Coseismic dehydroxylation in clay minerals and implications for fault weakening during earthquakes

粘土矿物的同震脱羟基作用及其对地震期间断层弱化的影响

• 批准号: 23684039
• 负责人: HIRONO Tetsuro
• 金额: $ 17.64万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23684039/
• 关键词: 断層; 地震; メカノケミカル; 地震性滑り

To elucidate that released water from clay mineral affects dynamic fault weakening and energetics during earthquakes, I first made experimental determinations of the kinetic parameters of the dehydroxylation reaction of illite-muscovite as representative components in the fault gouges, and measured the specific heat capacity and thermal diffusivity. I performed numerical analyses of dynamic fault weakening, taking into account the dehydroxylation reaction of illite on the basis of our experimental results. I clarify that released fluids assist in the pressurization of pore fluid and subsequently induce a decrease in effective normal stress on faults, and that the dehydroxylation reaction takes up heat from the energy released on the fault during earthquake slip. This effect, which inhibits the rise in temperature in the fault, may be significant in clay-rich faults such as subduction boundary faults.

为了阐明粘土矿物释放水对地震过程中断层动态弱化和能量学的影响，首先对断层泥中代表组分伊利石-白云母的脱羟基反应动力学参数进行了实验测定，并测量了比热容和热扩散系数。我在实验结果的基础上，考虑了伊利石的脱羟基反应，对动态断层弱化进行了数值分析。我澄清说，释放的流体有助于孔隙流体的加压，并随后导致断层上有效正应力的减少，并且在地震滑动期间，脱羟基反应从断层上释放的能量中吸收热量。这种抑制断层温度上升的作用，在诸如俯冲边界断层等富含粘土的断层中可能是显著的。

项目成果

中央構造線の断層がガウジにおける水-岩石相互作用

中位构造线断层驱动泥槽中的水岩相互作用

• 发表时间: 2011
• 作者: 稲川;松下;藤芳;松多範子・石川剛志・亀田純・河本和郎・西尾嘉朗・本多剛・廣野哲朗
• 通讯作者: 松多範子・石川剛志・亀田純・河本和郎・西尾嘉朗・本多剛・廣野哲朗

熔融起源・粉砕起源のシュードタキライトにおける微量元素組成変化について

熔融成因和粉碎成因的拟速晶石中微量元素组成的变化

• 发表时间: 2012
• 作者: 本多剛・石川剛志・廣野哲朗・高木秀雄

鉱物におけるメカノケミカル効果が地震時の断層滑り挙動に与える影響について

矿物机械力化学效应对地震断层滑动行为的影响

• 发表时间: 2013
• 作者: 岡本 敦;小笠原 由一;大柳良介;土屋範芳;Daisuke Mizuno;廣野哲朗・谷川亘・亀田純・福田惇一・石川剛志
• 通讯作者: 廣野哲朗・谷川亘・亀田純・福田惇一・石川剛志

長野県天然記念物,中央構造線安康露頭における原岩の判定と地質境界断層の決定‐偏光顕微鏡観察と全岩化学分析による解析‐

长野县天然纪念物中位构造线安科露头的烃源岩判定和地质边界断层判定 - 偏光显微镜分析和全岩化学分析 -

• 发表时间: 2013
• 期刊: 伊那谷自然史論集
• 作者: 金鋼;斉藤真司;Y. Miura;河本和朗・石川剛志・松多範子・廣野哲朗
• 通讯作者: 河本和朗・石川剛志・松多範子・廣野哲朗

断層岩の微量元素組成・同位体組成からみた地震時の流体岩石相互作用

从断层岩微量元素和同位素组成角度探讨地震过程中的流体-岩石相互作用

• 发表时间: 2012
• 期刊: 地球化学
• 作者: P. D. Hamer;D. E. Shallcross;A. Yabushita;M. Kawasaki;V. Marecal;C. S. Boxe;石川剛志・廣野哲朗
• 通讯作者: 石川剛志・廣野哲朗