変形にともなう断層帯の孔隙構造の変化と地震の発生過程

变形引起的断裂带孔隙结构变化及地震发生过程

• 批准号: 03J01569
• 负责人: 高橋 美紀
• 金额: $ 2.56万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J01569/
• 关键词: 断層ガウジ; 粘土鉱物; 脱水反応; 非排水・排水条件; 浸透率; 異常間隙圧; 孔隙率; 弾性波速度; 粘度鉱物; 充填構造; 圧密実験; 高温・高圧3軸変形試験機; 付加体; デコルマ帯; poroelasticity; 断層岩; 比貯留率; 配管貯留量; 高温・高圧三軸試験機; 断層変位; 摩擦強度

地震のように急速な滑りが断層面にかかると,摩擦熱により滑り面が高温になる.変形面の高温化は岩石の溶融や孔隙に存在する流体を膨張させるなどの影響を引き起こし,結果,断層の挙動は不安定になり滑りが加速するとされている.変形中,断層ガウジは高温にさらされてどのような変化を示すのか?化学的にも機械的にもそれらについて研究された例は皆無である.今年度は断層岩を構成する主な粘土鉱物であるカオリナイトとモンモリロナイトについて高圧下での変形実験を行った.封圧80MPに固定し,30°斜めにプレカットした円柱形アルミナ(不透水)にそれぞれ粘土の粉体を1g挟んで0.1μm/secの軸変位速度を与えて剪断した.変形が降伏点を超えたところで試料の温度を10℃/分の速度で上昇させ,しばらく高温を保った後,30℃/分の速度で室温まで低下させた.今回の実験では乾燥させたサンプルを非排水・排水の各条件で実験し,周囲の岩石の透水性により脱水した高温の水が強度に与える影響を調べた.昇温実験により,不透水層に挟まれた断層ガウジからの脱水は断層の強度を低下させ,カオリナイトガウジは480℃で,モンモリロナイトガウジは低温から始まり350℃で急激な摩擦強度の低下をもたらすことが示された.脱水による水圧の上昇は,排水条件に比較した非排水条件における強度低下が脱水による機械的な強度低下のみを示すと仮定すると,カオリナイトで64MPa,モンモリロナイトで72MPaもの上昇が見積もられた.また,冷却時には強度増加した固体部分の強度を示すようになることから,粘土鉱物からの脱水を引き起こすような高温を発生するような高速滑りは,それ自体が断層の強度回復機構になる可能性を持っていると言えるかも知れない.断層ガウジの地震発生に関わる新たなモデルを提唱できると考えられる.

In the earthquake, there is a rapid slip, the fault surface is broken, and the friction surface is hot. In the shape of the high temperature treated rock, there is a dilatancy in the pore space of the rock, and the expansion of the fluid has a negative effect on the temperature. As a result, the failure is caused by instability, and the temperature is accelerated. In the shape, the temperature is high and the temperature is very high. The study of chemical machinery and machinery is very important. This year, the fault rock has become the main clay material. This year, the clay is in the middle of the year. Seal 80MP "fixed", 30 °oblique, "cylindrical", "impervious", "clay" powder, "1g", "0.1 μ m

项目成果

高橋美紀, 金子貴信: "間隙圧オシレーション法による浸透率・非貯留率測定方法と岩石の変形試料に対する適用例"資源と素材. 119. 501-507 (2003)

Miki Takahashi，Takanobu Kaneko：“使用孔隙压力振荡法测量渗透率和非存储比的方法及其在变形岩石样品中的应用示例”资源和材料 119. 501-507 (2003)。

高温高圧実験による断層深部のすべり機構の研究

高温高压实验研究断层深部滑动机制

• 发表时间: 2005
• 期刊: 月刊地球 50
• 作者: B.Sabater-Munoz他;Atsushi Nakabachi;中鉢 淳;今西 祐志;Hiroshi IMANISHI;今西 祐志;今西 祐志;北村 圭吾;増田 幸治
• 通讯作者: 増田 幸治

Miki Takahashi, Hiroyuki Nagahama: "Fractal dimensions of recrystallized quartz boundaries and grain fabrics"The Arabian Journal for Science and Engineering. 28. 213-221 (2003)

Miki Takahashi、Hiroyuki Nagahama：“再结晶石英边界和晶粒结构的分形维数”《阿拉伯科学与工程杂志》。

高橋美紀: "堆積盆地に発達する頁岩スミアの連続性と流体移動特性"地学雑誌. 112. 926-938 (2003)

Miki Takahashi：“沉积盆地中页岩涂抹的连续性和流体运动特征”地质杂志 112. 926-938 (2003)。

Miki Takahashi: "Permeability change during experimental fault smearing"Journal of Geophysical Research. 108ECV1. 1-15 (2003)

Miki Takahashi：“实验断层涂抹期间的渗透率变化”地球物理研究杂志。