内陸断層との比較研究に基づくプレート境界断層の物質・力学的キャラクタリゼーション

• Project/Area Number: 13J04960
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Solid earth and planetary physics
• Research Institution: Yamaguchi University (2014); Chiba University (2013)
• Principal Investigator: 大橋 聖和 山口大学, 理工学研究科, 講師
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥2,530,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2014: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2013: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: ビトリナイト反射率 / 四万十帯 / スメクタイト / 摩擦実験 / 巨大分岐断層 / 海溝型巨大地震 / メランジュ / 動的強度弱化 / 巨大分断層

Outline of Annual Research Achievements

(1) 四万十付加体における地質調査と物質解析：昨年度に引き続き四国西部における四万十付加体の地質調査を行い，本研究における調査予定地域全域（仏像構造線から足摺岬まで）の構造調査を完了した．その結果，本調査地域では四万十帯北帯に7帯，南帯に2帯の地質図スケールの変形集中帯が存在することが明らかとなった．また，ほぼ全域においてビトリナイト反射率を求め，最高被熱温度が南方ほど高くなる傾向を認めた．最も浅部の変形を記録していると考えられる調査地域最北部の変形集中帯については，構造解析と断層岩試料の解析（薄片・研磨片作成）を行い，剪断センスの決定と変形条件の推定を行った．これにより，南海付加体で採取されている断層帯試料や岩石変形実験などで得られている付加体浅部の現象との対比が可能となった．

(2) 沈み込み帯浅部における断層弱化機構と組織発達：昨年度の研究において，粘土鉱物を含む断層が中速～高速摩擦すべりに対して動的強度弱化を示すことを明らかにし，その理由として粘土鉱物が少量でも含まれる事によって断層の透水率が大幅に低下し，間隙水圧上昇プロセスによって強度低下することを示した．本年は断層中の組織の発達を調べるために薄片を作成し，光学顕微鏡と電子顕微鏡を用いて詳細に調べた．その結果，断層帯内部での破砕の進行は極めて低調であり，非対称構造などの組織もほとんど発達しないことが明らかとなった．

(3) 巨大分岐断層浅部コア試料の解析結果：IODP第338次研究航海で採取された巨大分岐断層浅部コア試料の研磨片非破壊分析を行うとともに，主要な変形帯の薄片を作成し，光学顕微鏡と電子顕微鏡を用いた詳細な組織観察を行った．また，コア試料の年代の食い違いから断層変位前の地層の復元を行い，変位量を見積もった．その結果，コア試料中に求められる変形構造は，見積もられた変位量と比べて発達の程度が低いことが明らかとなった．

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Pelagic smectite as an important factor in tsunamigenic slip along the Japan Trench (2015)
  • Author(s): Kameda, J., Shimizu, M., Ujiie, K., Hirose, T., Ikari, M., Mori, J., Oohashi, K., and Kimura, G.
  • Journal Title: Geology Volume: 43 Issue: 2 Pages: 155-158
  • DOI: 10.1130/g35948.1
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Strain-induced amorphization of graphite in fault zones of the Hidaka metamorphic belt, Hokkaido, Japan (2015)
  • Author(s): Nakamura,Y., Oohashi, K., Toyoshima, T., Satish-Kumar, M., and Akai, J.
  • Journal Title: Journal of Structural Geology Volume: 72 Pages: 142-161
  • DOI: 10.1016/j.jsg.2014.10.012
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dynamic weakening of smectite-bearing faults at intermediate velocities: Implications for subduction zone earthquakes (2015)
  • Author(s): Oohashi, K., T. Hirose, M. Takahashi, and W. Tanikawa
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research, Solid Earth Volume: 120 Issue: 3 Pages: 1572-1586
  • DOI: 10.1002/2015jb011881
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Carbon-forming reactions under a reducing atmosphere during seismic fault slip (2014)
  • Author(s): Oohashi, K., Han, R., Hirose, T., Shimamoto, T., Omura, K., and Matsuda, T.
  • Journal Title: Geology Volume: 42 Issue: 9 Pages: 787-790
  • DOI: 10.1130/g35703.1
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Graphite as a lubricating agent in fault zones : An insight from low- to high-velocity friction experiments on a mixed graphite-quartz gouge (2013)
  • Author(s): Oohashi, K., Hirose, T., and Shimamoto, T
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research Solid Earth Volume: 118 Issue: 5 Pages: 2067-2084
  • DOI: 10.1002/jgrb.50175
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 準高速すべりに伴うスメクタイト質断層の動的強度弱化 (2015)
  • Author(s): 大橋聖和，廣瀬丈洋，高橋美紀，谷川亘
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合合同大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉県）
  • Year and Date: 2015-05-25
• [Presentation] 南海付加体，巨大分岐断層浅部コア試料に認められる変形構造：IODP Exp. 338解析結果 (2015)
  • Author(s): 大橋聖和，Olivier Fabbri，山口 飛鳥
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合合同大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉県）
  • Year and Date: 2015-05-24
• [Presentation] 四国西部四万十帯トラバース (2014)
  • Author(s): 大橋聖和，金川久一
  • Organizer: 日本地質学会第121年学術大会（鹿児島大会）
  • Place of Presentation: 鹿児島大学（鹿児島県）
  • Year and Date: 2014-09-14
• [Presentation] 長期的な物質・組織変化による断層強度変遷 (2014)
  • Author(s): 大橋聖和
  • Organizer: 日本地質学会第121年学術大会（鹿児島大会）
  • Place of Presentation: 鹿児島大学（鹿児島県）
  • Year and Date: 2014-09-13
• [Presentation] Dynamic weakening of smectite-rich faults at intermediate to high velocities (2013)
  • Author(s): K. Oohashi
  • Organizer: American Geophysical Union 2013 Fall Meeting
  • Place of Presentation: San Francisco, USA
  • Year and Date: 2013-12-12
• [Presentation] 二成分混合ガウジの大変位摩擦実験に伴う"弱い断層"の形成 (2013)
  • Author(s): 大橋聖和
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2013年連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉市)
  • Year and Date: 2013-05-23
  • Invited
• [Presentation] スメクタイト質断層の中速度領域における動的強度弱化とその地震学的重要性 (2013)
  • Author(s): 大橋聖和
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2013年連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉市)
  • Year and Date: 2013-05-22