2015 Fiscal Year Annual Research Report
断層破砕帯の鉱物化シミュレーションと断層強度モニタリング手法の開発
Publicly Offered Research
| Project Area | Crustal dynamics-Unified understanding of intraisland deformation after the great Tohoku-oki earthquake- |
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| Project/Area Number |
15H01143
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
辻 健 九州大学, カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所, 准教授 (60455491)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 鉱物化 / モデリング / 断層強度 / デジタル岩石物理 / 流体シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
断層強度回復のメカニズムの一つに鉱物沈殿がある。断層破砕帯は比較的短い時間で鉱物によってシールされ、その強度を増していくと考えられるが、断層内部の鉱物の発達過程は未解明な部分が多い。本研究では、間隙流体シミュレーションと鉱物化モデリングを断層破砕帯に適用し、破砕帯内部の鉱物沈殿や、それに伴う断層強化（回復過程）を再現する。平成２７年度に実施した研究は次の通りである。
（１）天然のフラクチャーを含む岩石試料を取得した。本研究では、四国の中央構造線で取得された岩石試料と、延岡衝上断層の岩石コア試料を対象とすることとした。そのフラクチャーの形状を、マイクロフォーカスX－CTで抽出し、フラクチャーの３次元デジタルモデルを作成した。また、過去の研究で使用したフラクチャーモデルを使うこととした。
（２）間隙流体シミュレーションを、３次元デジタル間隙モデルやフラクチャーモデルに適用するために、格子ボルツマン法（LBM）のプログラムコードの最適化を実施した。フラクチャーシステムを含んだ岩石モデルは巨大になるため、Graphics Processing Unitを用いた大規模計算を実施した。一方で、計算領域内でフラクチャー（間隙）が占める割合が小さいため、計算領域を間隙部（フラクチャー部）に制限することで、効率的に計算を実施した。
（３）我々のグループが開発した鉱物化モデル（移流拡散方程式を解いて砂岩内部の鉱物化を再現するモデル）を拡張することで、断層破砕帯に対応した鉱物モデリング手法の開発を試みた。この研究は、平成２８年度も継続する。
（４）弾性波動シミュレーションを、開口したフラクチャーモデルと鉱物沈殿したフラクチャーモデルに適用し、鉱物化が、断層強度や弾性波速度に与える影響を評価した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ほぼ計画通りに進んでいるが、鉱物化モデリングの部分が予想していたよりも難しく、平成２７年度に終了しなかった（平成２８年度も継続して実施する）。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２８年度は、基本的に当初の研究計画に従って研究を進める。一方、（計画書には書いていないが）本研究で得られた断層強度の回復過程を、実際の地震活動（本震～余震）と比較することも試みることとした。
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Research Products
(37 results)
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[Journal Article] Distribution of stress state in the Nankai subduction zone, southwest Japan and a comparison with Japan Trench2015
Author(s)
W. Lin, T.B. Byrne, M. Kinoshita, L.C. McNeill, C. Chang, J.C. Lewis, Y. Yamamoto, D.M. Saffer, J.C. Moore, H-Y. Wu, T. Tsuji, Y. Yamada, M. Conin, S. Saito, T. Ito, H.J. Tobin, G. Kimura, K. Kanagawa, J. Ashi, M.B. Underwood, T. Kanamatsu
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Journal Title
Tectonophysics
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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