[T1-P-1] Fracturing of quartz and microshearing under the brittle-plastic transition zone
Keywords:Quartz, Fracturing, Microshear, Flow law, Asuke shear zone
地殻の主要構成鉱物である石英は、応力場において地下10数kmまでは脆性変形が卓越し、以深では塑性変形が卓越する。石英の脆性-塑性遷移領域は巨大内陸地震発生領域に対応することから、領域での石英の変形過程や応力、歪速度を検討することは重要である。本研究では愛知県足助剪断帯において、脆性塑性遷移領域で変形した花崗岩質変形岩に含まれる石英について、破壊に次いで局所的に形成された微小剪断領域において、発達する細粒粒子のすべり系を決定し、流動則を用いて応力と歪速度を見積もった。
偏光顕微鏡下において、石英、長石類、角閃石の1 mmまでの岩片が存在することが確認できる。石英はしばしば割れ目の間に微小剪断を示し、そこでは細粒な石英粒子が生成している（下図a, b）。細粒粒子のサイズは数µmで生成領域の幅は最大数百µmである。ホスト石英粒子と割れ目の細粒粒子について、電子線後方散乱回折（EBSD）分析を行った。その結果、ホスト石英粒子のc軸の結晶学的方位定向配列は底面<a>すべりを示す（下図c, d）。一方で、細粒粒子の結晶学的定向配列は底面<a>すべりを示す領域と柱面<a>すべりを示す領域に分かれる。また、ホスト粒子の割れは弱面であるr面やz面に平行に起こり、剛体回転により安定位置で配列することで、石英岩片のc軸の結晶学的方位定向配列を説明する。
最近Tokle et al. (2019)が底面<a>すべりと柱面<a>すべりに対応する流動則を報告した。彼らの流動則を用いて、一般的な脆性-塑性遷移領域温度である300℃を仮定したとき、応力270 MPa以上かつ歪速度が10–12.7/秒以上のときに柱面<a>すべりが卓越し、これらの応力と歪速度以下のときに底面<a>すべりが卓越する。さらに、この270 MPaの応力について、石英についての動的再結晶粒径古応力計を適用するとその粒径は数µmとなる。この計算された粒径は試料で観察される粒径とも一致する。一般に脆性塑性遷移領域での石英のすべり系は底面<a>すべりであるが、微小剪断領域では、局所的な高応力集中と高歪速度により、柱面<a>すべりが活躍すると考えられる。
引用文献
Tokle L., Hirth G., and Behr W.M. (2019) Flow laws and fabric transitions in wet quartzite. Earth and Planetary Science Letters, 505, 152–161.
偏光顕微鏡下において、石英、長石類、角閃石の1 mmまでの岩片が存在することが確認できる。石英はしばしば割れ目の間に微小剪断を示し、そこでは細粒な石英粒子が生成している（下図a, b）。細粒粒子のサイズは数µmで生成領域の幅は最大数百µmである。ホスト石英粒子と割れ目の細粒粒子について、電子線後方散乱回折（EBSD）分析を行った。その結果、ホスト石英粒子のc軸の結晶学的方位定向配列は底面<a>すべりを示す（下図c, d）。一方で、細粒粒子の結晶学的定向配列は底面<a>すべりを示す領域と柱面<a>すべりを示す領域に分かれる。また、ホスト粒子の割れは弱面であるr面やz面に平行に起こり、剛体回転により安定位置で配列することで、石英岩片のc軸の結晶学的方位定向配列を説明する。
最近Tokle et al. (2019)が底面<a>すべりと柱面<a>すべりに対応する流動則を報告した。彼らの流動則を用いて、一般的な脆性-塑性遷移領域温度である300℃を仮定したとき、応力270 MPa以上かつ歪速度が10–12.7/秒以上のときに柱面<a>すべりが卓越し、これらの応力と歪速度以下のときに底面<a>すべりが卓越する。さらに、この270 MPaの応力について、石英についての動的再結晶粒径古応力計を適用するとその粒径は数µmとなる。この計算された粒径は試料で観察される粒径とも一致する。一般に脆性塑性遷移領域での石英のすべり系は底面<a>すべりであるが、微小剪断領域では、局所的な高応力集中と高歪速度により、柱面<a>すべりが活躍すると考えられる。
引用文献
Tokle L., Hirth G., and Behr W.M. (2019) Flow laws and fabric transitions in wet quartzite. Earth and Planetary Science Letters, 505, 152–161.