熱年代学と方解石脈分析による沈み込み帯震源域の熱過程研究

2011 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21340146
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 田上 高広 京都大学, 理学研究科, 教授 (80202159)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 堤 昭人 京都大学, 理学研究科, 助教 (90324607)
• Keywords: 熱年代学 / 方解石脈 / 沈み込み帯 / 震源域 / 熱過程 / フィッショントラック / ジルコン / 興津

Research Abstract

先行研究により、境界断層(四万十付加帯興津メランジェ直上の古震源断層)を挟んで上盤側の野乃川層側約1kmと下盤側の興津メランジェ約500mの計22地点からジルコンFTデータが得られ、上盤側の断層近傍20m以内ではFTのアニーリングによる短縮と年代値の若返りが見いだされた。そこで、この加熱帯の時空分布を絞り込むことを目指し、上記のデータが得られた海岸付近の2つのルートに加えて、新たに陸側の2つのルートについてもジルコンを用いたFT分析を行った。
採取した試料のうち約半分は、追加のジルコンFT分析のため、京都大学において鉱物分離しジルコンを抽出した。形状・透明度・粒径の良好なジルコンを実体顕微鏡下でハンドピックし、埋め込み、研磨の後、アルカリ溶液中でエッチングし、自発トラックを出現させた。高解像度の透過型光学顕微鏡下で観察し、結晶内部に両端が有り全長を持つトラックについて、トラックの長さを測定した。
昨年度までに、海岸側の1つのルートの補足的な測定に加え、陸側の2つのルートについて測定を進め、合計52地点においてデータを得ることができた。そこで、本年度はデータを質的により充実させるとともに、温度履歴のインバージョン解析を進め、空間分布の解析と地質学的位置づけも含めて、結果の取りまとめを行った。その結果、上盤側では4つのルートのすべてにおいて断層から20m以内の範囲で二次的な加熱イベントが検出された。また、下盤側でも2地点において再加熱が存在することが確実になった。これらから、加熱帯は断層沿いの広い範囲に存在し、加熱の強度には局地性があることが確定した。また、加熱イベントの時期を48±6Ma(2SE)と求めることが出来た。これは付加体形成時期よりかなり若く、アウト・オブ・シークエンス断層の活動に伴う熱水輸送を反映していると結論づけられる。

Research Products

• [Journal Article] Velocity dependence of shear-induced permeability associated with frictional behavior in fault zones of the Nankai subduction zone (2012)
  • Author(s): Tanikawa, W., Mukoyoshi, H., Tadai, O., Hirose, T., Tsutsumi, A. and Lin, W
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research Volume: (in press)
  • DOI: DOI:10.1029/2011JB008956
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The first (U-Th)/He thermochronology of pseudotachlylyte from the Median Tectonic Line, southwest Japan (2012)
  • Author(s): Yamada, K., Hanamuro, T., Tagami, T., Shimada, K., Takagi, H., Yamada, R., Umeda, K.
  • Journal Title: J.Asian Earth Sci. Volume: 45 Pages: 17-23
  • DOI: doi:10.1016/j.jseaes.2011.08.009
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Denudation history of the Kiso Range, central Japan, and its tectonic implications : Constraints from low-temperature thermochronology (2012)
  • Author(s): Sueoka, S., Kohn, B.P., Tagami, T., Tsutsumi, H., Hasebe, N., Tamura, A., Arai, S.
  • Journal Title: Island Arc Volume: 21 Pages: 32-52
  • DOI: doi:10.1111/j.1440-1738.2011.00789.x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Thermochronological investigation of fault zones (2012)
  • Author(s): Tagami, T.
  • Journal Title: Tectonophys Volume: (in press)
  • DOI: 10.1016/j.tecto.2012.01.032
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Unspiked K-Ar dating of koolau lavas, Hawaii : Evaluation of the influence of weathering/alteration on age determinations (2011)
  • Author(s): Yamasaki, S., Sawada, R., Ozawa, A., Tagami, T., Watanabe, Y., Takahashi, E.
  • Journal Title: Chem.Geol. Volume: 24 Pages: 243-257
  • DOI: 10.1016/j.chemgeo.2011.05.003
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Progressive illitization in fault gouge caused by seismic slip propagation along a megasplay fault in the Nankai Trough (2011)
  • Author(s): Yamaguchi, A., Sakaguchi, A., Sakamoto, T., Iijima, K., Kameda, J., Kimura, G., Ujiie, K., Chester, F.M., Fabbri, O., Goldsby, D., Tsutsumi, A., Li, C-F., Curewitz, D.
  • Journal Title: Geology Volume: 39; no.11 Pages: 995-998
  • DOI: 10.1130/G32038.1
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Friction velocity dependence of clay-rich fault material along a megasplay fault in the Nankai subduction zone at intermediate to high velocities (2011)
  • Author(s): Tsutsumi, A., Fabbri, O., Karpoff, A.M., Ujiie, K., Tsujimoto, A.
  • Journal Title: Geophysical Research Letters
  • DOI: 10.1029/2011GL049314
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 3D modeling of the cycle of a great Tohoku-oki earthquake, considering frictional behavior at low to high slip velocities (2011)
  • Author(s): Shibazaki, B., Matsuzawa, T., Tsutsumi, A., Ujiie, K., Hasegawa, A., Ito Y.
  • Journal Title: Geophysical Research Letters Volume: 38
  • DOI: 10.1029/2011GL049308
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Reproduction of thermal pressurization and fluidization of clay-rich fault gouges by high-velocity friction experiments and implications for seismic slip in natural faults, Geology of the earthquake source (2011)
  • Author(s): Ujiie, K., Tsutsumi, A., Kameda, J.
  • Journal Title: The Geological Society of London Special Publications Volume: 359 Pages: 267-285
  • DOI: 10.1144/SP359.15
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Thermochronological investigation of seismogenic fault zones : anoverview and examples from Japanese Islands (2012)
  • Author(s): Tagami, T.
  • Organizer: International Conference on a New Perspective of Great Earthquakes along Subduction Zones
  • Place of Presentation: 高知文化プラザかるぽーと(高知県)
  • Year and Date: 2012-02-28
• [Presentation] Frictional properties of clay-rich fault materials in the Nankai subduction zone for intermediate to high-velocities (2011)
  • Author(s): Tsutsumi, A., Mizuno, Y., Kanagawa, K., Ujiie, K.
  • Organizer: International conference on a new perspective of great earthquakes along subduction zones
  • Place of Presentation: 高知文化プラザかるぽーと(高知県)
  • Year and Date: 20110229
• [Presentation] Frictional properties of clay-rich fault materials along a megasplay fault in the Nankai subduction zone for intermediate to high-velocities (2011)
  • Author(s): Tsutsumi, A., Fabbri, O., Karpoff, A.M., Ujiie, K.
  • Organizer: 2011 Fall Meeting, AGU
  • Place of Presentation: San Francisco, USA
  • Year and Date: 2011-12-05
• [Presentation] ジルコンフィッショントラックのannealing kinetics (2011)
  • Author(s): 山田隆二, 田上高広
  • Organizer: 日本地質学会第118年学術大会・日本鉱物科学会2011年年会合同学術大会(水戸大会)
  • Place of Presentation: 茨城大学水戸キャンパス(茨城県)
  • Year and Date: 2011-09-11
• [Presentation] Constraining timing of brittle deformation-a case study from fault zones in Toki Granite, Japan (2011)
  • Author(s): Yamasaki, S., Zwingmann, H., Todd, A., Yamada, K., Umeda, K., Tagami, T.
  • Organizer: Goldschmidt 2011
  • Place of Presentation: Prague, Czech Republic
  • Year and Date: 2011-08-15
• [Presentation] 断層帯のジルコン熱年代学-四国興津地域を例として- (2011)
  • Author(s): 郁芳隨徹
  • Organizer: 地球惑星科学関連学会2011年連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場(千葉県)
  • Year and Date: 2011-05-25
• [Presentation] 水和化非晶質シリカの力学挙動と変形組織について (2011)
  • Author(s): 堤昭人
  • Organizer: 地球惑星科学関連学会2011年連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場(千葉県)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-05-24
• [Presentation] 断層帯のジルコン熱年代学-跡津川断層系茂住祐延断層を例として- (2011)
  • Author(s): 郁芳隨徹
  • Organizer: 地球惑星科学関連学会2011年連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場(千葉県)
  • Year and Date: 2011-05-22
• [Presentation] 断層ガウジ中の細粒雲母粘土鉱物のK-Ar年代法への適用 (2011)
  • Author(s): 山崎誠子
  • Organizer: 地球惑星科学関連学会2011年連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場(千葉県)
  • Year and Date: 2011-05-22