[S-SS27] 地震発生の物理・断層のレオロジー

[SSS27-03] 南アフリカ大深度金鉱山の地質断層上で観測されたRepeating Earthquakeの出現と消失

*山口 純弥¹、直井 誠¹、中谷 正生²、森谷 祐一³、Kgarume Thabang⁴、五十嵐 俊博²、村上 理⁵、Masakale Thabang⁶、矢部 康男³、大槻 憲四郎³、川方 裕則⁷、石田 毅¹、Ward Anthony⁸、Durrheim Ray^4,9、小笠原 宏⁷ (1.京都大学、2.東京大学、3.東北大学、4.CSIR、5.東濃地震科学研究所、6.OHMS、7.立命館大学、8.SeismoGen、9.Wits大学)

キーワード：微小破壊、誘発地震、繰り返し地震

採掘による応力集中が原因でM 3程度までの誘発地震が多発する南アフリカCooke 4金鉱山地下1 kmにおいて，ある地質断層を取り囲むように，高感度AEセンサ30台，加速度計計7台を埋設し，微小破壊（Acoustic Emission; 以下AE）の観測を行った（Naoi et al. 2014）．Naoi et al.（2015）は，この観測で得られた2ヶ月間のデータを解析し，この断層上で–5.1 ≤ Mw ≤ –3.6のRepeating earthquakeが発生していることを明らかにした．本研究では解析期間を14ヶ月間に延長し，これらのRepeaterのより長期の挙動を調べた．
まず，同断層沿いで2011年4月7日から2012年5月30日までの約14ヶ月間に発生した5869個のAEに対して波形相関を用いた走時差の再読み取りを行い，Double-Difference法（Waldhauser and Ellsworth, 2000）を用いて震源を再決定した．得られた再決定震源のうち，面状の分布を示す震源の近似面から3 m以内に震源が求まった3735個のイベントを以降の解析対象とした．これら3735イベントのうち，震源間距離が2 m以内となる全ての震源ペアに対して波形の相互相関係数を計算し，そのとき稼働していた観測点の2割以上で相互相関係数が0.9以上かつ，マグニチュードから推定したイベントの破壊域がよく重なるものをRepeaterペアと認定した．最後に，互いに共通のイベントを持つRepeater ペアをグルーピングした．この解析によって，全部で308個のRepeater groupが見つかり，3735イベント中1328イベント（35.6％）がRepeaterと認定された．最大のgroupは45個の震源で構成されており，非常に多くの繰り返しが確認できた．
得られたrepeater groupには，14ヶ月の間活動を続けたgroup (Type A)もあったが，観測期間中に新たに活動が始まるgroupや（Type B），途中で活動が停止するgroup（Type C）も見つかった．10 m程度の範囲にわたってType B, あるいはType Cしかみられない領域がみつかっており，それぞれ，マクロなslow slipが新しく開始した場所，停止した場所に対応すると考えられる．一方，Type A–Cが，数m程度の狭い領域に混在している場所も存在した．また，このような場所で起こるType Cの複数のGroupで，Mwが時間とともに低下するものがみつかった．このような領域におけるRepeaterの出現は，クリープの進展による断層面上の突起部のかみ合わせが新たに生じたり，摩耗などによって解消する過程といった，不安定なパッチの形成・消失に対応している可能性がある．