未固結から半固結堆積物がもつ磁気特性の圧密応答性を探る

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過去の地球磁場の情報は岩石に記録されるため，その情報を元に地質年代の決定やプレート運動の解明など，地球の歴史が紐解かれてきたが，岩石に記録される過去の地球磁場の情報は，岩石の生成過程で上書きされる．堆積岩の場合，圧密や褶曲といった堆積岩の発達過程で岩石に含まれる磁性鉱物が回転する可能性があるが，過去の地球磁場の情報である残留磁化を担う磁性鉱物の動きがいつ固定されるのかは明確になっていない．そこで本研究では，堆積物に記録される残留磁化に着目し，未固結から半固結状態の堆積物の残留磁化が圧密過程でどのように変化するのかを明らかにすることを目的とした．本年度は，半固結の堆積岩として堆積軟岩である房総半島に位置する前弧海盆堆積物を試料とし，圧密実験を実施した．岩石試料を圧密試験機により人工的に圧密させ，その前後の磁気異方性を比較した．磁気異方性の比較の際は，鉱物種や粒子サイズの異なる磁性鉱物の異方性を推定するために，初磁化率の異方性（AMS）と非履歴性残留磁化（ARM）を併用した．また，試料に含まれる磁性鉱物の特徴を把握するために振動試料磁力計（VSM）を用いて測定を行い，ヒステリシス曲線を得た．その結果，試料に含まれる磁性鉱物の最大軸および中間軸の方向が圧密によって回転している様子が捉えられ，それにより線構造と面構造の発達度合いが両者ともわずかに弱まる傾向が見られた．ARMの測定結果は，圧密前後でほとんど変化しなかったが，本供試体と同一層準の試料が示すヒステリシス曲線は，磁性鉱物の寄与が大きいことを示しており，今回ARMに変化がみられなかったのはそのためと考えられる．本年度の研究では，「半固結状態である堆積軟岩であっても，圧密により磁性鉱物が回転する余地が残されている」という，今後，未固結の堆積物を対象に検討を進めて行く上で重要な知見を得た．