封圧下における石英を含まない岩石の摩擦電磁気現象に関する実験的研究

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  • Experimental studies of electromagnetic signals associated with stickslip of quartz free rocks
  • 概報 封圧下における石英を含まない岩石の摩擦電磁気現象に関する実験的研究
  • ガイホウ フウ アツカ ニ オケル セキエイ オ フクマナイ ガンセキ ノ マサツデンジキ ゲンショウ ニ カンスル ジッケンテキ ケンキュウ

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抄録

30 MPaから120 MPaまでの封圧条件の下で，30° にプレカットされた円柱状の試料を用いて固着すべり実験を行った．実験には石英を含まない玄武岩，斑レイ岩とカンラン岩試料を用いた．岩石試料への軸方向荷重載荷は微量吐出手動ポンプで行い，速度は約0.003 mm/s となるように操作した．磁界信号を検出するセンサには試料の周方向に配置したソレノイドを用いている．電界信号を検出するセンサには2 枚の銅板を対（30×30 mm）にした電極を2組用い，各電極対を円柱状試料の周方向にプレカット面に直行配置及び面と相対（平行）する方向に配置して記録した．　実験の結果，石英を含まない試料においても，固着すべり間のすべり時に電界及び磁界変化が全ての試料において検出された．しかし，これらの信号は定常滑り時には検出されなかった．銅板電極対で計測した電界変化の振幅は，斑レイ岩ではほぼ全ての試料において滑り面と平行に配置された電極対のほうが滑り面に対して垂直に配置された電極対で計測した値より大きい値を示し，電界変動の異方性を示唆する結果が得られた．<br> 　更に，コイルで検出した信号と電極で観察された信号がほぼ同時に生起していることから，滑り面間の電荷の分離と放電が同時に起きたものと考えられる．<br> 　また，電極対で計測した電界変化の振幅は，固着すべり時の応力降下量と共に増加していることも分かった．<br> 　次に，電界変動の異方性を確認することを目的に，4 つの銅電極それぞれに誘起する信号を個別に計測した．この結果，斑レイ岩試料では滑り面を挟んで平行に配置した電極で検出した信号は発生初期に逆極性を示し，滑り面と平行な方向と垂直な方向の異方性を確認することができた．しかし玄武岩試料においても斑レイ岩と同様の結果が得られたが発生した電・磁界のレベルは低く明確な差は見られないものもあった．

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