[S-CG75] [JJ] 地殻流体と地殻変動

[SCG75-04] 山陰ひずみ集中帯におけるヘリウム同位体比

★招待講演

*梅田 浩司¹、浅森 浩一²、雑賀 敦²、西村 卓也³ (1.弘前大学大学院理工学研究科、2.日本原子力研究開発機構、3.京都大学防災研究所)

キーワード：ヘリウム同位体、山陰ひずみ集中帯

山陰地方においては，最近発生した2016 年鳥取県中部地震をはじめ，1943 年鳥取地震（M7.2）や2000 年鳥取県西部地震（M7.3）などの地殻浅部を震源とする大地震が数多く発生している．また微小地震分布では海岸線にほぼ平行な帯状の地震活動域が認められ，その領域は北中国剪断帯（Northern Chugoku Shear Zone：NCSZ）と呼ばれている（Gutscher andLallemand, 1999）．一方，国土地理院のGEONET によって明らかになった日本列島の地殻変動分布では，山陰地方を含む中国地方は，ひずみ速度の小さい領域として認識されてきたが（例えば，Sagiya et al., 2000），最近のGEONET データの解析から，山陰地方の東部において，海岸線に平行な地震帯に沿ってひずみ集中帯の存在（山陰ひずみ集中帯）が明らかになった（西村, 2014）．このひずみ集中帯では，幅10 km 程度で3 mm/年の右横ずれ運動を示唆する変形が見られており，地震のメカニズム解でも右横ずれ運動と調和的な応力場となっている．このひずみ集中帯の変動は，鉛直右横ずれ断層の深部で年間4～5 mm 程度のすべりが生じることで説明できる．また，この鉛直右横ずれ断層の動きは1943 年鳥取地震の断層運動とも調和的である．内陸地震の発生の原因として，従来から下部地殻における変形は延性せん断帯と呼ばれており（Sibson, 1977），断層直下の下部地殻の強度が局所的に小さいことで，その領域に変形が集中し，直上の断層に応力集中することが指摘されている（例えば，飯尾, 1996）．また，下部地殻の強度の低下には，地殻流体の存在が大きな役割を果たしていると考えられている（例えば，Iio et al., 2002）．今回，山陰ひずみ集中帯にスラブ起源流体が寄与している可能性を検討するため，西南日本の（温泉ガス，地下水溶存ガス等に含まれる）ヘリウム同位体比（³He/⁴He 比）のデータのコンパイルを行った．ヘリウム同位体比と内陸地震の震源や深部低周波イベントの分布とは良い相関が認められる．また，山陰ひずみ集中帯では，高いヘリウム同位体比を示すことから，この地域にはマントルから下部地殻への流体の上昇が示唆される．
最近，内陸部や日本海側も含めた西南日本のひずみ集中帯の原因を説明するため，GNSS データに基づくひずみ分布，微小地震分布，活断層の位置を考慮したブロック断層モデルが提案されている（Nishimura et al., 2015）．それぞれのブロックは剛体として振舞うため，ブロックの境界付近ではひずみ速度が大きく，地震が多く発生する地域が生じる．ブロック境界およびその内部のヘリウム同位体比の特徴をみると，活火山の周辺を除きブロックの内部に比べて境界では高い同位体比を示す．そのため，これらのブロック断層の存在は，下部地殻から地殻浅所への効率的なマントルヘリウムの移動に寄与しているのかもしれない．