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2018 年度 実績報告書

高圧下微小破壊音測定実験によるスラブ内地震発生メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H04077
研究機関愛媛大学

研究代表者

大内 智博  愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 講師 (60570504)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワードダナイト / ハルツバーガイト / 水 / サイレント地震 / 微小破壊音
研究実績の概要

本年度では、前年度に引き続きスラブ内浅部の温度圧力条件下(1-3 GPa, 500-1000℃)における含水ダナイト(カンラン石多結晶体)及び含水ハルツバーガイト(カンラン石+斜方輝石多結晶体)の変形実験をSPring-8にて行った。その結果、いずれの場合でも系に水性流体が存在することによって、微小破壊音(AE)をほとんど発生せずに断層形成に至ることが明らかとなった。なお、高圧下にて試料を取り囲む圧力媒体からは水性流体の有無に関わらずAEの発生が確認された。一方、水性流体を含まない(排水状態の)試料では、半脆性流動の進行とともにAEが発生し、断層形成に至ることが確認された。以上の結果より、水性流体が排水されていない状態ではAEの発生を伴わない断層すべり(サイレント地震)が起きると結論できる。微細組織観察の結果、断層沿いのガウジはサブミクロンのカンラン石(+斜方輝石)粒子と含水鉱物(ブルーサイトまたはタルク)から形成されていることが明らかとなった。間隙水圧による断層アスペリティ―の低下やガウジにおける含水鉱物の存在が、AE発生を伴わない断層すべりの発生と関連しているのかもしれない。ダナイトの結果は、国際誌(Contrib. Mineral. Petrol)に掲載されたほか、ハルツバーガイトの結果を現在国際誌へ投稿準備中である。
また本年度では、スラブ深部条件下の温度圧力条件下(13-17 GPa, 800-1000℃)にてカンラン岩の一軸圧縮試験をSPring-8にて行った。カンラン石からワズレアイトへの相転移が進行しやすい高温高圧の条件では、相転移に伴う細粒化が試料全体に均質に進行するために、試料全体が軟化し断層形成に至らなかった。一方、13GPa程度の相転移が進行しにくい条件下では断層形成に至り、かつ多数のAEを発生する(深発地震に相当)場合があることが明らかとなった。

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。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Semi-brittle behavior of wet olivine aggregates: the role of aqueous fluid in faulting at upper mantle pressures2018

    • 著者名/発表者名
      Ohuchi Tomohiro、Lei Xinglin、Higo Yuji、Tange Yoshinori、Sakai Takeshi、Fujino Kiyoshi
    • 雑誌名

      Contributions to Mineralogy and Petrology

      巻: 173 ページ: 88

    • DOI

      10.1007/s00410-018-1515-9

    • 査読あり
  • [学会発表] Faulting in deforming dunite under wet conditions: role of aqueous fluid in semi-brittle behavior of dunite2018

    • 著者名/発表者名
      Ohuchi, T., Lei, X., Higo, Y., Tange, Y.
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Deformation of quartz single crystals under the coesite-stable conditions2018

    • 著者名/発表者名
      Kawakami, R., Ohuchi, T.
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] High pressure generation up to 24 gigapascals using a D-DIA apparatus combined with jacketed anvils2018

    • 著者名/発表者名
      大内智博
    • 学会等名
      日本地球惑星連合2018年大会
  • [学会発表] ハルツバーガイトの半脆性流動と破壊における水の効果2018

    • 著者名/発表者名
      大内智博,雷興林,肥後祐司,丹下慶範,境毅
    • 学会等名
      第59回高圧討論会
  • [学会発表] 高温高圧下における微小破壊音測定:稍深発・深発地震発生の素過程の解明を目指して2018

    • 著者名/発表者名
      大内智博
    • 学会等名
      第59回高圧討論会

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公開日: 2019-12-27  

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