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2019 年度 実績報告書

マントル遷移層条件でのカンラン石破壊実験:深発地震発生メカニズム解明に向けた挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 18K18788
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) 2018-06-29 – 2020-03-31
キーワード深発地震 / カンラン石 / 相転移 / AE / 断層
研究実績の概要

本年度では、当初の計画通りにスラブ深部条件下におけるカンラン岩の一軸圧縮試験をSPring-8にて行った。従来より広く支持されている深発地震発生メカニズムの仮説によると、カンラン石の圧力誘起相転移が地震発生のトリガとなっているものと考えられる。そのため実験では、深発地震発生領域の温度圧力条件下(700-1200℃、10-17 GPa)においてカンラン石多結晶体試料を一軸圧縮変形させつつ、カンラン石の圧力誘起相転移を同時進行させた。これまで開発を進めてきた「マイクロAE測定システム」を用い、高圧下にて変形する微細試料(直径1mm、長さ1.2mmの円柱状)から発生するAEの測定を行った。
まず、950℃以上の高温下ではAE発生をほとんど伴わない塑性変形が卓越した。高温下ではカンラン石の相転移とそれに伴う細粒化が試料中にて均質に進行するため、変形の局所化(剪断集中)は起きなかった。一方900℃以下の比較的低温下では、試料からのAE発生が確認された。特に大きなAEが試料内外から連続して発生する場合(ラプチャー現象)には、変形の局所化に由来する断層形成と断層すべりが伴われることが確認された。微細組織観察より、断層ガウジはカンラン石及びその高圧相(ワズレアイトまたはリングウッダイト)のナノ粒子から構成されていることが確認された。以上より、カンラン石が高圧相に相転移する際の細粒化が局所的に進行した場合には、断層形成や断層すべりに至る場合があるものと考えられる。本研究にて行った、スラブ深部条件下における岩石破壊実験は世界初の試みであるとともに、カンラン石の圧力誘起相転移に伴う細粒化が深発地震の原因であることを実験的に証明したことも世界初となる。今後は得られた成果を国際誌にて公表する予定である(投稿準備中)。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 その他

すべて 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [学会発表] Semi-brittle flow in dunite and harzburgite at upper mantle pressures.2019

    • 著者名/発表者名
      Ohuchi, T., Lei, X., Higo, Y., Tange, Y.
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Faulting in deforming harzburgite under wet conditions.2019

    • 著者名/発表者名
      Ohuchi, T., Lei, X., Higo, Y., Tange, Y. Sakai, T.
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Semi-brittle behavior of olivine single crystals under the conditions of Earth’s mantle transition zone.2019

    • 著者名/発表者名
      Naruse, Y., Ohuchi, T.
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] High-pressure deformation experiments on peridotite gouges under hydrothermal conditions, using a deformation-DIA apparatus.2019

    • 著者名/発表者名
      Semba, M., Hirauchi, K., Ohuchi, T., Michibayashi, K.
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2019
    • 国際学会
  • [備考] researchmapでの自己紹介

    • URL

      https://researchmap.jp/7000014904

URL: 

公開日: 2021-01-27  

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