中国四川省・龍門山断層の力学的・水理学的性質とWenchuan地震の発生機構

龙门山断裂带的力学、水力特征及四川汶川地震的发生机制

• 批准号: 10J07605
• 负责人: 東郷 徹宏
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (2011)Hiroshima University (2010)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J07605/
• 关键词: ウェンチャン地震; 龍門山断層; 高速摩擦実験; すべり弱化; slip-weakening-distance; 断層内部構造; アモルファスカーボン; グラファイト

本年度の研究では,四川省都江堰市近郊の虹口に露出した龍門山断層の内部構造の記載と,現地で採取した断層ガウジを用いて数mmから1.3mm毎秒までの幅広い速度領域で摩擦実験を行った.断層記載の研究では,(1)およそ30mにわたって断層ガウジ帯・角礫帯が帯状に分布していること,(2)地震時の変形は5-10mmの非常に薄いゾーンに集中していること,(3)断層岩には広くアモルファスカーボンが含まれており,coseismicな断層面近傍にはグラファイトが顕著に濃集していることが明らかになった.また,広島大学に設置した高速摩擦試験機を用いた摩擦実験では(1)断層ガウジは顕著なすべり弱化を示すこと,(2)数十cm毎秒以上の高速領域では顕著な速度弱化を示すこと,(3)slip-weakening-distance (Dc)は垂直応力・速度依存性があることなどが明らかになり,これらの結果から地震時などの高速度の断層運動では,摩擦挙動にすべり距離-速度依存性(distance-rate law)が成り立つことが明らかになった.本研究の目的である地震の発生機構を明らかにするためには,地震を引き起こした断層帯の内部構造を調べ,断層の物理的性質を実験的に決めることが不可欠であり,それらを比較・検討することにより,物理シミュレーションなどに提供できるパラメーターが得られると考えられる.そこで,本年度は2本の論文として現地調査と実験の結果を発表したことで,発生メカニズム解明のための基礎となるデータを公表することができた.今後の課題としては実験後のサンプルの詳細な解析と,現地で行われている掘削コアとの比較,水理学的特性の決定が挙げられる.今後はこれらの課題に取り組んでいきたい.

在今年的研究中，我们描述了四川省都江堰市附近虹口出露的龙门山断裂的内部结构，并利用现场采集的断层泥进行了每秒数毫米至1.3毫米的宽速度范围内的摩擦实验。断层描述研究表明：（1）断层泥和角砾岩带呈带状分布，长度约30 m；（2）地震变形集中在5-10 mm的极薄带内（3）。过错结果表明，岩石中广泛含有非晶碳，且石墨在同震断层面附近明显富集。实验表明：（1）断层泥表现出明显的滑移减弱，（2）在数十个高速区速度明显减弱。厘米每秒或更高，以及 (3) 滑动减弱距离。很明显，(Dc) 具有垂直应力/速度依赖性，并且这些结果表明，在高速断层运动期间，例如地震期间，摩擦行为具有滑动距离-速率依赖性 (Dc)。为了阐明地震发生的机制，这是本研究的目的，我们调查了引起地震的断层带的内部结构，并通过实验确定了断层的物理性质，确定了参数，这是至关重要的。通过比较和考虑，可以获得可以为物理模拟等提供的参数。因此，通过今年在两篇论文中发表实地调查和实验的结果，我们能够发表数据，作为阐明生成机制的基础。作为未来的任务，我们将检查样本的结果包括详细的分析、与现场钻取岩心的比较以及水力特性的确定。我们希望在未来继续研究这些问题。

项目成果

Internal structure of Longmenshan fault zone at Hongkou outcrop, Sichuan, China, that caused the 2008 Wenchuan earthquake

• DOI: 10.1007/s11589-011-0789-z
• 发表时间: 2011-06
• 期刊: Earthquake Science
• 影响因子: 1.2
• 作者: T. Togo;T. Shimamoto;Shengli Ma;X. Wen;Honglin He

龍門山断層ガウジの多彩なすべり履歴のもとでの高速摩擦挙動

龙门三断层泥不同滑移历史下的高速摩擦行为

• 发表时间: 2010
• 作者: 東郷徹宏;嶋本利彦;馬勝利;Wen Xueze;廣瀬丈洋;曽根大貴
• 通讯作者: 曽根大貴