Establishment of luminescence dating of faults proved by high-velocity friction experiments

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H02001
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 17040:Solid earth sciences-related
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: Oohashi Kiyokazu 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (70615525)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 長谷部 徳子 金沢大学, 環日本海域環境研究センター, 教授 (60272944)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 活断層 / 光刺激ルミネッセンス / 摩擦発熱 / 地震性断層すべり / 高速摩擦実験 / 断層ガウジ / 加熱実験 / 断層帯掘削

Outline of Final Research Achievements

In order to establish a new method for evaluating Quaternary fault activity using luminescence dating, we conducted high-velocity friction experiments that reproduce earthquake slip in laboratory and systematically examined changes in luminescence signal intensity (equivalent to age values). As a result, we found that the signal intensity decreases due to frictional heat generated during high-velocity slip of the fault. Normal stresses corresponding to a depth of approximately 100-200 m are required for age resetting to occur. Based on these findings, we conclude that it is possible to determine the timing of active faulting using luminescence dating if the survey site is appropriately chosen.

Free Research Field

地質学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究成果は活断層の活動評価法に新たな手段を提供するものであり、この技術を社会実装することで、活断層の活動評価精度の向上が見込まれる。具体的には、(1) 活断層の調査地点の選択肢を新たに増やす、(2) 海洋底掘削や内陸断層掘削で得られたコア試料、基盤露出地域、地下空間など、上載地層を伴わない断層の活動時期に関する情報を与える、(3)炭素14年代測定法の適用困難な数万年前以前に活動した断層の活動時期に関する情報を与える、の3つが挙げられる。また、本手法は適用年代範囲が広いため、数万～数10万年時間スケールの長期的なテクトニクスの理解にも資するものと考えられる。