プレート境界断層の鉱物組成不均一性が地震時の破壊伝播過程に与える影響の解明

阐明板块边界断层矿物成分非均质性对地震破裂传播过程的影响

• 批准号: 22K03778
• 负责人: 廣野 哲朗
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Osaka Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03778/
• 关键词: 南海トラフ地震; 断層; 南海トラフ; 地震; 付加体

プレート境界断層の海溝付近での大規模滑りの発生メカニズム解明とその定量的評価は、世界各地の海溝型地震の被害軽減に向けた喫緊の研究課題である。特に国内では切迫する南海トラフ地震で発生しうる津波規模の推定が求められている。そこで本研究では「深海掘削で採取された熊野沖と室戸沖および足摺沖のプレート境界断層の鉱物組成・各種物性を計測し、その上で断層滑り弱化の数値解析と動力学破壊伝播シミュレーションを実施、来たる南海トラフ地震で起こりえる海溝付近の断層滑りの3次元時空間発展の定量的評価を行う。」を目的とし、今年度は次の3つのテーマを実施した。１）過去に実施された南海トラフの掘削プロジェクトで採取されたプレート境界からの巨大分岐断層試料の摩擦係数の報告値を用いて、動力学解析を用いた地震時の断層滑り挙動を再現した。その結果、おそらく鉱物組成に起因するわずかな摩擦係数の差が滑り量の大小などに大きな影響を与えることが判明した。２）南海トラフは駿河湾から四国沖と広範囲に分布し、そこでの鉱物組成も大きく異なる可能性が高い。特に砂岩の含有率には差が大きいことが報告されている。そこで、山口大学設置の室内岩石摩擦試験機を使用し、砂岩の高速から低速という幅広い速度レンジでの摩擦実験を実施した。その結果、速度に依存する滑り機構の変化および摩擦係数の変化を明らかにすることが出来た。３）プレート境界断層の実際の掘削試料が限定されるため、そのアナログとして、陸上付加体での地震性断層の調査および各種分析を実施した。その結果、高温下での岩石-水相互作用を示す特有の元素の異常が検出され、これは地震時に断層にてthermal pressurizationが発生したことを示唆する。さらに、断層におけるアルバイト化が検出され、深部流体との関係も見出しつつある。

A quantitative evaluation of the occurrence of large-scale slip near the boundary fault and the reduction of damage caused by trench-type earthquakes around the world. In particular, in China, the South China Sea earthquake occurred and the estimation of the size of the Tianjin wave was carried out. This study is aimed at "quantitative evaluation of the 3D spatial and temporal evolution of fault slip in the vicinity of the trench near the South China Sea by measuring various physical properties of deep sea excavation, numerical analysis of fault slip weakening, and dynamic analysis." This year's third round of competition 1) In the past, the friction coefficient of the large bifurcation fault sample was reported and the dynamic analysis was used to reproduce the fault slip during earthquake. The results, the composition and the causes of friction coefficient differences, the magnitude of slip, and the influence of friction coefficient differences are identified. 2) South China Sea is highly likely to have a large number of different species. The content of sandstone is different from that of other sandstone. The indoor rock friction tester set up by Yamaguchi University is used, and the friction between high speed and low speed of sandstone is implemented. The results, speed dependence, sliding mechanism and friction coefficient change are shown. 3) The investigation and analysis of seismic faults on land are carried out by limiting the actual excavation samples of boundary faults. The results show that the rock-water interaction at high temperature is abnormal and that the thermal pressurization occurs during earthquakes. The relationship between faults and deep fluids is revealed.

项目成果

Characteristics of Fault Rocks Within the Aftershock Cloud of the 2014 Orkney Earthquake (M5.5) Beneath the Moab Khotsong Gold Mine, South Africa

2014年南非莫阿布科特松金矿奥克尼地震(M5.5)余震云中断层岩特征

• DOI: 10.1029/2022gl098745
• 发表时间: 2022
• 期刊: Geophysical Research Letters
• 影响因子: 5.2
• 作者: Miyamoto T.;Hirono T.;Yokoyama Y.;Kaneki S.;Yamamoto Y.;Ishikawa T.;Tsuchiyama A.;Katayama I.;Yabe Y.;Ziegler M.;Durrheim R. J.;Ogasawara H.
• 通讯作者: Ogasawara H.

日本地球惑星科学連合2022年大会

日本地球科学联盟2022年会议

• 发表时间: 2022
• 作者: Miyamoto T.;Hirono T.;Yokoyama Y.;Kaneki S.;Yamamoto Y.;Ishikawa T.;Tsuchiyama A.;Katayama I.;Yabe Y.;Ziegler M.;Durrheim R. J.;Ogasawara H.;嶋本朱那・廣野哲朗・石川剛志
• 通讯作者: 嶋本朱那・廣野哲朗・石川剛志