2020 Fiscal Year Research-status Report
Development of the technique for the assessment of fault activity using the formation age of clay minerals in fault rocks
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17K01326
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
福地 龍郎 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (90212183)
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2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 活断層 / 断層ガウジ / 粘土鉱物 / モンモリロナイト / カリ長石 / 熱水反応 / ESR / ESR年代測定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和元年度～２年度に掛けて，花崗岩質断層ガウジから検出されるモンモリロナイト起源の四重信号（Mo四重信号）を実験室で生成するために，野島花崗岩試料を用いた熱水反応実験（250℃，１～２週間程度）を幾度となく実施し，ガンマ線照射実験を試みたが，Mo四重信号は検出されなかった。そこで令和２年度は，Mo四重信号が検出される糸魚川－静岡構造線活断層系の白州断層ガウジ試料（山梨県北杜市小淵沢町国界橋露頭産出）を重液SPT（ポリタングステン酸ナトリウム）を用いて，密度2.59g/cm3を基準にして分離し，ESR（電子スピン共鳴）測定及びXRD（X線回折）分析を実施した。その結果，Mo四重信号は密度2.59g/cm3以下の白色鉱物から検出されることが明らかになった。また，この白色鉱物（≦2.59g/cm3）のXRD分析を実施した結果，主にカリ長石（正長石）で構成されることが判明した。一方，密度2.59g/cm3超の白色鉱物からはMo四重信号は検出されず，XRD分析の結果，主に石英及び斜長石で構成されることが判明した。また，白州断層ガウジの源岩である新鮮な鳳凰型花崗岩を重液SPT（密度2.59g/cm3）で分離し，ESR測定及びXRD分析を実施した結果，≦2.59g/cm3の白色鉱物は，断層ガウジと同様に，主にカリ長石（正長石）で構成されていたが，Mo四重信号は検出されなかった。以上の結果より，白州断層ガウジ試料から検出されるMo四重信号は，カリ長石（正長石）が断層作用による熱水変質を受けて生成されるようになったと考えられる。Mo四重信号を用いると，カリ長石（正長石）が熱水変質を受けた年代，すなわち断層活動年代を決定できる可能性がある。なお，熱水変質を受けたカリ長石（正長石）から検出されるMo四重信号とモンモリロナイトから検出されるMo四重信号との関係については今後明らかにする必要がある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
研究代表者は，平成３０年度から令和２年度まで山梨大学教育学部附属小学校校長を兼任しており，通常の大学業務に加えて，附属小学校校長の業務を日常的に行っていたが，令和２年度は，新型コロナウイルス感染拡大を受けて，附属小学校が一斉休校になるなど，新型コロナウイルスへの様々な対応に追われたため，科研費研究の時間を十分に確保できなかった。また，新型コロナウイルス感染拡大に伴う外出規制があり，ESR解析や熱水反応実験に使用する試料のサンプリングが計画通り行えず，当初計画に遅延を来した。なお，科学研究費助成事業（学術研究助成基金助成金）補助事業期間延長承認の申請を行い，令和３年度までの期間延長が承認されている。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和３年度は，前年度に明らかになった熱水変質カリ長石（正長石）からMo四重信号が普遍的に検出されるかどうかを確認し，またモンモリロナイトから検出されるMo四重信号との関係について明らかにするために，野島断層ガウジを始めとする様々な花崗岩質断層ガウジ試料を採取し，ESR測定及びXRD分析を実施する。
一方，新鮮なカリ長石（正長石）や花崗岩試料を用いた熱水反応実験を実施し，熱水反応後の試料のガンマ線照射実験を行う。熱水反応実験では，加熱温度及び時間やpHが異なる複数の条件下で実験を行い，熱水変質したカリ長石（正長石）のXRD強度や熱水生成した粘土鉱物のXRD強度の変化をXRD分析により明らかにする。また，熱水反応実験により粘土鉱物が生成する温度と時間の関係式（アレニウス式）を求め，断層岩試料採取地点の地温勾配及び隆起速度データとアレニウス式から各粘土鉱物の生成年代を見積もる。
さらに，断層岩からカリ長石（正長石）あるいはモンモリロナイト起源の四重信号（Mo四重信号）が検出される場合には，ESR年代測定を実施し，粘土鉱物の生成年代とESR年代値の比較検討を行う。
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| Causes of Carryover |
令和２年度は，通常の大学業務と山梨大学教育学部附属小学校校長職を兼任していたため，新型コロナウイルス感染拡大を受けて，附属小学校の一斉休校への対応や感染防止策の検討など，新型コロナウイルスへの様々な対応に追われたため，科研費研究の時間を十分に確保できず，当初計画に遅延を来した。また，新型コロナウイルス感染拡大に伴う外出規制があり，ESR解析や熱水反応実験に使用する試料のサンプリングが計画通り行えなかったために，業者に外注する予定であった定量分析が行えず，次年度使用額が発生した。
次年度使用額については，各種分析や実験に使用する断層岩関連試料の採取に必要な旅費として使用する他，実験装置の消耗品費用やESR年代測定を実施する際に必要となる放射性元素濃度の定量分析の外注費用として使用することを計画している。また，令和３年度に採取した断層ガウジ試料からイライトが検出された場合には，K-Ar年代測定の外注費用として使用することを計画している。
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| Remarks |
糸魚川－静岡構造線の研究
http://www.ccn.yamanashi.ac.jp/~tfukuchi/sub3.htm
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