2:30 PM - 2:45 PM
[G1-O-17] Anisotropy of consolidation related to the fold structure in the post–middle Miocene forearc basin
Keywords:Consolidation, Fold, Anisotropy, Siltstone
海底の堆積物は，次々と上部に積み重なる新たな堆積物による上載圧を受けて，脱水を伴いながら体積が減少することにより，埋没していく．この体積減少の過程を圧密という．側方からのテクトニックな応力を受けない堆積盆においては，上部地層の上載圧によってのみ圧密が進行すると考えられるが，沈み込み帯に形成される前弧海盆のように，堆積過程において側方圧縮を受ける堆積盆で，圧密がどのように進行しているのかについては，ほとんどわかっていない．本研究では，造構運動により褶曲が形成される際，堆積物の圧密がどのように進行するかを明らかにするために圧密の異方性に着目した．褶曲が発達する露頭から泥質岩を採取し，褶曲軸と地層面を考慮した3方向について圧密実験を実施し，それぞれの方向の圧密度合い（圧密降伏応力）を比較して，圧密異方性を検討するとともに，褶曲軸との関係性から褶曲形成時の古応力との対応関係を考察した．また，磁気ファブリック解析である初磁化率異方性解析を組み合わせることで，粒子の配列方向等，微細組織についても明らかにし，造構運動と圧密過程の関係について統合的に考察を行った．研究対象は，房総半島に分布する前弧海盆とした．
房総半島は，南部から順に付加体，隆起帯，前弧海盆で構成される．これらのうち房総前弧海盆は，黒滝不整合を境に三浦層群と上総層群に大別される（小池，1951）．三浦層群の堆積年代は，約15-3 Maで，下位から順に木の根層，天津層，清澄層，安野層に区分され，木の根層および天津層は一般に遠洋性泥岩，清澄層および安野層はタービダイト性堆積岩からなる（中嶋・渡邊，2005）．三浦層群は，基本的には東西走向で北上位の構造をもち，東西を軸とする褶曲構造が発達しその変形は南部ほど激しい．メソスケールの断層が発達し，主に東西走向の逆断層および北東–南西走向の正断層，北北東–南南西走向の横ずれ断層が卓越する（Kamiya et al., 2017）．また，小断層解析により三浦層群形成時期には，南北圧縮場であったことが示されている（Angelier and Huchon, 1987）．
房総前弧海盆の三浦層群から，地層の傾斜が65˚〜20˚となる範囲で定方位試料のサンプリングを行い，圧密リングを用いた定ひずみ圧密試験を実施した．載荷方向は，地層面に対して垂直な方向，褶曲軸に垂直な方向，褶曲軸に平行な方向の3方向とした．本研究では，褶曲軸の方向と古応力方向を考慮して，褶曲軸に平行な方向を東西方向，褶曲軸に垂直な方向を南北方向として設定し，露頭の現位置状態での水平面内における東西および南北方向，すなわち地層面が傾斜した状態での東西および南北をそれぞれ褶曲軸に平行な方向，垂直な方向とした．その結果，褶曲の翼部では，地層面に垂直な方向の圧密降伏応力に対して，圧縮方向の圧密降伏応力が大きく，褶曲軸方向の圧密降伏応力が小さくなる結果を得た．それに対し，褶曲軸付近では，地層面に垂直な方向の圧密降伏応力に対して，圧密降伏応力が圧縮方向で小さく，褶曲軸方向で大きくなる傾向が見られた．一方で，初磁化率の異方性が示す磁気ファブリックとしては，異方性楕円体の最小軸が地層面に対して垂直に分布し，中間軸および最大軸が地層面と平行に分布したことから，初磁化率を担う粒子が地層面に平行に配列している可能性が示唆される．フリンダイアグラムが，翼部では針状異方性を示すことなどから，翼部では堆積時の層構造が乱されやすい可能性が考えられる．本研究から，圧密の異方性は地層の傾斜の大きさよりも褶曲構造の翼部か軸部付近かにより違いが生じる可能性が示唆されたが，圧密降伏応力の異方性度合いは小さいため，圧密自体が等方的に進行する可能性も考えられる．
引用文献
Angelier, J. and Huchon, P., 1987, Earth and Planetary Science Letters, 87, 397–408.
Kamiya, N., Yamamoto, Y., Wang, Q., Kurimoto, Y., Zhang, F. and Takemura, T., 2017, Tectonophysics, 710–711, 69–80.
小池 清，1951，地質学雑誌，57，143-156．
中嶋輝充，渡辺真人，2005，富津地域の地質，産総研地質調査総合センター，102p.
房総半島は，南部から順に付加体，隆起帯，前弧海盆で構成される．これらのうち房総前弧海盆は，黒滝不整合を境に三浦層群と上総層群に大別される（小池，1951）．三浦層群の堆積年代は，約15-3 Maで，下位から順に木の根層，天津層，清澄層，安野層に区分され，木の根層および天津層は一般に遠洋性泥岩，清澄層および安野層はタービダイト性堆積岩からなる（中嶋・渡邊，2005）．三浦層群は，基本的には東西走向で北上位の構造をもち，東西を軸とする褶曲構造が発達しその変形は南部ほど激しい．メソスケールの断層が発達し，主に東西走向の逆断層および北東–南西走向の正断層，北北東–南南西走向の横ずれ断層が卓越する（Kamiya et al., 2017）．また，小断層解析により三浦層群形成時期には，南北圧縮場であったことが示されている（Angelier and Huchon, 1987）．
房総前弧海盆の三浦層群から，地層の傾斜が65˚〜20˚となる範囲で定方位試料のサンプリングを行い，圧密リングを用いた定ひずみ圧密試験を実施した．載荷方向は，地層面に対して垂直な方向，褶曲軸に垂直な方向，褶曲軸に平行な方向の3方向とした．本研究では，褶曲軸の方向と古応力方向を考慮して，褶曲軸に平行な方向を東西方向，褶曲軸に垂直な方向を南北方向として設定し，露頭の現位置状態での水平面内における東西および南北方向，すなわち地層面が傾斜した状態での東西および南北をそれぞれ褶曲軸に平行な方向，垂直な方向とした．その結果，褶曲の翼部では，地層面に垂直な方向の圧密降伏応力に対して，圧縮方向の圧密降伏応力が大きく，褶曲軸方向の圧密降伏応力が小さくなる結果を得た．それに対し，褶曲軸付近では，地層面に垂直な方向の圧密降伏応力に対して，圧密降伏応力が圧縮方向で小さく，褶曲軸方向で大きくなる傾向が見られた．一方で，初磁化率の異方性が示す磁気ファブリックとしては，異方性楕円体の最小軸が地層面に対して垂直に分布し，中間軸および最大軸が地層面と平行に分布したことから，初磁化率を担う粒子が地層面に平行に配列している可能性が示唆される．フリンダイアグラムが，翼部では針状異方性を示すことなどから，翼部では堆積時の層構造が乱されやすい可能性が考えられる．本研究から，圧密の異方性は地層の傾斜の大きさよりも褶曲構造の翼部か軸部付近かにより違いが生じる可能性が示唆されたが，圧密降伏応力の異方性度合いは小さいため，圧密自体が等方的に進行する可能性も考えられる．
引用文献
Angelier, J. and Huchon, P., 1987, Earth and Planetary Science Letters, 87, 397–408.
Kamiya, N., Yamamoto, Y., Wang, Q., Kurimoto, Y., Zhang, F. and Takemura, T., 2017, Tectonophysics, 710–711, 69–80.
小池 清，1951，地質学雑誌，57，143-156．
中嶋輝充，渡辺真人，2005，富津地域の地質，産総研地質調査総合センター，102p.