Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
本研究では、沈み込み帯におけるスロー地震群の発生と流体移動・鉱物沈殿の関係を理解するために、深部スロー地震域の陸上アナログとみなされる付加体・変成帯中に認められる石英脈の形成過程の解析を行う。まず、石英脈の地質構造的特徴、組織、形成温度の解明を行う。その上で、石英の酸素安定同位体分析に基づく、石英沈殿時の水/岩石比と過飽和度の推定を行う。得られた結果と現在の南海トラフ深部の速度・減衰構造とを比較し、現在の南海トラフ深部で観測されるスロー地震域の地球物理学的性質が石英脈形成で説明可能かどうか検討する。
沈み込み帯におけるスロー地震の発生を規定する環境要因として、流体の存在、脆性-延性遷移、パッチ状の構造など複数の仮説が提唱されている。白亜紀～古第三紀の付加体である四万十帯は約150~350℃の被熱を受けたことが知られているが、その分布の南西端に位置する沖縄県慶良間諸島には非常に高温の被熱を受けたと考えられる地質体が分布しており、沈み込み帯における脆性-塑性遷移を記録していると期待されることから調査を行った。慶良間諸島の砂岩中のジルコンU-Pb年代の最若値は約104 Ma, 白雲母K-Ar年代は約90 Maであり、付加体の形成と上昇は約100 Ma前後の短期間に生じたことが判明した。ラマン分光分析から最高被熱温度は約500℃と見積もられ、これは緑色岩の鉱物組み合わせと調和的であった。緑色岩と砂質/泥質変成岩の境界は初生的には貫入境界を示しており、この高い被熱は海嶺沈み込みに伴う高い地温勾配によるものと推定した。砂岩中に四万十帯で初となるマイロナイトを発見した。マイロナイトは礫岩を原岩とする部分に特徴的に発達し、EBSD分析の結果から、石英のc軸ファブリックはtype-IIクロスガードルを示し、変形時の温度は最高被熱時とほぼ一致することが示された。北西側が衝上する剪断センスは泥質変成岩中の石英脈集中帯など脆性変形部にも観察され、沈み込み時の温度上昇を伴う一連の変形を記録すると考えた。慶良間諸島では石英脈を多く含む泥質変成岩中に見られる溶解-析出クリープから礫質マイロナイトに見られる延性変形まで、変形機構の変化と脆性-延性遷移の痕跡が産することを明らかにし、石英脈の形成が脆性-延性遷移の直前に生じたことを考察した。今後マイロナイトの詳細な解析を継続することにより、地温勾配・流体圧と沈み込み帯のレオロジーとの関係に天然から制約を与えることが期待される。
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results, Peer Reviewed: 8 results, Open Access: 8 results) Presentation (39 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results, Invited: 3 results)
Island Arc
Volume: 30 Issue: 1 Pages: 1-17
10.1111/iar.12402
Scientific Reports
Volume: 10 Issue: 1 Pages: 12281-12281
10.1038/s41598-020-68418-z
Geochemistry, Geophysics, Geosystems
Volume: 21 Issue: 6
10.1029/2019gc008786
Geo-Marine Letters
Volume: - Issue: 3 Pages: 309-324
10.1007/s00367-020-00636-w
Volume: 28 Issue: 5 Pages: 1-15
10.1111/iar.12320
Volume: 20 Issue: 7 Pages: 3431-3449
10.1029/2019gc008256
Progress in Earth and Planetary Science
Volume: 6 Issue: 1 Pages: 36-36
10.1186/s40645-019-0281-2
Lithos
Volume: 334-335 Pages: 69-87
10.1016/j.lithos.2019.01.033
