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超巨大地震発生域の高温高岩圧高間隙水圧環境を再現した岩石変形実験への挑戦

重现特大地震发生地区高温、高岩压、高孔隙水压力环境的岩石变形实验挑战

基本信息

批准号：
22K18283
负责人：
岡崎啓史
金额：
$ 16.47万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18283/
关键词：
沈み込み帯地震スロー地震摩擦岩石変形実験高温高圧

项目摘要

本研究の目的は、超巨大地震発生域原位置の温度・岩圧・間隙水圧を真に再現した岩石変形実験により、超巨大地震発生域に存在する超高圧な水が地震時の高速すべりとその先行現象となるゆっくりすべりなどの多様な断層すべり挙動にどのような影響を与えているかについて検証することである。そのために本研究では、申請者らが近年開発している改良Griggs型高温高圧岩石変形試験機に、開発 ①：世界初となる1000MPaが発生可能な間隙水圧発生器の開発、開発 ②：溶融プラスチックを封圧媒体に用いた高温液圧化および応力測定の高精度化、開発 ③：試験機の剛性率を任意に変化させることによる多様な断層すべり挙動の再現、の3点の技術開発をおこなうことにより、世界初の超巨大地震が発生する原位置環境を再現した岩石変形実験による高速断層運動の直接観察と断層物理パラメーターの測定をおこなうことを計画していた。2022年度は本研究の肝となる最大間隙水圧を1000MPa程度まで拡張するため開発に成功した（開発①）。さらに最大1379MPaまで測定可能な圧力計を設置することにより、発生させた超高間隙水圧を精度良く測定できるようにもなった。また、溶融プラスチックを封圧媒体に用いた高温液圧化および応力測定の高精度化（開発②）についてもポリエチレンを用いての高温高圧実験が可能になった。加えて試料アセンブリ上部に使用していた鉛をより低融点を持つインジウムに変更したことにより試料にかかる応力以外の摩擦を大幅に軽減することができた。試験機にその剛性率を任意に変化させることのできる機構については現在開発中であるが、標準的な剛性率下での東北沖アウターライズ域から採取された堆積物についての高温高圧高間隙水圧下での摩擦実験について開始している。

The purpose of this study is to reproduce the temperature, rock pressure and interstitial water pressure of the original position of the ultra-large earthquake generation region, and to verify the existence of ultra-high pressure and high speed during earthquakes. In this study, the applicant has recently developed an improved Griggs type high temperature and high pressure rock deformation test machine. ① Development of a gap water pressure generator with the possibility of generating 1000MPa at the beginning of the world. ② Development of a high temperature liquid pressure and high precision measurement of pressure in a melt pressure medium. ③ The stiffness ratio of the test machine is arbitrarily changed, and the reconstruction of the fault motion is carried out at three points. The reconstruction of the original position environment caused by the first super-large earthquake in the world is carried out, and the direct observation of the fault motion is carried out. In 2022, the maximum gap water pressure of this study was 1000MPa, and the development was successful (development ①). Maximum 1379MPa for measurement of possible pressure meter settings, resulting in ultra-high gap water pressure with good accuracy High temperature and high pressure measurement in the use of high temperature liquid pressure and high pressure measurement in the use of high temperature and high pressure medium (development 2) Add the sample to the upper part of the sample and use the lead to reduce the friction. The rigidity ratio of the test machine can be changed arbitrarily. The friction ratio of the test machine can be changed under the standard rigidity ratio.