沈み込みプレート境界における有効摩擦係数の地震サイクルに伴う時空間変化

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24340125
• 研究機関: 高知大学
• 研究代表者: 橋本 善孝 高知大学, 自然科学系, 准教授 (40346698)
• 研究分担者: 山本 由弦 独立行政法人海洋研究開発機構, その他部局等, 研究員 (10435753) ; 氏家 恒太郎 筑波大学, 生命環境科学研究科(系), 准教授 (40359188)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 沈み込みプレート境界 / 古応力解析 / 流体包有物解析 / プレート沈み込み帯地震サイクル / 有効摩擦係数

研究実績の概要

本研究の目的は沈み込みプレート境界における応力および有効摩擦係数の地震サイクルに伴う変化を時空間的に明らかにすることである。本年度に行った研究内容及び成果、意義は以下の通りである
1.台湾チェルンプー断層コア試料の応力解析によって得られた地震前後と捉えられる複数の応力ステージに対応する小断層を分類し、その断層面の観察のための試料と弾性波速度解析用の試料を採取した。有効摩擦係数もこの応力ステージに応じて変化していることが期待される。その結果、地震前の摩擦係数の大きい断層は条線が深く、地震後の摩擦係数の小さい断層は条線が浅いことが明らかとなった。現時点では定性的な議論にとどまる。また、台湾チェルンプー断層コア試料の応力変化が地震サイクルに伴う変化であると解釈する主著論文を投稿した。
2. 沖縄県四万十帯嘉陽層において昨年度行った小断層解析から古応力の推定により得られた水平圧縮場と水平伸長場の露頭での産状を観察したところ、これまでよく知られていた巨大な逆断層褶曲帯とともに、リストリックな正断層系列の存在を発見した。流体包有物による温度圧力解析により逆断層と正断層の両者が同じような温度圧力条件で形成されており、沈み込み帯深部で共存していたことを示している。
3. 四国白亜系四万十帯横浪メランジュにおいて、古応力解析による有効摩擦係数の変化が地震サイクルに伴う応力変化に対応すると解釈する主著論文が国際雑誌Tectonicsに掲載された。また、メランジュ形成から小断層形成に至る変形機構の変化を流体包有物の温度圧力条件とともに議論し、浅部塑性―脆性遷移帯の地質学的な産状に対応するとする主著論文が国際雑誌に掲載された。さらに小断層解析によって推定された有効摩擦係数と流体包有物の温度圧力条件の両者から小断層の流体圧比を定量的に推定した主著論文を国際雑誌に投稿した（査読中）。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Structure and lithology of the Japan Trench subduction plate boundary fault (2015)
  • 著者名/発表者名: Kirkpatrick, J. D., C. D. Rowe, K. Ujiie, J. C. Moore, C. Regalla, F. Remitti, V. Toy, M. Wolfson-Schwehr, J. Kameda, S. Bose, and F. M. Chester
  • 雑誌名: Tectonics 巻: 34 ページ: 1-17
  • DOI: doi:10.1002/2014TC003695
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Pelagic smectite as an important factor in tsunamigenic slip along the Japan Trench (2015)
  • 著者名/発表者名: Kameda, J., M. Shimizu, K. Ujiie, T. Hirose, M. Ikari, J. Mori, K. Oohashi, and G. Kimura
  • 雑誌名: Geology 巻: 43 ページ: 155-158
  • DOI: doi:10.1130/G35948.1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Sr, Nd, and Pb isotope compositions of hemipelagic sediment in the Shikoku Basin: Implications for sediment transport by the Kuroshio and Philippine Sea plate motion in the late Cenozoic (2015)
  • 著者名/発表者名: Saitoh, Y., Ishikawa, T., Tanimizu, M., Murayama, M., Ujiie, Y., Yamamoto, Y., Ujiie, K., and Kanamatsu, T.
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 巻: 421 ページ: 47-57
  • DOI: 10.1016/j.epsl.2015.04.001
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Distribution of CO2 fluids in the Shimanto belt on Muroto Peninsula, SW Japan: Possible injection of magmatic CO2 into the accretionary prism (2014)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Okamoto, Michimasa Musya, Yoshitaka Hashimoto and Noriyoshi Tsuchiya
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 66 ページ: 1-9
  • DOI: doi:10.1186/1880-5981-66-33
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Middle Miocene swift migration of the TTT triple junction and rapid crustal growthin southwest Japan: A review, (2014)
  • 著者名/発表者名: Gaku Kimura, Yoshitaka Hashimoto, Yujin Kitamura, Asuka Yamaguchi, and Hiroaki Koge
  • 雑誌名: Tectonics 巻: 33 ページ: 1219-1238
  • DOI: DOI: 10.1002/2014TC003531.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Changes in illite crystallinity within an ancient tectonic boundary thrust caused by thermal, mechanical, and hydrothermal effects: an example from the Nobeoka Thrust, southwest Japan (2014)
  • 著者名/発表者名: Rina Fukuchi, Koichiro Fujimoto, Jun Kameda, Mari Hamahashi, Asuka Yamaguchi, Gaku Kimura, Yohei Hamada, Yoshitaka Hashimoto, Yujin Kitamura and Saneatsu Saito
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 66 ページ: 1-12
  • DOI: doi:10.1186/1880-5981-66-116
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Seismic imaging and velocity structure around the JFAST drill site in the Japan Trench; Low Vp High Vp/Vs in the transparent frontal prism (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Nakamura, Shuichi Kodaira, Becky J Cook, Tamara Jeppson, Takafumi Kasaya, Yojiro Yamamoto, Yoshitaka Hashimoto, Mika Yamaguchi, Koichiro Obana and Gou Fujie
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 66 ページ: 1-12
  • DOI: doi:10.1186/1880-5981-66-121
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Data report: compressional wave velocity measurements on sediments from the reference site off Kumano,Nankai Trough, NantroSEIZE Expedition 333 (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshitaka Hashimoto and Mika Yamaguchi
  • 雑誌名: Proc. IODP, 333 巻: 1 ページ: 1-14
  • DOI: doi:10.2204/iodp.proc.333.202.2014
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Geological evidence for shallow ductile-brittle transition zone along subduction interfaces: Example from the Shimanto Belt, SW Japan (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshitaka Hashimoto and Natsuko Yamano
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 66 ページ: 1-9
  • DOI: doi:10.1186/s40623-014-0141-7
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Changes in paleostress state along a subduction zone preserved in an on-land accretionary complex, the Yokonami Melange, in the Cretaceous Shimanto Belt, Kochi, southwest Japan (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshitaka Hashimoto, Mio Eida, and Yodai Ueda
  • 雑誌名: Tectonics 巻: 33 ページ: 2045-2058
  • DOI: doi:10.1002/2013TC003487
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Earthquake faulting in subduction zones: insights from fault rocks in accretionary prisms (2014)
  • 著者名/発表者名: Ujiie, K., and G. Kimura
  • 雑誌名: Progress in Earth and Planetary Science 巻: 1 ページ: 1-30
  • DOI: doi:10.1186/2197-4284-1-7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Frictional properties of sediments entering the Costa Rica subduction zone offshore the Osa Peninsula: implications for fault slip in shallow subduction zones (2014)
  • 著者名/発表者名: Namiki, Y., A. Tsutsumi, K. Ujiie, and J. Kameda
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 66 ページ: 1-8
  • DOI: doi:10.1186/1880-5981-66-72
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dewatering structure and soft-sediment deformation controlled by slope instability: examples from the late Miocene to Pliocene Miura-Boso accretionary prism and trench-slope basin, central Japan (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, Y.
  • 雑誌名: Marine Geology 巻: 356 ページ: 65-70
  • DOI: doi: 10.1016/j.margeo.2014.05.016
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Geotechnical behavior of mudstones from the Shimanto and Boso accretionary complexes, and implications for the Nankai accretionary prism (2014)
  • 著者名/発表者名: Schumann, K., Behrmann, J. H., Stipp, M., Yamamoto, Y., Kitamura, Y., and Lempp, C
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 66 ページ: 1-12
  • DOI: doi:10.1186/1880-5981-66-129
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mechanical properties and processes of deformation in shallow sedimentary rocks from subduction zones: An experimental study (2014)
  • 著者名/発表者名: Gadenne, L., Raimbourg, H., Champallier, R., and Yamamoto, Y.
  • 雑誌名: Geochemistry Geophysics Geosystems 巻: 15 ページ: 5001-5014
  • DOI: DOI: 10.1002/2014GC005580
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Change in paleo-stress state before and after large earthquake, in the Chelung-pu fault, Taiwan (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshitaka Hashimoto, Tobe Kota, En-Chao Yeh, Weiren Lin
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meting
  • 発表場所: Moscone Convention Center (San Francisco, USA)
  • 年月日: 2014-12-15 – 2014-12-19
• [学会発表] Possible coseismic laminar and non-laminar flow along subduction megathrusts (2014)
  • 著者名/発表者名: Ujiie, K., K. Noguchi, T. Saito, and A. Tsutsumi
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meting
  • 発表場所: Moscone Convention Center (San Francisco, USA)
  • 年月日: 2014-12-15 – 2014-12-19
• [学会発表] Stress-state and micro-scale deformations in the hangingwall of the splay fault: Preliminary results from the Site C0002, IODP Expedition 348 (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, Y., Lin, W., Yamamoto, Y., Kevin Brown, Ana Crespo-Blanc, Otsubo, M., Sone, H., Henry, P., and Expeditions 348 Scientists
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meting
  • 発表場所: Moscone Convention Center (San Francisco, USA)
  • 年月日: 2014-12-15 – 2014-12-19
• [学会発表] 沈み込み帯浅部・塑性ー脆性遷移帯の地質学的産状 (2014)
  • 著者名/発表者名: 橋本善孝，山野奈津子
  • 学会等名: 日本地質学会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島）
  • 年月日: 2014-09-13 – 2014-09-15
• [学会発表] 掘削トルクデータに基づいた高速剪断強度断面の作成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 氏家恒太郎、井上朝哉
  • 学会等名: 日本地質学会第
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2014-09-13 – 2014-09-15
• [学会発表] 地震時層流・乱流発生に関する地質学的・実験的証拠 (2014)
  • 著者名/発表者名: 氏家恒太郎、斎藤 翼、堤 昭人
  • 学会等名: 日本地質学会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2014-09-13 – 2014-09-15
• [学会発表] 房総半島の中新統付加体システムから見いだされたスプレー断層（out-of-sequence thrust）の構造的特徴 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山本由弦・千代延俊・濱田洋平・神谷奈々・斎藤実篤・山田泰広
  • 学会等名: 日本地質学会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2014-09-13 – 2014-09-15
• [学会発表] IODP Exp. 348ライザー掘削から明らかになったスプレー断層上盤の応力状態と微小変形 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山本由弦・林為人・山本裕二・曽根大貴・Pierre Henry・大坪誠，Kevin Brown, Ana Crespo-Blanc，IODP Expedition 348研究者
  • 学会等名: 日本地質学会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2014-09-13 – 2014-09-15
• [学会発表] Semi-quantitative Stress State Before and After Earthquake in Chelung-pu Fault, Taiwan (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshitaka HASHIMOTO, Kota TOBE, En-Chao YEH
  • 学会等名: Asia Oceania Geoscience Society Meeting
  • 発表場所: レイトン札幌ホテル（北海道）
  • 年月日: 2014-07-28 – 2014-08-01
• [学会発表] Very low coseismic fault strength determined from high-velocity friction experiments on the Japan Trench plate-boundary material (2014)
  • 著者名/発表者名: Ujiie, K., H. Tanaka, T. Saito, A. Tsutsumi, J. J. Mori, and J. Kameda
  • 学会等名: Asia Oceania Geoscience Society Meeting
  • 発表場所: レイトン札幌ホテル（北海道）
  • 年月日: 2014-07-28 – 2014-08-01
  • 招待講演
• [学会発表] Structural characteristics of young and non-metamorphosed onland accretionary wedge in the Miura and Boso peninsulas, central Japan (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, Y., Chiyonobu, S., Hamada, Y., Saito, S.
  • 学会等名: Asia Oceania Geoscience Society Meeting
  • 発表場所: レイトン札幌ホテル（北海道）
  • 年月日: 2014-07-28 – 2014-08-01
• [学会発表] Time and spatial variation of stress states in Costa Rica Subduction margin: IODP Expeditions 334 and 344, Costa Rica Seismogenesis Project (CRISP) (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, Y., Lin, W., Usui, Y., Zhao, X., Saito, S., Malinverno, A., Vannucchi, P., Expeditions 334 and 344 Scientists
  • 学会等名: Asia Oceania Geoscience Society Meeting
  • 発表場所: レイトン札幌ホテル（北海道）
  • 年月日: 2014-07-28 – 2014-08-01
• [学会発表] 台湾車籠埔断層における古応力状態の変化と半定量化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 橋本善孝，戸部航太，葉恩肇
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川）
  • 年月日: 2014-04-28 – 2014-05-02
• [学会発表] 引きはがし付加体における古応力の変化 沖縄四万十付加体始新統嘉陽層の例 (2014)
  • 著者名/発表者名: 橋本善孝，本宮裕平，氏家恒太郎
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川）
  • 年月日: 2014-04-28 – 2014-05-02
• [学会発表] プレート境界断層掘削と高速摩擦実験により明らかとなった2011 年東北沖地震浅部巨大滑りメカニズム (2014)
  • 著者名/発表者名: 氏家恒太郎、田中英恵、斎藤 翼、堤 昭人、Mori James、亀田 純
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川）
  • 年月日: 2014-04-28 – 2014-05-02
  • 招待講演
• [学会発表] デコルマ帯の発達様式から考察する海底地滑りの発生様式 (2014)
  • 著者名/発表者名: 氏家恒太郎
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川）
  • 年月日: 2014-04-28 – 2014-05-02
  • 招待講演
• [学会発表] IODP 348航海で明らかになった南海沈み込み帯C0002の構造的特徴 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山本由弦・大坪誠，Kevin Brown, Ana Crespo-Blanc，IODP Expedition 348研究者
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川）
  • 年月日: 2014-04-28 – 2014-05-02