脆性ー塑性遷移領域の地殻強度解明への挑戦～変形実験・複数鉱物からのアプローチ～

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本研究では石英と方解石を用いる研究であるが、２０２２年度は方解石を用いた研究を行った。東北地方阿武隈山地東縁に産する石灰岩マイロナイト試料を用いた。石灰岩マイロナイトは、変形微細組織の観察により変形双晶の後に動的再結晶していることが明らかになった。変形時の差応力は、変形双晶形成時は、250-300MPa程度であり、その後動的再結晶時には応力は25-45MPa程度で変形したことが推定された。また、石灰岩に含まれる炭質物のラマン分光分析を行った。それにより、動的再結晶時には250-340度程度の温度を被ったことが明らかになった。さらに、推定された温度と差応力を基に動的再結晶を起こした変形時の歪速度を計算すると、10^(-14)-10^(-12) /sで変形していたことが推定された。すなわち、石灰岩は白亜紀花崗岩類の貫入に伴う温度上昇によって動的再結晶が起きたことで、双晶変形時の高応力状態から強度が低下したと考えられる。これらの成果は、現在国際学術雑誌へ投稿する論文として執筆中である。また、方解石の変形双晶と変形時の差応力について文献調査を行った。方解石の変形実験と双晶密度の解析を行ったこれまでの研究の文献調査を行い、改めて実験条件と双晶密度のデータをまとめた。その結果、変形時の差応力が大きいほど双晶密度が大きくなるという従来の知見に加えて、実験時の圧力（封圧）にも依存する可能性を示した。その原理と要因については、2023年度以降に引き続き調査を進める。