[S-CG62] 地球惑星科学におけるレオロジーと破壊・摩擦の物理

[SCG62-P17] マイクロブーディン古差応力計：和歌山三波川帯の藍閃石への適用

*外山 和也¹、道林 克禎^1,2 (1.名古屋大学大学院 環境学研究科（岩鉱）、2.海洋研究開発機構 海域地震火山部門 火山・地球内部研究センター)

キーワード：マイクロブーディン、古差応力計、藍閃石、三波川帯

藍閃石のような柱状の変成鉱物には、変成作用を受けると応力で破断して列車が連なったようなマイクロブーディン組織を示すことがある。この組織を有するメタチャート（珪質変成岩）の紅簾石^[1]や断層岩の電気石^[2]から変形時の差応力を推定するマイクロブーディン古差応力計が提案された。しかし、これらの古差応力計から算出される差応力は相対値にとどまっている。本研究では、和歌山三波川帯の四邑川地域のメタチャートの藍閃石に着目し、マイクロブーディン古差応力計を再検討することで差応力およびその変遷を求める方法を考案した。研磨薄片を面構造（片理）に垂直で伸長線構造に平行な面（XZ面）で作成した。主要な構成鉱物は石英、曹長石、赤鉄鉱、白雲母、藍閃石である。藍閃石のマイクロブーディン組織について、ブーディンのアスペクト比（長軸/短軸）やブーディン間距離などの形状指標を計測した。研磨薄片内の数100粒子の藍閃石結晶を効率的に計測するため、Python v.3.12.4 (Spyder v.5.5.1.)を用いた画像解析プログラムを開発した。また、電子線後方散乱回折（EBSD）法による結晶方位測定から石英の結晶方位ファブリックと粒径を測定した。研磨薄片内の藍閃石は242粒子のうち、マイクロブーディン組織を示すものは195粒子、示さないものは47粒子で、平均アスペクト比はそれぞれ7.20と3.46だった。ブーディンした195粒子のうち、2つに分割されたものは104粒子、3つに分割されたものは63粒子、4つに分割されたものは22粒子、5つに分割されたものは6粒子 である。また、石英のc軸ファブリックはタイプⅠクロスガードルを示し、平均粒径は約30 µmであった。測定したマイクロブーディンの形状パラメーターをLi & Ji (2020)のマイクロブーディン古差応力計（以下、LJ法）に適用した。しかし、LJ法ではブーディン間距離とアスペクト比の関係をうまく説明できないため、LJ法の一部を改良した新しい方法(LJ-T法)を導出した。一方、石英粒子の平均粒径から差応力^[3]は59.4 MPa、剪断応力は42.0 MPaと推定された。この剪断応力に対応する藍閃石のアスペクト比は5.11、藍閃石の引張強度は859 MPaと算出される。さらに、ブーディン間距離を歪量と仮定すると、後期にブーディンした藍閃石ほど受けた差応力が増大する傾向が確認された。以上の結果は、本研究で開発した藍閃石のマイクロブーディン古差応力計(LJ-T法)が、変成岩の差応力およびその変遷を解明する強力なツールになることを示す。

引用文献：[1] Masuda et al. 2004 J. Metamor. Geol. 22, [2] Li & Ji 2020 J. Struct. Geol. 130, [3] Twiss 1977 Pure Appl. Geophys. 115.