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地質学の近代化


地質学の近代化
2017.5.13
 本来、博物学及び鉱山・鉱床学を中核とした地質学は、岩石学、鉱物学の分野で著しい発展を遂げていますが、地形・地質学全般においては、活断層・活褶曲を扱う変動地形学(地質学)、地球温暖化対策や土壌汚染対策を念頭とした環境地質学の発展により、近代化が生じています。また、高度な数値計算を可能とするコンピューター技術の発達が構造地質学、地震地質学に大きな発展を促しています。


実験及び数値解析による地質学
2017.5.13
 近年、地震発生機構解明に関する岩石実験や高度な数値解析による造山帯の変動地質学が行われています。(木崎甲子郎編著,「上昇するヒマラヤ」,築地書館,1988.など)

 造山運動の詳細で具体的な数値解析は、プレート運動、地震及び火成活動(花崗岩の上昇)の統合で全体像を表現するわけですが、解析技術上、本来は粘弾性解析と温度応力解析を行う必要もあり、いまだ研究途上にあると思われます。また、コンピュータ技術の急速な向上で三次元解析が可能な時代となりました。

 以下に、ヒマラヤ山脈の応力場についてのFEM解析による研究論文を一部分紹介します。



 「ネパールヒマラヤにおける応力分布と地震断層の形成:有限要素法モデルによる考察」
 Stress distribution and seismic faulting in the Nepal    Himalaya:insights from finite element modeling

 Md.Mahmudul.Alam* and Daigorho Hayashi*,2003,Japanese   Journal of Structural Geology,No.47,37-48.

 Received 8 April 2002;accepted 16 January 2003

 * Department of Physics and Earth Sciences, University of the Ryukyus, Okinawa,Japan.

要旨 Abstract

 この研究でわれわれは二次元有限要素モデルを使用し、ヒマラヤの南北短縮期間における応力分布と断層の発達を予測(predict)した。最大圧縮応力場(σ1)の方向は2つのモデルの浅いレベル内で水平方向である。変位境界条件を様々に変えることによって、浅部地殻の応力が変わらない間に、深い地殻の主応力方向は変化する。

 モール・クーロン破壊は、MBT,MCT及びSTDSの地表付近の小崩壊を伴って、シワリーク,テーチス、花崗岩質の基盤の地表に近い断面に観察される。破壊は、the Higher Himalaya,the Lesser Himalayaあるいは花崗岩質基盤層の深部において、岩石層のレオロジーが変化するにもかかわらず、静水圧条件に原因があるために発生しない。

 ヒマラヤ地域における地震の発震機構解析Focal mechanism solutionsはヒマラヤの下方、北側に傾く面を伴いEW方向へ伸張した衝上逆断層の存在を示唆する。本シミュレーションはヒマラヤ上部に沿う衝上逆断層の類似の分布を予言している。

 Keywords;
 Finite Element Method(FEM),Mohr-Coulomb failure,Main Boundary Thrust(MBT),Main Central Thrusut(MCT),Sauth Tibetan Detachment System(STDS),Focal mechanisum








    

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