[S-SS13] 活断層と古地震

[SSS13-P11] 根尾谷断層最新すべり面における方解石の特徴と鉱物充填

*岡田 直也¹、吉田 拓海¹、大谷 具幸² (1.岐阜大学大学院自然科学技術研究科、2.岐阜大学工学部社会基盤工学科)

キーワード：根尾谷断層、鉱物充填

活断層での鉱物充填過程を知るためには、活動直後ではなく活動からある程度時間が経過した断層を対象とすることが望ましい．根尾谷断層は1891年の濃尾地震を引き起こしてから132年が経過しており，鉱物充填過程を調べるのにふさわしいと考えられる．2019年に原子力規制庁によりNDFP-1とNDFD-1の2本のボーリング掘削が行われた．これらのボーリングコアには，濃尾地震の際に変位を生じた最新すべり面が含まれており，地下における最新すべり面を観察・分析することができる．矢田部ほか（2021）は根尾谷断層最新すべり面の断層ガウジにおいてX線CT観察，粉末X線回折分析，および蛍光X線分析を行い，断層活動により最新すべり面で密度低下が起こり，その後時間経過とともに方解石が析出し密度回復が行われると考察した．しかしながら，最新すべり面の断層ガウジ中における方解石の産状は確認されておらず，方解石の形成が断層活動に伴うものか明確にはされていない．そこで本研究は，最新すべり面を含む断層ガウジをより細かなスケールで観察することで，方解石の産状を観察し，その形成過程を解明することを目的とする．
NDFP-1とNDFD-1は濃尾地震の際に根尾谷断層に沿って6 mの縦ずれ変位を生じた岐阜県本巣市根尾水鳥で掘削された．NDFP-1の掘削長は140.3ｍであり，掘削深度110.8ｍで最新すべり面を貫通する．NDFD-1の掘削長は524.8ｍであり，掘削深度387.7ｍで最新すべり面を貫通する．掘削の方向は南西であり，水平面上では両者は断層にほぼ垂直に交わる．なお，掘削地付近の地質はジュラ紀付加体である美濃帯であり，泥岩基質メランジュ，砂岩泥岩互層，石灰岩，チャート，玄武岩が主に分布している．
走査型電子顕微鏡（SEM）を用いて最新すべり面内及びその周辺の断層ガウジに含まれる方解石の産状を観察し，エネルギー分散型X線分光法(SEM-EDX)により元素分析を行った．SEM-EDXにより低倍率で元素マッピングを行った結果，Caは最新すべり面内ではフラグメント状に分布するのに対し，最新すべり面外では脈状に分布している部分が認められた．BSE像にて最新すべり面内でCaを含むフラグメントを詳細に観察すると，その形状は亜円形であり，自形性を有していない．これは，断層活動により方解石の破砕が繰り返されたことを示唆している．また，割れ目付近の約20 μmの狭い範囲に周囲の基質部より暗く見える不定形の部分が存在している（以下便宜上暗灰色部と表現する）．暗灰色部では全体の元素組成は基質部と類似しているものの，Caが検出される点が基質部とは異なっている. よって，極細粒の方解石が暗灰色部に含まれている可能性がある.最新すべり面外では，低倍率の元素マッピング画像ではCaは見かけ上脈状に観察されるが，高倍率の元素マッピング画像では連続性はなく不定形であり，自形性は見られない．
根尾谷断層の最新すべり面を伴う断層ガウジのSEM観察，SEM-EDX分析の結果，この断層ガウジ中では濃尾地震後には方解石は晶出しておらず，最新すべり面内の断層ガウジにおいて方解石の充填は生じていない可能性が高いと考えられる.

原子力規制庁（2019）平成30年度原子力規制庁請負成果報告書.
矢田部ほか（2021）日本地質学会学術大会講演要旨集.