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蛇紋岩の高温高圧変形実験に基づくスロー地震発生メカニズムの解明

基于蛇纹岩高温高压变形实验阐明慢震发生机制

基本信息

批准号：
12J07168
负责人：
岡崎啓史
金额：
$ 1.15万
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：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、高温高間隙水圧条件下で蛇紋岩の変形実験を行い、沈み込み帯で起こっているスロー地震発生機構を物質科学的側面から解明することである。昨年度において研究の目標はおおむね達成し、本年度は昨年度の研究結果を学術論文として投稿した。さらに、比較検証のため、沈み込み帯に存在すると考えられる塩基性片岩の高温高圧三軸変形実験をアメリカのブラウン大学におもむき行った。塩基性片岩の力学特性を調べるために、Griggs型高温高圧変形試験機を用いて温度300-650℃、封圧750-1.5、変形速度0.001-1㎛/sの範囲で変形実験を行った。実験試料には四国三波川変成岩帯産の玄武岩を原岩とする変成度の異なる(鉱物組み合わせ、特に角閃石の組成が異なる)二つの塩基性片岩、低変成度のgreenschistと高変成度のepidote amphibole schistを用いた。どちらの試料とも封圧1GPa、温度400℃の変成相の安定条件下において延性的な挙動を示した。しかし、封圧を変化させると勇断応力は増加し、そのstress exponentは非常に高い(n～30)ことから変形メカニズムはsemibrittleであるとわかった。一方、封圧1GPa、温度500℃の変成相の境界付近において力学挙動自体はsemibrittleであり延性的な挙動ではあるが変形が集中し、摩擦(破壊)すべりがおこった。このことは、変形メカニズムがsemibrittleでも海洋地殻が沈み込み、累進変成作用を受けている間は弱面(プレートからはがれやすい面)をつくり、摩擦すべりをおこすのに対して、海洋地殻がプレートからはがれて大陸側に付加し、上昇する過程(安定条件下)では変形が集中せず塊状として振る舞う可能性があることが分かった。また、塩基性片岩中にできた弱面は安定滑りを示すので地震を引き起こすことはできないが、他の場所(例えば蛇紋岩中)で発生した破壊すべりを減速し、スロー地震発生領域を広げている可能性がある。

The purpose of this study is to investigate the behavior of serpentine under high temperature and high interstitial water pressure, and to clarify the mechanism of earthquake generation and the basis of material science. The goal of last year's research was achieved, and the results of this year's research were submitted. In this paper, the author compares the experimental results with the experimental results, and finds that the experimental results show that the basic schist has high temperature and high pressure triaxial deformation. Griggs type high temperature and high pressure deformation testing machine is used to adjust the mechanical properties of basic schist. The temperature is 300-650℃, the sealing pressure is 750-1.5, and the deformation speed is 0.001-1/s. The samples are composed of basalt protolith of Shikoku Tri-wave Diagenetic Zone, basalts of different composition (different composition of mineral assemblages and hornblende), basalts of low composition greenschist and epidote amphiboles of high composition. The temperature of the sample is 1GPa, the temperature is 400℃, the phase is stable, and the ductility is stable.しかし、封圧を変化させると勇断応力は増加し、そのstress exponentは非常に高い(n~30)ことから変形メカニズムはsemibrittleであるとわかった。A square, sealing pressure 1GPa, temperature 500℃, phase change, phase change. In the process of ocean crust sinking and progressive formation, the possibility of ocean crust mass concentration and vibration is discussed. The weak plane in the basic schist is stable and slippery, indicating that earthquakes occur in other places (such as serpentine), and the possibility of earthquake occurrence in other areas is possible.