2021 Fiscal Year Annual Research Report
Geochemical Research on Dynamic Weakening of Fluid-Bearing Earthquake Faults
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21H01194
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
石川 剛志 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(高知コア研究所), 研究所長 (30270979)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 地震 / 断層 / 地球化学 / 流体岩石相互作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
流体存在下での地震断層の動的な強度低下（弱化）プロセスを化学的な視点から明らかにする目的で、以下の研究を行った。
(1) 地震時に350℃以上の高温流体岩石相互作用を経験しアルバイト（Na斜長石）を晶出したことが過去の分析により判明しているコディアック付加体中の断層岩およびその母岩についてストロンチウム安定同位体比（88Sr/86Sr）の分析を行った。その結果、断層岩には母岩に比べて明らかに低い88Sr/86Sr比を示すものがあることが判明した。また、四万十付加体和歌山日高地域のアルバイトを含む断層岩および母岩について主成分・微量元素の測定・解析を行った。その結果、断層岩にアルバイト形成に関係すると考えられる微量元素組成の変化を検出した。
(2) 沈み込み帯形成初期のプレート境界断層のアナログとみなせるオマーンオフィオライト底部の玄武岩・堆積岩起源の変成岩（メタモルフィックソール）について微量元素・同位体組成の解析を行った。その結果、メタモルフィックソールから推定されるプレート境界流体の組成的特徴が、同時期に活動したボニナイトマグマ形成に寄与した流体の組成的特徴と整合的であることが判明した。
(3) 2016年熊本地震において、震源の布田川断層帯付近の地下水系に、一時的に高温流体の流入があった可能性をリチウム・ホウ素同位体分析に基づき明らかにした成果を論文として発表した。
(4)上記のように断層内流体岩石相互作用解析の鍵の１つであるホウ素について、微量同位体分析を阻害する主要因である、実験室内コンタミネーションの起源と回避策を包括的に明らかにした成果を論文として発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
コディアック付加体および四万十付加体のアルバイトを含む断層岩および周囲の母岩については予定通りの分析を行うことができ、両者について流体岩石相互作用に関わる微量元素組成の共通的な特徴を確認できた。一方、メタモルフィックソールの分析データからはプレート境界流体の組成を第１次近似的にではあるが見積もることができた。
地震時の流体岩石相互作用を評価する新しいツールとして期待しているリチウム同位体・ホウ素同位体についても、その有効性を示す成果および分析技術を向上させる成果を出すことができた。
以上のように地震時の断層帯に存在した流体とそこで生じた流体岩石相互作用の化学的キャラクタリゼーションが進んでおり、研究の進捗は概ね順調であると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
コディアック付加体・四万十付加体等の沈み込み帯断層やオマーンオフィオライト岩石の微量元素・同位体分析を用いた地震時の流体岩石相互作用やプレート境界流体移動過程に関する研究は予定通り進める。
これらに加え、流体存在下での地震断層プロセスの実像により迫るため、沈み込み帯以外の断層や沈み込み帯流体そのものの化学分析を通した取り組みも合わせて行ってゆく。
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