Quantification of physical properties on various earthquake faults and understanding their relationships in subduction zones

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地球物理学の分野では、スロー地震と巨大地震の相互作用に関する研究が進んでいる。地質学的物質科学では、変形の多様性、定性的なすべり速度、空間的な相互関係などが明らかとなっているが、地球物理学的な観測と結びつけることが必ずしもできていない。そこで本研究では、以下の2つを目的とする。一つは、海洋付加体、陸上付加体の多様な断層を対象に、過去の応力、歪、すべり速度等の物理量を物質科学的に徹底的に定量し、地球物理観測から得られた物理量と対比することで、両者を結びつけることである。２つ目は、これらの変形構造の空間的な関係を物理量とともに明らかにし、異なる速度の変形の空間的相互作用を明らかにすることである。計画第3年度も、国内で可能な陸上付加体を対象とした研究を進めた。特に高知県白亜系四万十帯横波メランジュを対象に、1) 古地磁気および岩石時期学的手法による被熱温度の推定、2）化学的分析による岩石流体間反応と被熱温度の推定、及び3)定性的に遅い結晶塑性変形の歪速度の定量化を行った。1)では断層帯に限って300-360˚Cのブロッキング温度が得られ、破砕帯が局所的に発熱していることが確定した。堆積岩の断層帯熱履歴を古地磁気学的に得たのは世界初のことである。国際誌に論文投稿済みである。2)では母岩に対して破砕帯が250-300˚C程度の発熱をしていること、Slip zoneが350-400˚Cの発熱をしており、異なる規模のすべりが共存していることを明らかにした。1)の温度とも概ね調和的である。3)ではEBSDで石英の結晶塑性変形を確実に認定し、300˚C程度の熱履歴を条件に石英の流動則から歪速度が-14乗オーダーであり、著しく遅いことを明らかにした。これは、プレート運動よりも遅く、スロー地震になり得ない。泥質基質のひずみを定量化する必要性を示した。