断層および岩石破壊実験による割れ目のフラクタル性

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断層のサイズ(変位量)分布と空間分布のフラクタル性については,房総半島と宮崎県青島で1次元測線を設定して調査した.断層総数は房総半島で412本,青島で170本であった.その結果,以下のことが判明した.1.サイズ分布のフラクタル次元は,青島の場合は0.81,房総半島では1.19であった.2.断層には最小サイズがあるらしく,青島では約10cm,房総半島では約1cmであった.この最小サイズ以下では,サイズ分布のフラクタル性は失われる.3.変位量を考慮した空間分布のフラクタル情報次元は,青島で0.48,房総半島で0.75であった.4.サイズ分布と空間分布のフラクタル次元は媒質の脆性度と注入エネルギーに依存して減少すると考えられる.脆性度は青島が大きく,注入エネルギーは房総半島の方が大きい.上の測定結果は,脆性度の方がフラクタル次元をより強く制御する因子であることを示唆している.過去の熱水の通路であった鉱脈の形態を総括し,以下の知見を得た.1.熱水の主通路は地下浅部では雁行配列する伸張節理,深部では雁行配列する剪断破壊面の結合部である.この変化は有効封圧の増加に依存したものである.2.中間深度では両者が共存し,サイモイドループとよばれる最も良好な通路となる.3.これらの通路の空間分布と形態はすべて破壊力学によって説明できる.