（2）研究課題（または観測項目）名
南アフリカ大深度金鉱山における準備期・直前期の地震破壊域近傍の岩盤挙動の観測
（3）最も関連の深い建議の項目
- 2.地震・火山現象解明のための観測研究の推進
- （3）地震発生先行・破壊過程と火山噴火過程
- （3-1）地震発生先行過程
（4）その他関連する建議の項目
- 2.地震・火山現象解明のための観測研究の推進
- （2）地震・火山噴火に至る準備過程
- （2-1）地震準備過程
- イ．非地震性滑りの時空間変化とアスペリティの相互作用
- （3）地震発生先行・破壊過程と火山噴火過程
- （3-1）地震発生先行過程
- （4）地震発生・火山噴火素過程
（5）本課題の５か年の到達目標
震源核形成過程は、理論的・実験的に存在することが確認されている地震の直前過程の核心部分であり、それが実際に観測可能かどうかということが、短期的な予知の実現へ向けて解明すべき最重要課題であると考えられる。しかし、通常の自然地震を対象にする限り、大地震は滅多に発生しない。また、中小地震の震源から至近距離で観測することは難しい。したがって、南ア金鉱山における半制御地震発生実験によって、観測事例を増やすこと、および、より詳細像を得ることは非常に重要である。本課題では、主に高感度・広ダイナミック・レンジの石井式歪計の連続収録によって地震発生準備期の歪変化の詳細を観測する。次の5ケ年の目標は、観測周波数帯域において、また、観測ダイナミック・レンジで盲点がより少ない観測をより多くのサイトで行うことである。
（6）本課題の５か年計画の概要
平成２１年度では下記の活動を行う。
Mponeng金鉱山地下3.5kmのサイト付近での採掘があと数ヶ月間続く予定で、この間は地震活動が比較的活発であり続けると予想される。AE・歪観測を継続しより多くの事例の解析を行う。
水没金鉱山（Buffelsfontein鉱山地下2kmとERPM鉱山地下2.5～3.5km）の歪・地震観測を継続する。ERPM鉱山は閉山したため、採掘活動がない場合の比較的Dryな領域とWetな領域の地震活動を比較できると期待される。
石井式歪計2台と複数の加速度計とによる観測を、複数の鉱山で新たに始める準備を行う。候補の鉱山はSouth Deep金鉱山, Driefontein金鉱山, Kloof金鉱山である。三次元配置でより多くの石井式歪計、AEセンサー、加速度計などからなる総合観測網を、2～3年の間にM＞2の地震の発生が予測されている既存の断層の周囲に展開する準備を行う。候補の鉱山はMoab Khotsong鉱山である。
平成２２年度は、既存の観測を継続しつつ、新しい総合観測網の構築を開始する。
平成２３年度は、既存の観測を継続しつつ、年度の前半には新しい観測網の構築を完了し、データ解析を始める。
平成２４年度までには、新しい観測網の中で２～３個のM2級の地震発生を至近距離で収録できると予想され、その詳細を解析する。
平成２５年度は、成果をまとめる。
（7）平成21年度成果の概要
Mponeng金鉱山地下3.5 kmのサイト付近では、2009年前半まで続いた採掘に伴う歪変化を観測し、また、過去の記録を精査した。二台の歪計から25m以内で発生したM w0.3の地震の6.5時間前から顕著な非地震性の変化が見出された。変化が最大のものは約4×10-7におよび、それはM w0.3の最大のcoseismic変化（3.6×10-6）が見られた成分で観測された（桂・他、2009）。
Moab Khotsong鉱山において、2～3年の間にM＞2の地震の発生が予測されている既存の断層の周囲に、広帯域地震計、加速度計、AEセンサーなどとともに、8～9台の歪計からなる総合観測網を、３次元配置で展開する準備を始めた。
石井式歪計2台と他の計器による同時観測を、複数の鉱山で新たに始める準備も行った。Ezulwini鉱山ではAEとの同時観測、Driefontein金鉱山では強震動との同時観測、South Deep金鉱山および Kloof金鉱山では鉱山の通常の地震観測と同時に歪観測が行われる。
水没金鉱山（Buffelsfontein鉱山地下2kmとERPM鉱山地下2.5～3.5km）の歪・地震観測を継続した。
以上は、「（６）本課題の5か年計画の概要」に記した平成２１年度の計画に沿う進捗状況である。
（8）平成21年度の成果に関連の深いもので、平成21年度に公表された主な成果物（論文・報告書等）
- 直井 誠，2010, 南アフリカ大深度金鉱山で発生したM２地震震源近傍でのアコースティック・エミッション観測，東京大学博士論文.
- 桂 泰史・小笠原宏・安武剛太・川方裕則・山本覚仁・中谷正生・直井 誠・矢部康男・石井 紘・E. Pinder・G. Morema，JAGUARS，2009, 歪計から20mで発生したM2の断層滑り方向延長部で続発したM～２地震に関連する歪変化 －南アフリカMponeng金鉱山，日本地震学会秋季大会予稿集，P1-66．
- 小笠原宏・川方裕則・石井 紘・中谷正生・矢部康男・飯尾能久，南アフリカ金鉱山における半制御地震発生実験国際共同研究グループ，2009，南アフリカ金鉱山における半制御地震発生実験－至近距離観測による地震発生過程の解明に向けて－，地震2，61，日本地震学会60周年記念特集号，S563-S573．
- Ogasawara, H., R.J. Durrheim, M. Nakatani, Y. Yabe, A. Milev, A. Cichowicz, H. Kawakata, H. Moriya, JST-JICA SA research group, 2009, A Japanese - South African collaboration to mitigate seismic risks in deep gold mines, in “Proceedings of 1st Hard Rock Safe Safety Conference”, South African Institute of Mining and Metallurgy, 115-134.
- Yabe, Y., J. Philipp, M. Nakatani, G. Morema, M. Naoi, H. Kawakata, T. Igarashi, G. Dresen, H. Ogasawara, and JAGUARS, 2009, Observation of numerous aftershocks of an Mw 1.9 earthquake with an AE network installed in a deep gold mine in South Africa, Earth Planets Space, 61, e49-e52.
- Durrheim, R.J., H. Ogasawara, M. Nakatani, Y. Yabe, A. Milev, A. Cichowicz, H. Kawakata, H. Moriya and the JST-JICA SA research group, 2009, Observational study to mitigate seismic risks in mines: a new Japanese－South African collaborative project, in “Proceedings of South African Geophysical Association Biennial Technical Meeting and Exhibition”, 73-79.
（9）平成22年度実施計画の概要
「（７）平成２１年度成果の概要」に記したように、新しい総合観測網の構築準備がほぼ完了したため、平成２２年度は、「（６）本課題の5か年計画の概要」で記した通り、新しい総合観測網の構築を開始する。既存の観測も継続する。
（10）実施機関の参加者氏名または部署等名
立命館大学総合理工学研究機構 小笠原宏・川方裕則
他機関との共同研究の有無
有
東濃地震科学研究所 石井 紘・大久保慎人
東京大学地震研究所 中谷正生
東北大学大学院理学研究科 矢部康男・大槻憲四郎
鹿児島大学大学院理工学研究科 中尾 茂
京都大学防災研究所 飯尾能久