[S-CG50] 島弧の構造・進化・変形とプレート沈み込み作用

[SCG50-09] 中部日本下深部のフィリピン海プレート形状とスラブウィンドウの形成

*宮崎 一希¹、中島 淳一¹、末永 伸明²、吉岡 祥一^2,3 (1.東京工業大学理学院地球惑星科学系、2.神戸大学都市安全研究センター、3.神戸大学大学院理学研究科)

キーワード：フィリピン海プレート、スラブウィンドウ

関東から西南日本・琉球弧下に沈み込んでいるフィリピン海プレートの形状は、地震分布、変換波の解析、人工地震探査、レシーバー関数解析、地震波トモグラフィーやその他のインバージョン手法により決定されてきた。その結果、中国地方の日本海沿岸では深さ400 km付近までその存在が追跡されている。一方で北陸地方をはじめとする中部日本下において現在理解されている沈み込んだプレートの広がりは、地質学的証拠から予想されるものより小さい。したがって、この領域のフィリピン海プレートの大きさは過小評価されている可能性がある。そこで、本研究では中部日本北部を対象とし、この地域の下にあるフィリピン海プレートの形状を調査する。

　まずP波とS波の走時を用いた地震波トモグラフィー手法（Zhao et al., 1992）を用いて日本中央部の三次元地震波速度構造を求めた。その結果、若狭湾沖の日本海下まで沈み込むフィリピン海プレートと考えられる高速度異常がイメージされた。また、若狭湾から能登半島にかけて南西―北東方向に連続な高速度異常を発見した。この領域の解像度は十分であるため、この高速度異常はフィリピン海プレートであると解釈した。一方で能登半島〜関東を通るプレートの沈み込み方向に平行な測線（南東―北西方向）ではフィリピン海プレートに対応する地震波高速度域が連続にイメージされず、その測線に沿っては北陸地方下の領域でフィリピン海プレートは部分的に存在しないか、または何らかの理由で高速度異常を示さないことが考えられる。

　中部日本北部下では沈み込むフィリピン海プレートの下に太平洋プレートが沈み込んでいる。そのため、この二つのプレートは地下で衝突し、フィリピン海プレートの沈み込みに影響を与えている可能性がある。そこでプレートの衝突現象に伴うフィリピン海プレートのテクトニクスを理解するため、二次元のプレート沈み込みシミュレーション(Yoshioka et al., 2015)を実施した。その結果、フィリピン海プレートは北陸地方下で太平洋プレートと衝突した後、太平洋プレートとの速度差に起因する引っ張りの力により先端部が断裂する可能性があることが明らかになった。

　地震波トモグラフィーと沈み込みシミュレーションの結果を複合的に考えると、フィリピン海プレートは、（１）その下に沈み込む太平洋プレートに衝突する中部日本東部下で部分的に断裂し、（２）その断裂が徐々に西に伝播すると解釈できる。そのため、フィリピン海プレートは少なくとも能登半島付近まで沈み込んでいるものの、現在の北陸地方直下では局所的にフィリピン海プレートが存在せず、そこでは「く」の字に開いたスラブウィンドウを形成していると考えられる。