度積分に等しいという条件に基づいて、非弾性ひずみ回復量とコンプライアンスにより信頼性の高い応力の絶対値を評価した。また、コア試料に含まれるフラクチャーと、検層の孔壁イメージデータ中のフラクチャーを抽出して、両者のパターンマッチングを行い、コア試料の定方位化に成功した。さらに、コア径変形法によりコア試料の直径を測定して、コア軸と直交する平面内の二次元主応力方向と差応力の絶対値を評価した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

予定していた研究の内容は、ほぼ当初の計画通り実施できている。

今後の研究の推進方策

当初予定の野島断層掘削の研究内容を推進するほか、本研究の開始直後である平成28年度4月に発生した、熊本地震の震源断層である布田川断層の掘削コア試料を用いて、応力計測を本格的に実施する。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] University of Wisconsin-Madison(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of Wisconsin-Madison
  • [国際共同研究] 中国地質科学院地質力学研究所/中国科学院南海海洋研究所(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      中国地質科学院地質力学研究所/中国科学院南海海洋研究所
  • [国際共同研究] 国立台湾師範大学(台湾)

    • 国名
      その他の国・地域
    • 外国機関名
      国立台湾師範大学
  • [雑誌論文] 東北地方太平洋沖地震後の緊急調査掘削(IODP第343次航海:J-FAST)の成果2018

    • 著者名/発表者名
      山田泰広・Jim Mori・氏家恒太郎・林 為人・小平秀一
    • 雑誌名

      地質学雑誌

      巻: 124 ページ: 67-76

    • DOI

      10.5575/geosoc.2017.0080

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Continuous depth profile of the rock strength in the Nankai accretionary prism based on drilling performance parameters2018

    • 著者名/発表者名
      Hamada Yohei、Kitamura Manami、Yamada Yasuhiro、Sanada Yoshinori、Sugihara Takamitsu、Saito Saneatsu、Moe Kyaw、Hirose Takehiro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 ページ: ー

    • DOI

      10.1038/s41598-018-20870-8

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Stress State in the Kumano Basin and in Slope Sediment Determined From Anelastic Strain Recovery: Results From IODP Expedition 338 to the Nankai Trough2017

    • 著者名/発表者名
      Oohashi Kiyokazu、Lin Weiren、Wu Hung-Yu、Yamaguchi Asuka、Yamamoto Yuhji
    • 雑誌名

      Geochemistry, Geophysics, Geosystems

      巻: 18 ページ: 3608~3616

    • DOI

      10.1002/2017GC007137

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stress buildup and drop in inland shallow crust caused by the 2011 Tohoku-oki earthquake events2017

    • 著者名/発表者名
      Sakaguchi Kiyotoshi、Yokoyama Tatsuya、Lin Weiren、Watanabe Noriaki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 ページ: ー

    • DOI

      10.1038/s41598-017-10897-8

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Stress state measured at ~7?km depth in the Tarim Basin, NW China2017

    • 著者名/発表者名
      Sun Dongsheng、Sone Hiroki、Lin Weiren、Cui Junwen、He Bizhu、Lv Haitao、Cao Zicheng
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41598-017-04516-9

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Experimental and numerical investigation of the temperature response to stress changes of rocks2017

    • 著者名/発表者名
      Yang Xiaoqiu、Lin Weiren、Tadai Osamu、Zeng Xin、Yu Chuanhai、Yeh En-Chao、Li Haibing、Wang Huan
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      巻: 122 ページ: 5101~5117

    • DOI

      10.1002/2016JB013645

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] コアを用いた地下の応力状態の評価手法 -最適な水圧破砕のデザインを目指して-2017

    • 著者名/発表者名
      林 為人、杉本 達洋、長野 優羽、津坂 仁和
    • 雑誌名

      石油技術協会誌

      巻: 82 ページ: 428~437

    • 査読あり
  • [学会発表] 東北地方太平洋沖地震調査掘削の概要と主要成果2017

    • 著者名/発表者名
      林 為人
    • 学会等名
      日本材料学会第227回岩石力学部門委員会
    • 招待講演
  • [学会発表] コアを用いた地下の応力状態の評価手法2017

    • 著者名/発表者名
      林 為人、長野 優羽、杉本 達洋、津坂 仁和
    • 学会等名
      平成29年度石油技術協会 特別講演会・春季講演会
  • [学会発表] Estimation of thermal conductivity change of basalt with subducting in Nankai Trough by laboratory measurements under separate high-pressure and hightemperature conditions2017

    • 著者名/発表者名
      LIN, Weiren
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] 非弾性ひずみ回復法を用いた花崗岩コア試料における応力測定2017

    • 著者名/発表者名
      矢野 将伍、林 為人、杉本 達洋、林 愛明
    • 学会等名
      資源・素材&Earth 2017(札幌)
  • [学会発表] 海底下の堆積軟岩コアに対する非弾性ひずみ回復応力測定法の適用2017

    • 著者名/発表者名
      杉本 達洋, 林 為人, 山本 由弦, 廣瀬 丈洋, 神谷 奈々, Exp 370 Scientists
    • 学会等名
      資源・素材&Earth 2017(札幌)
  • [学会発表] Constraints on paleo-stress magnitude from triaxial test results and stress inversion analysis of Nankai accretionry prism sediments2017

    • 著者名/発表者名
      Y Hashimoto, M Stipp, JC Lewis, F Wuttke
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2017
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-08-05  

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