破壊岩石-流体間の反応機構に関する実験的研究

裂隙岩石与流体反应机理实验研究

• 批准号: 02J08104
• 负责人: 亀田 純
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J08104/
• 关键词: 水素; ボールミル; メカノケミストリー; 地球化学的地震予知研究; 粘土鉱物; 地震; 断層; 水-岩石相互作用

活断層周辺に水素ガスが異常濃集していることが報告されて以来、断層運動や地震活動と水素挙動の関連性について多くの観測研究がなされている。このような水素は、岩石破壊によって生じる新鮮表面と水の化学反応により生成されると考えられており、そのため震源の情報をもたらす貴重な化学成分として注目されている。そこで本研究では、ボールミルを使用した岩石の湿式粉砕実験を行い、水素生成反応の定量化、具体的には様々な岩石鉱物試料の水素発生能力の見積もり、を試みた。花崗岩帯に発達する断層を想定し、石英、カリ長石、黒雲母、白雲母および大島花崗岩を実験試料として湿式粉砕を行い、水素の定量を行うと共に、粉砕後の試料を回収しBET表面積を測定した。この結果、いずれの試料も表面積の増加と共に、直線的に水素が発生することが分かった。この直線の傾きから個々の試料の水素発生能力(単位表面積当たりの水素生成量)を見積もることができた。それぞれの試料の持つ水素発生能力を比較すると、石英やカリ長石に比べ、黒雲母や白雲母等の層状珪酸塩鉱物では一桁程度大きな水素発生能力を持つことが分かった。ここで石英の水素発生能力を見ると、真空中のESR強度から得られるSi・密度と調和的であることが分かった。このSi・密度は、石英新生面におけるsurface reconstructionの完了した状態における密度である。つまり、水中粉砕しても、表面のSi・は水分子と反応する前にsurface reconstructionを終了してしまうことを示唆している。一方、雲母類では結晶中にOH基をもっているため、surface reconstructionする前に、Si・と反応すると考えると、先に述べた大きな水素生成能力を説明可能である。カオリナイトの乾式粉砕時に水素発生が見られたことからもこのモデルの妥当性が分かる。

Since the news of the news report, the study on the connection of water content and water content in cut-off weather stations has been carried out in recent years. The water, the rock, the water, the water, the chemical composition, the weight, the chemical composition, the chemical composition In this study, the wet powder was used in this study, the water production was quantified, and the specific materials were used in this study. It is necessary to determine the content of water, the content of water and the surface of BET. According to the results of the experiment, the surface of the material is used to add a common and straight line of water quality. In order to improve the water production capacity (the positive amount of water content on the surface), we need to measure the water production capacity of two kinds of raw materials in a straight line. There is a large degree of acidity and acidity in the raw materials, such as water, quartz, feldspar, and so on. there is a large degree of water production capacity. For the growth capacity of water in quartz, see the strength of ESR in vacuum, the density of Si and the density of Si. The density of Si, the new surface of quartz, the surface reconstruction of quartz, the density of quartz. The powder in the water, the powder in the water, the water molecule on the surface, the surface reconstruction in the front, the powder in the water, the water molecule in the water, the water molecule in the water, the powder in the water, the water molecule in the water, the water molecule in the water, the powder in the water, the water molecule in the water, the water molecule in the water, the powder in the water and the water molecule in the water. On the one hand, in the results of OH, surface reconstruction, Si, and so on, the results show that the ability of water production is very important. When using the dry powder, the water should be used to determine the appropriateness of the powder.

项目成果

Jun Kameda, Kazuko Saruwatari, Hidemi Tanaka: "H_2 generation in wet grinding of granite and single-crystal powders and implications for H_2 concentration on active faults"Geophysical Research Letters. 30. SDE10-1-SDE10-5 (2003)

Jun Kameda、Kazuko Saruwatari、Hidemi Tanaka：“花岗岩和单晶粉末湿磨中 H_2 的生成及其对活动断层上 H_2 浓度的影响”地球物理研究快报。

Jun Kameda, Kazuko Saruwatari, Hidemi Tanaka: "H2 generation during of dry grinding of kaolinite"Journal of Colloid and Interface Science. In press. (2004)

Jun Kameda、Kazuko Saruwatari、Hidemi Tanaka：“高岭石干磨过程中的 H2 生成”胶体与界面科学杂志。

Jun Kameda, Kazuko Saruwatari, Hidemi Tanaka: "Hydrogen Generation by Wet Grinding of Quartz Powders and Its Dependence on the pH and Ionic Strength of Liquid Media"Bulletin of the Chemical Society of Japan. 76. 2153-2154 (2003)

Jun Kameda、Kazuko Saruwatari、Hidemi Tanaka：“石英粉湿法研磨产生氢气及其对液体介质 pH 值和离子强度的依赖性”日本化学会通报。