高速域における断層強度の変位速度依存性および温度依存性の物質科学的解明

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23340151
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 地質学
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 金川 久一 千葉大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (40185898)
• 連携研究者: 廣瀬 丈洋 海洋研究開発機構, 高知コア研究所, 主任研究員 (40470124) ; 井上 厚行 千葉大学, 大学院・理学研究科, 教授 (30150270)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 断層 / 摩擦強度 / 高温高速摩擦実験 / 変位速度依存性 / 温度依存性 / 物質解析

研究概要

温度上昇に伴ってドレライトの摩擦強度が室温から400℃まで低下し、その後800℃まで増加し、1000℃まで再度低下するという変化が認められ、800℃までの摩擦強度は非晶質物質・鉄酸化物含有量とそれぞれ負・正の相関があり、1000℃では輝石の酸化分解反応生成物の粒状流動により摩擦強度が低下したことが判明した。
粉砕時間の異なるドレライト試料について広範な変位速度下で摩擦強度を調べた結果、低変位速度では粉砕時間の長い試料ほど摩擦強度が大きく、高変位速度では逆に粉砕時間の長い試料ほど摩擦強度が小さくなった。このような粉砕時間による摩擦強度の違いが、非晶質物質に吸着した水分量に起因することが判明した。

研究成果

• [雑誌論文] Frictional experiments of dolerite at intermediate slip rates with controlled temperature : Rate-weakening or temperature-weakening? (2011)
  • 著者名/発表者名: Noda, H., Kanagawa, K., Hirose, T. and Inoue, A.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 巻: 116 ページ: B07306
  • DOI: 10.1029/2010JB007945
• [学会発表] ドレライト粉砕ガウジの低～高速摩擦特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 和田純一・金川久一・大橋聖和・井上厚行・高橋美紀・北島弘子・安東淳一・廣瀬丈洋
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合 2014年大会 , SSS32-05
  • 発表場所: パシフィコ横浜会議センター
  • 年月日: 2014-05-01
• [学会発表] 窒素雰囲気下におけるドレライトの摩擦強度の温度変化と摩耗物質中の非晶質物質含有量との関係 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中伸明・和田純一・金川久一
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2014年大会 , SSS32-P06
  • 発表場所: パシフィコ横浜会議センター
  • 年月日: 2014-05-01
• [学会発表] 窒素雰囲気下におけるドレライトの摩擦強度の温度依存性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中伸明・和田純一・金川久一
  • 学会等名: 日本地質学会第120年学術大会 , R13-P-2
  • 発表場所: 東北大学川内北キャンパス
  • 年月日: 2013-09-16
• [学会発表] ドレライト粉砕ガウジの吸水と低～高速摩擦特性に対する影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 和田純一・金川久一・大橋聖和・高橋美紀・北島弘子・井上厚行・廣瀬丈洋・安東淳一
  • 学会等名: 日本地質学会第120年学術大会 , R13-P-3
  • 発表場所: 東北大学川内北キャンパス
  • 年月日: 2013-09-16
• [学会発表] ドレライト粉砕ガウジの低～高速摩擦特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 和田純一・野田博之・岡崎啓史・大橋聖和・北島弘子・高橋美紀・金川久一
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合 2013年大会 , SSS29-10
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場
  • 年月日: 2013-05-24
• [学会発表] Amorphization of dolerite gouges and its effects on their frictional properties (2012)
  • 著者名/発表者名: Wada, J., Kanagawa, K., Nakatani, M., Mochizuki, H., Hirose, T., Ando, J., Furukawa, N. and Inoue, A.
  • 学会等名: International Conference on a New Perspective of Great Earthquakes along Subduction Zones , Poster #109
  • 発表場所: 高知市文化プラザかるぽーと
  • 年月日: 20120228-29
• [学会発表] ドレライトガウジの非晶質化と摩擦特性に対する影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 和田純一・野田博之・岡崎啓史・安東淳一・金川久一・井上厚行・廣瀬丈洋・片山郁夫
  • 学会等名: 日本地質学会第119年学術大会 , R12-P-2
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2012-09-17
• [学会発表] 粉砕によるドレライトの非晶質化とその摩擦特性に対する影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 和田純一・金川久一・中谷正生・望月裕峰・廣瀬丈洋・安東淳一・古川 登・井上厚行
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合 2012年大会 , SSS29-P21
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場
  • 年月日: 2012-05-22