权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

Deformation experiments of plagioclase under high temperature and high pressure: influence of water on the lower crust rheology

斜长石高温高压变形实验：水对下地壳流变的影响

基本信息

批准号：
16J03235
负责人：
木戸正紀
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

下部地殻において水は塑性変形を促進させることで岩石を軟化させ，上部地殻の断層へ応力集中を引き起こし，地震発生の引き金となる．従って下部地殻の力学特性を決定することが重要であるが，下部地殻に相当する高温・高圧条件で，水が岩石の強度にどの程度影響を与えるか定量的にはよく分かっていない．また，変形する岩石内部を水がどのように拡散するのかよく分かっていない．上述の問題を解決するために下部地殻の主要構成鉱物である斜長石の変形実験を行った．実験にはGriggs型固体圧式変形試験機を用いるが，このタイプの試験機は力学データの精度が低いため，力学データにはKido et al. (2016) による差応力測定値の補正則を適用した．実験試料には人工的に合成された斜長石の多結晶焼結体を用いた．封圧を変化させて強度に対する水のフュガシティの効果を調べた．また，水を浸透させるための保持時間と変形時間を変え，水の拡散に与える変形の影響を評価した．実験後の回収試料については，偏光顕微鏡及び電子顕微鏡を用いて組織観察を行ったほか，赤外分光光度計により含水量を測定した．水を加えた試料は加えていないものに比べて著しい強度低下を示し，また，強度は含水量の増加と共に低下する傾向があった．同様の焼結体試料に対して低圧条件で実験を行った先行研究（Rybacki and Dresen, 2000 など）が提案した構成則からの外挿値と比べ，高圧条件での強度は低いものであり，高圧条件において岩石の塑性変形を促進する水の効果が大きいことが明らかになった．また，変形時間の異なる試料の含水量測定の結果から，岩石内部の水の拡散が変形によって促進されている可能性が示唆された．下部地殻において，岩石の変形が水の浸透を促進し岩石の弱化の原因となり，歪局所化をもたらす可能性が示された．

The plastic deformation of water in the lower crust is promoted by softening of rocks, and the concentration of fault forces in the upper crust causes earthquakes. The mechanical properties of the lower crust are important for determining the degree of influence of water on the strength of rocks under high temperature and high pressure conditions. The water inside the rock is scattered. To solve the above problems, the main components of the lower crust are plagioclase. The Grigs-type solid-state pressure deformation test machine is used in the middle of the test, and the accuracy of the mechanical data of the test machine is low. The mechanical data of the test machine is low. Kido et al. (2016) is suitable for the correction of the differential force measurement value. The sample was artificially synthesized and plagioclase and polycrystalline sintered body were used. The effect of the pressure drop on the surface of the water Water penetration time and shape time are different, water dispersion time and shape influence are different. The water content of the sample was determined by ultraviolet spectrophotometry, polarized light microscopy and electron microscopy. The water content of the sample increases and the intensity decreases. A preliminary study of sintered samples of the same type was carried out under low pressure conditions (Rybacki and Dresen, 2000). The composition of the sintered samples was proposed to be higher than that under high pressure conditions. The strength of the sintered samples was lower than that under high pressure conditions. The plastic deformation of the sintered samples was promoted under high pressure conditions. The results of water content measurement of samples with different deformation time show that the dispersion of water in rocks is likely to be promoted by deformation. The reason why the deformation of rocks in the lower crust is promoted by water penetration and the possibility of deformation is shown.