沈み込み帯地震発生機構を探るための断層温度計の開発研究

地震時の断層せん断強度は，地震発生機構を理解する上で重要である．断層摩擦発熱量の推定は，その断層せん断強度を推定する鍵である．本研究から断層温度計が確立されれば，石炭を含む多くの地質断層から地震時の摩擦発熱温度やせん断強度などの地震発生を規定するパラメータの抽出が可能となる．そこで本研究では，熱履歴を保持する石炭（ビトリナイト）を用いて摩擦実験をおこない，断層運動時の変形効果と短時間の発熱で進行した石炭成熟度から，摩擦発熱温度が推定可能な断層温度計を確立することを目的としている．平成27年度は，実験時の含水条件下における試料内温度を計算から求め，ビトリナイト成熟度と最高被熱温度との相関を決めた．その結果，含水条件下でのビトリナイト反射率と最高被熱温度との相関関係は，乾燥（室潤）条件下でのそれらの相関関係とよく一致することがわかった．つまり断層帯の含水・乾燥条件にかかわらず，本研究から求めた相関関係を用いることでビトリナイト反射率から最高被熱温度を見積もることが可能となった．また地震発生機構の理解に向けては，断層の他に断層周辺地質体の特性を調べる必要がある．岩石の力学特性，特に破壊強度及び弾性特性は地震歪エネルギーの蓄積・開放に寄与する．地震時の解放エネルギーが大きくなると，顕著に断層が発熱すると考えられる．そのため本年度は南海トラフ沖のプレート境界断層上盤から採取された付加体堆積物の物理特性をインデンテーション試験・三軸圧縮実験・弾性波速度測定から調べた．その結果，南海トラフの付加体堆積物の破壊強度及び弾性係数は，プレート境界断層に近づくにつれて大きくなることが明らかになった．

地震時の断層せん断強度は，地震発生機構を理解する上で重要である．断層摩擦発熱量の推定は，その断層せん断強度を推定する鍵である．本研究から断層温度計が確立されれば，石炭を含む多くの地質断層から地震時の摩擦発熱温度やせん断強度などの地震発生を規定するパラメータの抽出が可能となる．そこで本研究では，熱履歴を保持する石炭（ビトリナイト）を用いて摩擦実験をおこない，断層運動時の変形効果と短時間の発熱で進行した石炭成熟度から，摩擦発熱温度が推定可能な断層温度計を確立することを目的としている．平成27年度は，実験時の含水条件下における試料内温度を計算から求め，ビトリナイト成熟度と最高被熱温度との相関を決めた．その結果，含水条件下でのビトリナイト反射率と最高被熱温度との相関関係は，乾燥（室潤）条件下でのそれらの相関関係とよく一致することがわかった．つまり断層帯の含水・乾燥条件にかかわらず，本研究から求めた相関関係を用いることでビトリナイト反射率から最高被熱温度を見積もることが可能となった．また地震発生機構の理解に向けては，断層の他に断層周辺地質体の特性を調べる必要がある．岩石の力学特性，特に破壊強度及び弾性特性は地震歪エネルギーの蓄積・開放に寄与する．地震時の解放エネルギーが大きくなると，顕著に断層が発熱すると考えられる．そのため本年度は南海トラフ沖のプレート境界断層上盤から採取された付加体堆積物の物理特性をインデンテーション試験・三軸圧縮実験・弾性波速度測定から調べた．その結果，南海トラフの付加体堆積物の破壊強度及び弾性係数は，プレート境界断層に近づくにつれて大きくなることが明らかになった．