岩石の微細構造観察と変形実験に基づくプレート沈み込み帯の動力学の解明

本研究の目的は過去の沈み込み帯を形成していた天然変形岩の観察および岩石変形実験から，沈み込む海洋地殻の岩石の力学特性や変形機構を調べ，沈み込み帯の動力学を明らかにすることである．本年度も昨年度に引き続き5月末までオランダ・ユトレヒト大学に滞在し回転せん断試験機を用いた実験を行った．試料は天然の高圧型変成岩中で圧力溶解-沈殿によって変形・成長し変形集中帯となっていると示唆されたアクチノ閃石(角閃石の一種)と緑泥石を用いた．せん断変位速度を段階的に変化させた実験の結果から，実験試料の摩擦挙動は温度に強く依存して変化し，200℃から400℃では有効垂直応力だけでなく間隙水圧にも依存することが明らかとなった．さらに一定の速度で滑らせた後，保持時間を置き再度滑らせる実験からは，強度回復の有無やその程度も温度に依存して変化することが明らかとなった．この強度回復の要因としては圧力溶解があげられるが，400℃以上では強度回復が認められなくなっているため主要な変形機構の遷移が示唆される．実験後試料と天然試料の変形組織の比較は十分ではなく，圧力溶解の構成方程式の制約・確立についても課題が多いが，実験試料が安定に存在できる温度-圧力範囲は南海トラフの海洋地殻内で微小地震が発生している領域の温度・圧力に相当するため，本研究で得られた結果は南海トラフで発生している多様な地震について考えるための貴重な情報であると言える．これらの成果は国内学会および国際シンポジウムにおいて発表を行ったほか，国際誌に投稿を予定している．

本研究の目的は過去の沈み込み帯を形成していた天然変形岩の観察および岩石変形実験から，沈み込む海洋地殻の岩石の力学特性や変形機構を調べ，沈み込み帯の動力学を明らかにすることである．本年度も昨年度に引き続き5月末までオランダ・ユトレヒト大学に滞在し回転せん断試験機を用いた実験を行った．試料は天然の高圧型変成岩中で圧力溶解-沈殿によって変形・成長し変形集中帯となっていると示唆されたアクチノ閃石(角閃石の一種)と緑泥石を用いた．せん断変位速度を段階的に変化させた実験の結果から，実験試料の摩擦挙動は温度に強く依存して変化し，200℃から400℃では有効垂直応力だけでなく間隙水圧にも依存することが明らかとなった．さらに一定の速度で滑らせた後，保持時間を置き再度滑らせる実験からは，強度回復の有無やその程度も温度に依存して変化することが明らかとなった．この強度回復の要因としては圧力溶解があげられるが，400℃以上では強度回復が認められなくなっているため主要な変形機構の遷移が示唆される．実験後試料と天然試料の変形組織の比較は十分ではなく，圧力溶解の構成方程式の制約・確立についても課題が多いが，実験試料が安定に存在できる温度-圧力範囲は南海トラフの海洋地殻内で微小地震が発生している領域の温度・圧力に相当するため，本研究で得られた結果は南海トラフで発生している多様な地震について考えるための貴重な情報であると言える．これらの成果は国内学会および国際シンポジウムにおいて発表を行ったほか，国際誌に投稿を予定している．