[S-CG54] 岩石―流体相互作用の新展開：表層から沈み込み帯深部まで

[SCG54-P10] 改良Griggs型固体圧式装置を用いた緑泥石-アクチノ閃石片岩の高圧変形実験

*楠本 美弥乃¹、平内 健一²、岡崎 啓史³ (1.静岡大学総合科学技術研究科理学専攻地球科学コース、2.静岡大学理学部地球科学科、3.広島大学先進理工系科学研究科地球惑星システム学プログラム)

キーワード：スロー地震、沈み込み帯、野母変成岩類、緑泥石-アクチノ閃石片岩、変形実験

南海トラフやカスカディアなどの温かい沈み込み帯の浅部スラブ-マントル境界では，深部スロー地震が発生している(Obara, 2002)．深部スロー地震発生域を構成する岩石種の候補としては，蛇紋岩化したマントルウェッジが挙げられ，これまでアンチゴライト岩を用いた多くの高圧変形実験が行われてきた(例えば，Burdette and Hirth, 2022)．一方，Nishiyama et al. (2023)は，西彼杵変成岩類に分布するテクトニックメランジュ(三重メランジュ)について構造地質学的・地球化学的研究を行い，浅部マントルウェッジ蛇紋岩と沈み込む海洋地殻物質起源のブロックと交代作用で形成された緑泥石-アクチノ閃石片岩(chlorite-actinolite schist; CAS)からなるマトリックスで構成されるテクトニックメランジュが分布することを明らかにした．さらに，CAS の一部には強い片理が発達し，局所的な剪断帯として活動していた痕跡が認められる．したがって，の摩擦・流動特性を理解することは，浅部スラブ-マントル境界における深部スロー地震の発生を理解する上で支配する上で重要な岩石種の1つであると言える．そこで，本研究は改良Griggs型固体圧式装置を用いて緑泥石-アクチノ閃石片岩試料の高圧変形実験を行った．
出発物質は長崎県野母変成岩類中のテクトニックメランジュ内に産するCASを使用し，粒径53 μm以下の粉末を使用した．CAS粉末は最大主応力方向に対して45°に切断された溝付きの剪断ピストンの間に幅1 mmになるように挟む込むことで，単純剪断のジオメトリーになるようにした．実験条件は，温度500℃，圧力1 GPa，軸変位速度0.05-1.5 μm/sとした．予察的な実験を行った結果，CASの強度は初期(剪断歪γ = 1)の強度ピーク(摩擦係数μ = 0.4)に達した後，緩やかに歪軟化を示し，実験終了時(γ = 4)においてμは0.33であった．今回の実験では軸変位速度を0.15 μm/sから0.05 μm/s，0.15 μm/s，1.5 μm/sとステップさせたが，摩擦係数の速度依存性(a − b)は全てのステップで正となった．このことは，浅部スラブ-マントル境界においてCASが安定すべりを示すことを示唆する．

引用文献：Obara, 2002, Science, 296, 1679-1681. Burdette and Hirth, 2022, J. Geophys. Res. Solid Earth, 127, 2022JB024260. Nishiyama et al., 2023, Lithos, 446-447 (2023) 107115.