断層深部における変形・すべり過程の解明

課題番号：5010

（1）実施機関名：

独立行政法人産業技術総合研究所

（2）研究課題（または観測項目）名：

断層深部における変形・すべり過程の解明

（3）最も関連の深い建議の項目：

2.（4）ア.岩石の変形・破壊の物理的・化学的素過程

（4）その他関連する建議の項目：

2.（4）イ.地殻・上部マントルの物性の環境依存性

（5）平成20年度までの関連する研究成果（または観測実績）の概要：

• 断層形成・成長フロントおけるプロセスゾーンの詳細構造と断層複雑化機構を解明した。これは多チャネルAE観測・稠密弾性波トモグラフィ計測システムとデータ解析ソフトウェアを構築・開発した上で為されたものであり、この結果からフラクタル的な分布を持つクラック集合の腐食成長理論に基づく破壊モデルを構築することが出来た
• 封圧・間隙圧を独立に制御した高温高圧環境下における、弾性波速度・浸透率同時測定の開発と，測定による孔隙構造の物性値への影響を解明した。
• 断層粘土の浸透率と強度に関する実験を実施した。粘土のわずかな混入で浸透率がThermal Pressurizationを発生させるほど極端に低下すること、加えて脱水反応により低浸透性の断層内に高間隙水圧が発生するため、水のない環境でもThermal Pressurizationが起こりうることを示した。
• 現在地表に断層深部が露出している断層，福島県の畑川破砕帯，三重県の中央構造線の地質調査から，震源に相当する深度において，深部すべり様式の不均質を見出し，特定の領域が破壊核となる可能性を示した。

（6）本課題の5ヶ年の到達目標：

　内陸断層深部およびプレート境界深部で見られる非地震性すべりから地震性滑りへの遷移メカニズムをそれぞれ明らかにし、震源付近における応力集中過程と大地震への発展を解明する。さらに、地震破壊の準備過程で起こる現象を統一的に説明できるモデルの提案を目指す。　

（7）本課題の5ヵ年計画の概要：

　平成21‐22年度においては、かつての断層深部が地表に露出している断層について，震源相当深度において破壊核となった可能性のある場所と，それ以外の場所での応力履歴の違いを検討する。また、ガス圧式高温高圧岩石変形試験機を用い，蛇紋岩の，脆性‐塑性変形遷移条件での変形強度と速度依存性を計測する。さらに、様々な内部構造（クラック密度・間隙率等）を有する岩石試料を用いて岩石変形または断層滑りに伴う微小破壊と弾性波減衰等の物性値を稠密に計測する。
　平成23‐24年度においては、引き続きかつての断層深部が地表に露出している断層についての調査を継続するとともに、明らかになった断層深部の変形をガス圧式高温高圧変形試験機で再現することにより，断層深部すべりの力学的性質を明らかにする。また、岩石中の孔隙構造から変形時の応力を推定する手法を開発する。さらに、岩石変形または断層滑りに伴う物性値の計測データを詳細に解析し、自然地震との対比を行い、岩石破壊モデルと摩擦モデル（あるいはそのパラメータ）の高度化を行う。
　平成25年度においては、前年度までの結果を基にゆっくり地震から大地震への発展をシミュレーションするための断層深部すべりモデルを構築する。さらに、地震破壊の準備過程で起こる現象を統一的に説明できるモデルを提案する。

（8）実施機関の参加者氏名または部署等名：

活断層・地震研究センター　地震素過程研究チーム

他機関との共同研究の有無：無

（9）公開時にホームページに掲載する問い合わせ先

部署等名：活断層・地震研究センター　地震素過程研究チーム
電話：029‐861‐3691
e‐mail：
URL：http://unit.aist.go.jp/actfault‐eq/index.html