地震性断層運動に伴う炭素物質の生成・改変と炭素物質による断層強度弱化過程の解明

阐明与地震断层运动相关的碳材料的形成和改性以及碳材料导致的断层强度减弱的过程

• 批准号: 09J04493
• 负责人: 大橋 聖和
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J04493/
• 关键词: 断層ガウジ; グラファイト; 跡津川断層系; 断層クリープ; 還元環境; 摩擦試験; 地震性断層すべり; 断層強度弱化; 炭素鉱物; 酸化還元環境; 強度弱化過程; 物理化学作用

本年度は,断層帯へのグラファイト濃集過程の解明…1,グラファイトー石英混合物質を用いた摩擦試験…2,還元雰囲気下での高速摩擦試験…3の3つの課題において,それぞれ後述する成果を得た.1、跡津川断層系に分布する断層内物質の解析から,グラファイトの濃集には溶解沈殿作用が深く関与していることが明らかとなった.また,熱水起源の脈状グラファイトが脆性断層帯に沿って産することを見いだし,これらの作用により初生的に0～3vol%程度しか含まれないグラファイトが断層内部では10vol%以上に濃集することを明らかにした.2、グラファイトのような弱い物質は断層を動きやすくしうるが,これまで定量的な評価はなされてこなかった.そこで,グラファイトと造岩鉱物の代表である石英を任意の割合で混合させ,その強度がグラファイトの割合とともにどのように変化するかを調べた,その結果,グラファイト量比約10vol%を境に,急激に強度が低下することが明らかとなった.3、昨年度作成した雰囲気ガス制御装置を用い,還元環境下で大理石の高速摩擦試験を行った。試験後の分析から,断層面上にグラファイトが生成していることが明らかとなった,このことは,高速摩擦に起因した高温の気相反応によってグラファイトが無機的に生成したことを示す.本実験結果は,断層深部で推定される還元環境下での地震時の現象を理解する上で先駆けとなる.以上の研究は,複数の作用によって断層内部にグラファイトが濃集しうること,10vol%以上に濃集したグラファイト(例えば跡津川断層系)によって断層の強度が顕著に低下しうることを明確に示した.同時に,様々な造構場における国内外の断層からもグラファイトの存在が見いだされており,本研究で明らかにしたグラファイトの濃集とそれによる断層強度低下は,世界中の断層の地震地質学的理解に影響を及ぼすものと考えられる.

This year へ, the concentrated process <e:1> of the fault zone へ グラファ ト ト ト is explained... 1. Youdaoplaceholder0 ト を quartz mixture を friction test with グラファ た... 2. High-speed friction test under vacuum 囲 atmosphere で で... 3 の 3 つ の subject に お い て, そ れ ぞ れ described す る results を た. 1, trace jin chuan fault system に distribution す る fault material within の parsing か ら, グ ラ フ ァ イ ト の concentration に は dissolved Shen Dian role が deep く masato and し て い る こ と が Ming ら か と な っ た. ま た, hot water origin の vein グ ラ フ ァ イ ト が brittle fault 帯 に along っ て production す る こ と を い だ し, こ れ ら の role に よ り born に degree of 0 ~ 3 vol % し か containing ま れ な い グ ラ フ ァ イ ト が fault internal で は above 10 vol % concentration す に る こ と を Ming ら か に し た. 2, グ ラ フ ァ イ ト の よ う な weak い material は fault を dynamic き や す く し う る が, こ れ ま で な of quantitative evaluation of 価 は な さ れ て こ な か っ た. そ こ で, グ ラ フ ァ イ ト と rock forming 鉱 content の representative で あ る quartz を cut or arbitrary の で mixed さ せ, そ の strength が グ ラ フ ァ イ ト の cut close と と も に ど の よ う に variations change す る か を adjustable べ た, そ の results, グ ラ フ ァ イ ト than about 10 vol % を に, low intensity of nasty shock に が す る こ と が Ming ら か と な っ た. 3, last year Youdaoplaceholder5 た air 囲 gas ガス control device を use を, reducing environment で marble plate high-speed friction test を line った. Test after の analysis か ら, fault surface に グ ラ フ ァ イ ト が generated し て い る こ と が Ming ら か と な っ た, こ の こ と は, high-speed friction cause に し た high-temperature の 気 instead 応 に よ っ て グ ラ フ ァ イ ト が inorganic に generated し た こ と を す. The results of this experiment で suggest that in the deep part of the fault, the で phenomenon during a で <s:1> earthquake in a される reducing environment を understanding する is based on で first 駆けとなる. は の research above, the plural の role に よ っ て fault internal に グ ラ フ ァ イ ト が concentration し う る こ と, more than 10 vol % concentration し に た グ ラ フ ァ イ ト (example え ば trace jin chuan fault system) に よ っ て fault の intensity が 顕 with low に し う る こ と を に clearly shown し た. に at the same time, others in 々 な structural field に お け る の faults at home and abroad か ら も グ ラ フ ァ イ ト の exist が see い だ さ れ て お り, this study で Ming ら か に し た グ ラ フ ァ イ ト の concentration と そ れ に よ る fault は, low intensity の world の fault earthquake geology understanding に influence を and ぼ す も の と exam え ら れ る.

项目成果

Ultra-low friction of shale and clayey fault gouge at high velocities : implication for Jiufengershan landslide induced by 1999 Chi-chi earthquake.

高速下页岩和粘土断层泥的超低摩擦力：对 1999 年集集地震引发的九峰儿山滑坡的影响。

• 发表时间: 2009
• 期刊: The Next Generation of Research on Earthquake-induced Landslides : An International Conference in Commemoration of 10th Anniversary of the Chi-Chi Earthquake
• 作者: Yano;K.;Shimamoto. T.;Oohashi;K
• 通讯作者: K

グラファイトの断層潤滑作用;内陸および沈み込み帯断層運動への寄与

石墨的断层润滑；对内陆和俯冲带断层运动的贡献

• 发表时间: 2011
• 作者: 大橋聖和;廣瀬丈洋;嶋本利彦
• 通讯作者: 嶋本利彦

Structural relationship between shear zone and active topography on Ushikubi fault, Atotsugawa fault system

原子津川断裂系牛久尾断裂剪切带与活动地形的构造关系

• 发表时间: 2010
• 作者: 大橋聖和;嶋本利彦;Kiyokazu OOHASHI
• 通讯作者: Kiyokazu OOHASHI

炭素鉱物を含む断層ガウジの高速摩擦実験

含碳矿物断层泥高速摩擦实验

• 发表时间: 2009
• 作者: I Katsura S Yokoshi. K. Kawabe. A. Shatskiy. G. Manthilake. S. Zhai. H. Fukui. T. Yoshino. D. Yamazaki. T. Matsuzaki. A. Yoneda. E. Ito. M. Sugita. N. Tomioka. K. Hagiya. A. Sozawa;K Funakoshi;大橋聖和
• 通讯作者: 大橋聖和

Occurrence of Graphitic Fault Rocks and Its Importance on Fault Mechanics

石墨断层岩的赋存及其对断层力学的重要性

• 发表时间: 2010
• 作者: Oohashi;K.;Hirose;T.;Shimamoto;T.
• 通讯作者: T.