[H-CG21] 堆積・侵食・地形発達プロセスから読み取る地球表層環境変動

[HCG21-04] 小断層解析及び数値解析を用いた
マス・トランスポート・プロセス の挙動の復元 :
上総層群黄和田層の例

*上野 元彌¹、成瀬 元¹ (1.京都大学大学院)

キーワード：地滑り、マストランスポート

海底地すべりのような斜面下方向への自重による大規模な砕屑物移動現象をマス・トランスポー
ト・プロセス（MTP）とよび，それによって形成された堆積物をマス・トランスポート堆積物
(MTD) とよぶ．MTP の挙動を理解することは，洋上沿岸設備の破壊リスクを見積もるためにも，
海底での巨大地震の発生間隔を理解するためにも重要な課題である． 既存研究は，現世の MTD
の表面構造や，地層中の MTD 内部の堆積岩ブロック変形構造を根拠として，MTP の停止時には
流向と平行方向に強い水平圧縮応力が働くことを推定した．その原因として，数値実験の結果か
ら，粘性の大きい MTP の流れは斜面から堆積盆地に到達したときに流れの先端が急激に減速す
るため，先端と流れの主部が衝突して MTD の内部に圧縮が生じると主張がある．ただし，MTP
の流動時の圧縮に関する推定はほとんどの研究で定性的であり，MTD 内部の小断層解析により応
力場を定量的に推定した研究は 1 例しかない．そのため，流れの停止時の水平圧縮応力が一般的
に見られる現象であるかは不明である．また，既存研究の数値実験は 1 次元モデルを用いており，
MTP が側方に流れの領域を拡大させるような効果は無視されている．そこで，本研究は (1) MTP
の平面 2 次元モデルで数値実験を行い，流れの停止時の水平圧縮作用が広いレオロジー条件で発
生する現象であるかを検討した．これに加えて，(2) 房総半島に分布する更新統黄和田層の MTD
を調査し，堆積時の MTP が水平に圧縮されるとする仮説を検証した．数値実験の結果，粘性係
数および降伏応力が大きくなるにつれて MTP 先端部の流下距離は短くなり，流れの先端と主部
との衝突が起こるようになった．そして，粘性係数が 20,000 Pa · s に設定した場合，降伏応力が
3,000 Pa を超えると停止時に水平圧縮が起こることが分かった．この際に，圧縮応力の主軸の方
向は，MTD の中心部では放射状であったのに対して周縁部では外縁と平行な分布を示した．次に，
本研究は房総半島に分布する更新統上総層群黄和田層に挟在する MTD の調査を行った．MTD に
含まれる堆積岩ブロックの小断層に対して応力多重逆解析を行ったところ，調査対象の MTD は
堆積時に水平圧縮応力を経験していたことが明らかになった．さらに，MTD 堆積時の最大圧縮主
応力軸の方向は地域によって大きく異なることも判明した．水平圧縮方向の多様性は，数値実験
でみられた圧縮軸の方向の多様性に対応している可能性がある．すなわち，本研究の数値実験及
び野外調査の結果は，一般に MTP の停止時には強い水平圧縮応力が生じるとする仮説を支持す
る．本研究で実施した MTD の古応力解析は，MTP の挙動の復元にむけ，流れのレオロジーや流
向に制約を与える可能性のある有効な手法といえるだろう．