組立て式正断層形成モデル実験装置の開発

装配式正断层形成模型实验装置研制

• 批准号: 16H00212
• 负责人: 山下 清次
• 金额: $ 0.19万
• 依托单位: Akita University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16H00212/
• 关键词: 地層変形; 正断層; モデル実験装置; 地層変形; 正断層; モデル実験装置

筆者は岡本(2000)が製作したスライドフィルムケースを用いた断層モデル実験装置に代わる、組立て式のモデル実験装置(逆断層形成用)を製作した。しかし、この実験装置は、逆断層を常に再現(形成)することはできるが、正断層を再現(形成)することが難しいという課題があった。本研究の目的はこの課題を克服し、正断層を高い頻度で再現(形成)できる実験装置を開発すること、また、実験装置内に使用するモデル地層の材料(白色の層)についての検討、開発した実験装置の有効性について教育実践に基づいて検証を行うことである。筆者は正断層を再現(形成)できるように実験装置の製作(改良)を行った。装置は逆断層用実験装置を基にし、その装置内にV字型の空間を形成するように2枚の基盤岩モデルとなる板を設置する。その空間内に白色と茶色の層が挟在したモデル地層を形成して実験を行い、正断層が再現(形成)されることが確認された。またモデル地層(白色の層)の材料の検討も行った。従来は小麦粉(白色の層)とココアパウダー(茶色の層)を用いるが、児童生徒に小麦粉アレルギーを持つものがいることも考えられる。その対策として白色の層に用いる材料を変更する。用いる材料は硅砂、ファインサンド、図画工作用の焼石膏で、装置内にモデル地層を形成して、再現実験を行いながらどの組み合わせが最適か検討した。その結果、ファインサンド、図画工作用の焼石膏を用いた時、小麦粉を用いた時と同様に正断層を形成することが確認できた。児童生徒を対象とした出前実験授業等の場で装置を使用し、児童生徒の反応の様子から教材としての有効性について検討を行った。その結果、実験の様子のビデオ分析等から教材として有効であることがわかったが、課題として小・中学生を対象として実験授業を行った際に、装置内にモデル断層を形成するのに時間がかかったり、綺麗に形成することが難しい等の課題が明らかになった。今後、実験手順、さらなる装置の改良を行っていく。

作者已经制造了一种组装模型的实验设备（用于反向故障形成），以使用Okamoto（2000）制造的幻灯片盒替换故障模型实验设备。但是，该实验设备始终存在重现（形成）反向故障的挑战，但是很难再现（形成）正常故障。这项研究的目的是克服这个问题，并开发一种可以在高频下重现（形成）正常断层的实验装置，并检查实验设备中使用的模型地层的材料（白色层），并验证基于教育实践的开发实验设备的有效性。作者制造（改进）实验设备，以允许正常断层的再现（形成）。该设备基于用于反向故障的实验设备，并在设备中安装了两个基本岩石模型以形成V形空间。进行了一个实验，以形成一个模型层，其中将白色和棕色层夹在空间之间，并确认复制正常断层（形成）。我们还研究了模型地层的材料（白色层）。传统上，使用小麦粉（白色层）和可可粉（棕色层），但也可能有些儿童和学生可能对小麦粉过敏。为了防止这种情况，将更改用于白色层的材料。所使用的材料是硅砂，细沙和钙化的石膏，并在设备内形成模型地层，在进行繁殖实验时，我们研究了哪种组合是最好的。结果，可以证实使用细砂和使用艺术和制作的石膏时会形成正常断层。该设备用于儿童和学生的交付实验课程，并根据儿童和学生的反应来检查教材的有效性。结果，对实验的视频分析表明，它作为教学材料有效，但是当对小学和初中学生进行实验课程时，诸如设备内部形成模型故障所需的时间以及形成整洁和清洁的故障所需的时间。将来，我们将继续实施实验程序并进一步改进设备。