沈み込み帯・地震発生帯分岐断層の水理特性と岩石・流体相互作用の検証

俯冲带/地震带分支断层水力特性及岩液相互作用验证

基本信息

批准号：
14J10283
负责人：
濱橋真理
金额：
$ 1.09万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

プレート沈み込み地震発生帯で起こる物理化学過程や流体圧による断層面弱化, 隆起・浸食・変形過程を理解するための重要な手掛かりとなる岩石の水理・弾性物性と流体の役割を明らかにすることが本研究の目的である. 本研究は，巨大地震・津波断層である分岐断層深部の化石断層として知られる九州四万十帯の延岡衝上断層およびコスタリカ沖沈み込み地震発生帯浅部を主な研究対象として，露頭地質調査・掘削調査により沈み込み帯を構成する堆積物の岩相・構造解析, 物理検層データの解析, 岩石物性測定を行ない，本年度に博士論文としてまとめた.申請者本人が物性研究者として乗船をした国際深海海洋掘削(IODP)第344次航海の掘削コアを用い, コスタリカ・オサ半島沖中米海溝ウェッジ斜面下部に発達する広域不整合と地震波反射断面から示唆される構造の解釈を行った. 掘削された堆積物試料の物性分布・微細組織・鉱物組成を調べ，埋没続成と流体反応により生成した3種類の沸石を同定し, それらの間隙率充填への効果を定量化することで堆積物の圧密固結プロセスを明らかにした. 沸石が示唆する埋没続成温度により不整合における隆起・削剥過程が検証され，鉱物充填分を補正し統計学的処理を施した間隙率-深度曲線から堆積物の最高埋没深度を求め, 不整合を境とした隆起・削剥・断層変位の最小値・最大値について解析を行った. これらのイベントが発生した年代（微化石）はココスリッジの沈み込み開始とほぼ整合的であり, 海山群の沈み込みがもたらした前弧ウェッジの変形過程であることが検証された. 海山などの凹凸が及ぼす前弧ウェッジの隆起・削剥・沈降・断層変位は，固結した深部の岩石を浅部に露出させ，上盤の固結化が地震発生帯の浅化に寄与すると考えられ，前弧ウェッジの地震発生様式を理解するためには，これら構成岩石の固結過程と沈み込むプレートの凹凸の効果を詳細に調べることが非常に重要である.

这项研究的目的是阐明岩石的液压和弹性特性，这是理解板俯冲地震区域中发生的物理和化学过程的重要线索，由于流体压力而导致的断层表面削弱以及流体的作用。这项研究的重点是九州shimanto区的Nobeoka推力断层，该区域被称为深部分支断层的化石断层，这是哥斯达黎加沿海俯冲地震区的巨大地震/海啸断层。主要受试者是对沉积物的岩性和结构分析，这些沉积物通过露头地质调查和发掘调查，物理原木数据和岩石物理性质的分析，构成俯冲带，并于今年作为博士学位论文编辑。申请人本人从第344国际深海海洋发掘（IODP）航行中获得了挖掘核心，他登上了物理房地产研究人员。我们解释了在哥斯达黎加OSA半岛和地震反射部分建议的中美洲沟渠楔形坡下方发展的广阔区域不匹配。我们研究了发掘的沉积物样品的物理分布，精细结构和矿物质组成，并鉴定出通过埋葬成岩和流体反应产生的三种类型的沸石，并量化了它们对孔隙率填充的影响以揭示沉积物的巩固过程。通过掩埋的成岩作用提出的埋入成分温度来验证不一致的埋葬和剥离过程，并根据孔隙深度曲线纠正矿物质填充和统计处理后的孔隙率深度曲线确定最大的掩埋深度，并根据掩埋，剥离和置入率的最小值和最大值的统计量处理，并分析了掩埋和置入率的最小值。这些事件发生的年龄（微化石）几乎与Cocosridge的俯冲开始几乎一致。已经验证，这是由俯冲组俯冲引起的前臂楔形的变形过程。由海底和其他区域不平衡引起的前臂楔子的振奋，剥离，沉降和断层位移暴露于浅层部分的岩石，并且上前庭成分的巩固有助于较浅的地震区域。为了理解前臂楔形的地震模式，详细研究这些组成岩石的巩固过程以及俯冲板中不均衡的影响非常重要。

项目成果

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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

由热、机械和热液效应引起的古代构造边界冲断层内伊利石结晶度的变化：以日本西南部延冈冲断层为例

DOI：
10.1186/1880-5981-66-116
发表时间：
2014
期刊：
Earth, Planets and Space
影响因子：
0
作者：
Fukuchi R;Fujimoto K;Kameda J;Hamahashi M;Yamaguchi　A,　Kimura　G,　Hamada　Y,　Hashimoto　Y,　Kitamura　Y,　Saito　S
通讯作者：
Yamaguchi　A,　Kimura　G,　Hamada　Y,　Hashimoto　Y,　Kitamura　Y,　Saito　S

The impact of mass movement and fluid flow during ridge subduction inferred from physical properties and zeolite assemblage in the upper plate slope of the Costa Rica subduction zone

从哥斯达黎加俯冲带上板块斜坡的物理性质和沸石组合推断山脊俯冲过程中质量运动和流体流动的影响

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hamahashi M;Screaton E;Tanikawa W;Hashimoto Y;Martin K;Saito S;Kimura G
通讯作者：
Kimura G

Physical property, textural, and compositional contrasts across the unconformity and major seismic reflectors in the upper plate of the Costa Rica subduction zone

哥斯达黎加俯冲带上部板块不整合面和主要地震反射体的物理性质、结构和成分对比

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hamahashi M;Screaton E;Tanikawa W;Hashimoto Y;Martin K;Saito S;Kimura G
通讯作者：
Kimura G

The influence of organic–rich shear zones on pelagic sediment deformation and seismogenesis in a subduction zone

富含有机质剪切带对俯冲带中上层沉积物变形和地震发生的影响

DOI：
10.2465/jmps.140403
发表时间：
2014
期刊：
Journal of Mineralogical and Petrological Sciences
影响因子：
0.7
作者：
Kameda J.;Kouketsu Y.;Shimizu M.;Yamaguchi A.;Hamada Y.;Hamahashi M.;Koge H.;Fukuchi R.;Ikeda M.;Kogure T. & Kimura G.
通讯作者：
Kogure T. & Kimura G.

Friction properties of the plate boundary megathrust beneath the frontal wedge near the Japan Trench: an inference from topographic variation