高温高圧実験による深発地震発生メカニズムの解明

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含水鉱物の一つであるローソナイトの脱水変形挙動を検証するため、高温高圧下における変形実験を行った。冷たい沈み込むプレート内で含水鉱物ローソナイトが脱水する際に、脱水脆性を引き起こし、それが稍深発地震の発生原因の一つであると指摘されてきた。含水鉱物中に構造的に水分子やOH基が含まれているが、それらが高温高圧下で脱水分解し、発生した間隙水によって有効法線応力が下がるために地震が発生するという脱水脆性化説は古くから支持されているモデルである。しかしながら、最も主要な含水鉱物である蛇紋石についての先行研究は多数あるものの、ローソナイトについては、ほとんどなく、実験的検証が十分ではない。前年度までの実験により、ローソナイトの安定領域内で脱水を伴わずにひずみが局所化し、断層すべりが発生することが示された。また、このひずみ局所化がきっかけとなって稍深発地震を引き起こす可能性も示された。前年度までの検証では、実験中に起こった断層すべりが不安定すべり（地震性すべり）であるか、安定すべりであるかは、断定できない状況であった。また、断層に沿って存在していたガウジ物質の詳細な検証が不十分でった。そこで、当該年度では、ガウジ物質の微細組織および化学組成の詳細な分析を東北大学設置のFE-SEMを用いて行った。さらに、SPring-8 BL04B1ビームライン設置のDeformation-DIA型高圧変形試験装置を用いて検証実験を重ねた。これまでと同様に試料のひずみ、応力、圧力、および相転移率のその場観察を行うとともに、破壊に伴って放出されるAcoustic emission (AE)を同時に測定した。微細組織および化学組成分析の結果、断層ガウジ中に、アモルファス物質が存在することがわかった。