2022 Fiscal Year Annual Research Report
高速摩擦の知見に裏付けされたルミネッセンス断層年代測定法の確立
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19H02001
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
大橋 聖和 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (70615525)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 光刺激ルミネッセンス / 阿蘇火砕流堆積物 / 布田川断層 / 短時間急速加熱実験 / 断層ボーリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2022年度の研究計画は、(1)前年度に実施した布田川断層ボーリング掘削の成果を取りまとめ、ボーリング試料の詳細な観察・記載を行って断層帯の構造を明らかにした後、断層試料のルミネッセンス年代測定を実施すること、(2) 掘削深度に相当する深部条件で室内高速摩擦実験を行い、天然の光刺激ルミネッセンス信号の特性を再現できるかどうかを検証すること、および(3)石英ルミネッセンス信号の加熱に伴う変化を明らかにするため、短時間急速加熱実験を行い、信号変化のカイネティクスを理解することであった。
(1)に関して、ボーリング試料のコア柱状図作成および変形構造記載から、複数の阿蘇火砕流堆積物とそれを変位させる断層の存在が明らかとなった。年代測定は破壊分析であるため、本年度はその前段階の記載に注力したため、ルミネッセンス年代測定の実施は本年度内には完了していない。一方、(2)に関して、布田川断層地表試料を用いた高速摩擦実験を行い、地下約100mに相当する垂直応力3MPa下でルミネッセンス信号が顕著に減少することを明らかにした。信号強度は蓄積線量にして出発物質の1/3程度にまで減少し，年代値では出発物質の約90kaに対して約27kaに若返りが認められた。
(3)に関して、加熱温度200～500℃，加熱時間3～75秒で、合計18パターンの短時間加熱実験を実施した。実験後試料のルミネッセンス測定の結果、全ての試料で部分もしくは完全リセットが起こっていることが明らかとなった。リセットを生じる温度・時間条件を短時間加熱実験と高速摩擦実験で比較したところ、ほぼ一致することが分かった。また、既存研究（長時間加熱実験）によって得られているトラップ寿命とも整合的な結果となった。これは、高速摩擦実験時の石英の信号変化の要因は熱そのものであり、長時間加熱時と短時間加熱時のカイネティクスに顕著な違いはないことを示す。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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