[S-GL23] 日本列島および東アジアの地質と構造発達史

[SGL23-P01] 鉱物脈の姿勢情報から推定する分岐断層沿いの流体挙動
―宮崎県延岡衝上断層での透水係数の推定―

*細野 日向子¹、竹村 貴人¹、大坪 誠² (1.日本大学文理学部、2.産業技術総合研究所 活断層・火山研究部門)

キーワード：石英脈、固有透水係数、付加体、透水テンソル、南海トラフ、沈み込み帯

プレート境界周辺で大地震を誘発する現象として，近年スロースリップ地震が注目されている．周辺の岩石物性のみならず水の存在はスロースリップに重要な要因となる．地球物理学的情報によると，水を多く含む場所とスロースリップ発生域が重なっていることがわかりつつある．しかしながら，プレート境界周辺での水の空間的な不均一性や水圧の上昇過程は分かっていない．そこで本研究ではプレート境界周辺での流体移動と水圧上昇を明らかにすることを目的とし，流体移動の化石である断層周辺の亀裂を充填する鉱物脈について調査地の実測データに基づき数値解析により固有透水係数の推定を行った．
　今回対象とする延岡衝上断層は，上盤と下盤，それぞれ最高被熱約320℃の砂岩泥岩互層と250℃の泥質メランジュで構成されており，9.1〜7.0 kmの深さにあったと推定されている（Kondo et al., 2005）．今回は延岡衝上断層を調査対象とし，以下のaからcを実施した．a）薄片の作成・観察：露頭で採取した鉱物脈の薄片観察をし，主要構成鉱物の鑑定と鉱物脈の分類を行った．b）鉱物脈の測定：延岡衝上断層を挟む下盤7ヶ所（AからG：Aが断層近傍）上盤1ヶ所（H）の計8ヶ所で一辺2.5 mの正方形のグリッドを切り，鉱物脈の走向傾斜・幅・ 長さの測定とトレース図の作成を行った．c）固有透水係数の推定：Oda(1983)による透水テンソルの手法を用いてb）で測定した鉱物脈群三次元の幾何情報から鉱物脈が流体であった時の固有透水係数k₁，k₂，k₃とその流動方向を算出した．
　その結果，鉱物脈を構成する鉱物は主に石英と方解石であることがわかった．また，下盤の鉱物脈の３次元方位分布はAからDとEからGの二系統に分類できた．推定した固有透水係数とその流動方向から，最大固有透水係数k₁は断層に対してほぼ垂直方向であり，この方向に流体が流れやすかったことがわかった．最大固有透水係数k₁のオーダーは10^-9から10^-10であった．EからGのグリッドでは断層面に直交する方向には流れづらく（断層面と直交する方向にk3がある）固有透水係数の大きさはk₁=k₂>>k₃であった．一方で，AからDグリッドではおおよそk₁=k₂=k₃であった．これら，露頭から推定した固有透水係数はSibson(1992)によるFault valveモデルを考える際の断層沿いの流体挙動を具体的な透水係数を用いて考えることができるようになると期待される．