2相反応系岩石模擬物質の変形実験の試み-地殻強度問題の理解に向けて-

本研究では,岩石模擬物質の変形実験を行い,変形-化学反応の相互作用が岩石レオロジーに及ぼす影響の解明を目指した.2004年度に大歪変形の可能な平行リング型回転式変形実験装置を製作し,2005年度からは変形実験で使用する固体圧密試料の作製を進めてきた.圧密試料は,平行リングおよび内,外ガスケット間に塩化ナトリウム粉末を挟み,油圧ジャッキで軸圧を加えることにより作製する.これまでの研究過程で,(1)圧密した試料がガスケットから外しにくいこと,(2)試料とリングとのカップリング強度が十分でないこと,の2点が解決すべき問題として残っていた.(1)は,ガスケットの再加工により,リングとの嵌め合いをゆるくし,その間にテフロンシート(厚さ:50μm)を挟むことにより解決した.(2)は,カップリングをとるためのリング表面の溝(半径方向,深さ:2mm)の形状を変えることにより解決した.これまでは,凸部と凹部の幅が同じであったため,圧密時において凹部に十分な圧力が加わりにくかったと考えられる.また,溝の内と外とを連結する部分の面積が小さかつたため,圧密試料が溝を境にして切れることが多かった.そのため,リングの再加工を行い,凸部の幅を減らした.これにより,溝の内部も十分に圧密するようになり,溝を境にして試料が切れることもなくなった.当初計画していた化学反応する系での変形実験まで実現することはできなかったが,そのための変形実験装置および試料作製法については十分に整備できた.このシステムを活用することにより,変形と含水反応や脱水反応の相互作用などの問題に取り組んでいきたい.

本研究では,岩石模擬物質の変形実験を行い,変形-化学反応の相互作用が岩石レオロジーに及ぼす影響の解明を目指した.2004年度に大歪変形の可能な平行リング型回転式変形実験装置を製作し,2005年度からは変形実験で使用する固体圧密試料の作製を進めてきた.圧密試料は,平行リングおよび内,外ガスケット間に塩化ナトリウム粉末を挟み,油圧ジャッキで軸圧を加えることにより作製する.これまでの研究過程で,(1)圧密した試料がガスケットから外しにくいこと,(2)試料とリングとのカップリング強度が十分でないこと,の2点が解決すべき問題として残っていた.(1)は,ガスケットの再加工により,リングとの嵌め合いをゆるくし,その間にテフロンシート(厚さ:50μm)を挟むことにより解決した.(2)は,カップリングをとるためのリング表面の溝(半径方向,深さ:2mm)の形状を変えることにより解決した.これまでは,凸部と凹部の幅が同じであったため,圧密時において凹部に十分な圧力が加わりにくかったと考えられる.また,溝の内と外とを連結する部分の面積が小さかつたため,圧密試料が溝を境にして切れることが多かった.そのため,リングの再加工を行い,凸部の幅を減らした.これにより,溝の内部も十分に圧密するようになり,溝を境にして試料が切れることもなくなった.当初計画していた化学反応する系での変形実験まで実現することはできなかったが,そのための変形実験装置および試料作製法については十分に整備できた.このシステムを活用することにより,変形と含水反応や脱水反応の相互作用などの問題に取り組んでいきたい.