岩石破壊にともなう発光とそのメカニズムの解明

岩石破裂引起的发光及其机制的阐明

• 批准号: 17654087
• 负责人: 柳谷 俊
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17654087/
• 关键词: 岩石の破壊時発光; 石英; 圧電効果; 放電; 摩擦発光; 黒体放射; 岩石の摩擦発光

本研究では,近年飛躍的に性能が向上したデジタル一眼レフ・カメラをもちいて破壊に伴う発光をはじめて撮影することに成功した.えられた発光画像のなかで,特に決定的な例は,断層面が試料表面を切る線の上に発光スポットがきれいに並び,岩石のFaultingと発光の因果関係を強く示唆している.一般に,発光現象が生じる場合,そのメカニズムを特定するには,詳細な波長情報がえられる分光測定を行うのが標準的手法であるが,発光時間が数マイクロ秒以下の単発かつ局所的な現象であること,ISO3200でようやく撮影できる微弱光であり,このような光をさらに分光するには通常の分光器では困難であることがわかった.したがって本研究では,分光器の代わりにデジタル一眼レフ・カメラを使用して発光を観察することとし,シンプルな1軸圧縮破壊実験を行い,破壊時発光を撮影することを試みた.この手法は,分光器に比べて限定的ではあるが,撮影した画像から発光のおおまかな波長情報を得ることができるのに加えて,発光が生じる場所の空間的情報を得ることができる.岩石試料として,花崗岩,トーナライト,玄武岩,砂岩,大理石,珪岩を用いた.さらに花崗岩については,産地と粒径の異なる4種類を用いた.実験の結果,カメラの画像上ではっきりとした発光が確認できたのは,粒径の大きな石英を多くふくむ花崗岩と珪岩に限られた.破壊発光の色は,青系統と赤系統の2種類であり,特に青系統の発光は,珪岩でもっとも顕著に確認できるなど,石英を含む試料に特徴的に見られることから,石英の圧電効果によって生じた電場とそこでの放電がその原因であることを示唆している.いっぽう赤系統の発光は,その発光場所の分布にこれといった特徴は見られなかった.さらに赤系統の発光は,別途に行った摩擦発光とおなじ色に写ることから,破壊時のひずみエネルギーの開放にともなって高温となったスポットからの黒体放射がそのメカニズムである可能性が高い.

This study shows that in recent years, the performance of the company has improved greatly. For example, the fault plane and the sample surface cut line, the light emission line and the causal relationship between the rock and the light emission line. In general, when the phenomenon of light emission occurs, the wavelength information is specified, and the standard method of measuring the wavelength information is specified. The phenomenon of light emission occurs in the following seconds. ISO3200:2000 In this study, the spectroscope was designed to detect the light emission from the optical fiber using the one-axis compression method. The method is to obtain information about the wavelength of the light emitted by the spectroscope and the space where the light is generated by the spectroscope. Rock samples, granite, basalt, sandstone, marble, granite are used. Granite has four kinds of different grain sizes and origins. As a result of this, the image of the stone was confirmed by the light, and the grain size of the stone was limited by the granite. The two types of light emission, green system and red system, are confirmed by the light emission of the blue system and the light emission of the red system. Quartz contains the characteristics of the sample. The distribution of light emission sites in the red light system is characterized by the presence of light emission sites. The light emission of the red system is different from that of the friction light emission. The light emission of the red system is different from that of the friction light emission. The light emission of the red system is different from that of the friction light emission.