2003 Fiscal Year Annual Research Report
変形にともなう断層帯の孔隙構造の変化と地震の発生過程
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03J01569
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Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
Principal Investigator |
高橋 美紀 独立行政法人産業技術総合研究所, 地球科学情報研究部門, 特別研究員(PD)
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Keywords | 粘土鉱物 / 断層岩 / 浸透率 / 比貯留率 / 配管貯留量 / 高温・高圧三軸試験機 / 断層変位 / 摩擦強度 |
Research Abstract |
1,浸透率測定に際する準備 使用した高温・高圧ガス圧試験機(産業技術総合研究所・地球科学情報研究部門所有)は今まで浸透率の計測を行った実績がなかった.浸透率の測定の為には岩石サンプル以外の配管内に飽和している流体の圧力変化に対する貯留量を知る必要がある.流体にアルゴンガスと水の両方について圧力10MPaから175MPaまで,温度は常温から800℃まで計測を行い,得られた貯留率を今後の浸透率計算時の指標とすることができた. 2,粘土鉱物の高温・高圧下における滑り実験および浸透率の測定 浅部断層岩の中軸に多く存在し,断層の滑り強度を決定していると考えられている粘土鉱物について,その摩擦強度と浸透率の測定を様々な種類(モンモリロナイト,イライト,カオリナイト)の粘土について温度条件を常温から400℃まで変化させて行った.結果,どの粘土鉱物についても摩擦強度は高温ほど大きくなり400℃では砂岩に挟んだ粘土鉱物の強度が砂岩より大きくなった.浸透率の絶対値および変形中の変化は実験前にセットする粘土の厚みに依存してばらつくという課題をえた.一方摩擦強度は厚みには強く依存しなかった. 3,小型試験機の開発 2で用いた試験機はサンプル以外の配管貯留量が大きいため,岩石の比貯留利率の測定は困難である.そこで,比貯留率そのほか弾性波や電気伝導度といった各物性を勘弁に計測できる小型の試験機を開発した.油圧式の試験機で変形実験はできないものの岩石にかかる封圧および間隙水圧を100MPaまで上昇させることができる.一年目は圧力容器と周辺機器をそろえ,岩石サンプル以外の配管部における貯留量を計測した. 4,天然断層試料の採取 モアブ断層(アメリカ,ユタ州モアブ)にて断層岩のサンプリングを行った.断層は比較的均質で孔隙の多い砂岩中に存在し,未破砕のものからフラクチャーの多いものまで分布していた.サンプルは破砕の程度に応じて採取しコアリングを行った.
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Research Products
(4 results)
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[Publications] Miki Takahashi: "Permeability change during experimental fault smearing"Journal of Geophysical Research. 108ECV1. 1-15 (2003)
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[Publications] Miki Takahashi, Hiroyuki Nagahama: "Fractal dimensions of recrystallized quartz boundaries and grain fabrics"The Arabian Journal for Science and Engineering. 28. 213-221 (2003)
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[Publications] 高橋美紀, 金子貴信: "間隙圧オシレーション法による浸透率・非貯留率測定方法と岩石の変形試料に対する適用例"資源と素材. 119. 501-507 (2003)
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[Publications] 高橋美紀: "堆積盆地に発達する頁岩スミアの連続性と流体移動特性"地学雑誌. 112. 926-938 (2003)