石英脈微小流体包有物の直接化学分析によって解き明かす地震発生帯流体の起源と挙動

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Science of Slow to Fast Earthquakes
• Project/Area Number: 22H05308
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 井尻 暁 神戸大学, 海事科学研究科, 准教授 (70374212)
• Project Period (FY): 2022-06-16 – 2024-03-31
• Keywords: 石英脈 / 流体包有物 / 水素・酸素安定同位体比

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、プレート境界での巨大地震の発生メカニズムの解明のために、プレート境界型地震と密接に関係すると考えられる流体の素性を明らかにすることを目的とする。本研究では宮崎県延岡市の延岡衝上断層に分布する石英脈中に存在する流体包有物に着目した。延岡衝上断層は南海トラフの地震性分岐断層深部の構造に類似しており、断層周辺に形成された石英脈中の流体包有物は高間隙水圧の原因となった水を閉じ込めている可能性がある。また、近年の分析技術の発達によりμLレベルの水で水素・酸素同位体比（δD-H2O・δ18O-H2O）を分析できるようになった。この最新の分析技術を用いて延岡衝上断層の石英脈流体包有物中の水のδD-H2O・δ18O-H2O、および石英の酸素同位体比を分析し、断層周辺の水の起源と移動経路を考察した。
流体包有物分析のための試料は断層の上盤と下盤に分布する引っ張り亀裂に形成された石英脈から採取した。流体包有物中の水の水素・酸素同位体比はδD-H2O：-52.4～-98.0‰，δ18O-H2O：+6.0～+29.7‰で，海水よりもδD-H2Oは小さく，δ18O-H2Oは大きい傾向を示した．上盤・下盤試料のδD-H2O・δ18O-H2Oとこれまでに報告されている水・岩石鉱物に含まれる水の同位体比と比較したところ、水の起源はスラブ・マントル由来の水であることが示唆された。いずれの水にせよ、高温高圧下を経験した水がプレート境界層に沿って、分岐断層帯まで移流し、地震により形成した引っ張り亀裂に石英を沈殿させ流体包有物としてトラップされた可能性がある。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Origins of sediments and fluids in submarine mud volcanoes off Tanegashima Island, northern Ryukyu Trench, Japan (2023)
  • Author(s): Akira Ijiri, Ryoma Setoguchi, Yuki Mitsutome, Tomohiro Toki, Masafumi Murayama, Kyoko Hagino, Yohei Hamada, Takeyasu Yamagata, Hiroyuki Matsuzaki, Wataru Tanikawa, Osamu Tadai, Kazuya Kitada, Tatsuhiko Hoshino, Takuro Noguchi, Juichiro Ashi,Fumio Inagaki
  • Journal Title: Frontiers in Earth Science Volume: 11 Pages: 1206810
  • DOI: 10.3389/feart.2023.1206810
  • Peer Reviewed / Open Access