Detection and correlation of tephra-derived smectite-rich shear zones by analyzing glass melt inclusions in mineral grains

鉱物粒子中のメルトインクルージョンの分析によるテフラ起源のスメクタイトリッチなせん断帯の検出と対比

石井 英一   ; 古澤 明*

Ishii, Eiichi; Furusawa, Akira*

幌延深地層研究センターの地下施設に出現した粘土質せん断帯に含まれる粘土物質の顕微鏡観察を行った結果、粘土物質にはメルトインクルージョン(MI)が多く含まれていることが分かり、それらの化学組成を分析すると、全てのMIが同一の組成を持つことが分かった。さらに、センター周辺のボーリングコアに認められる粘土質せん断帯を調べた結果、これと同一の組成を示すMIが他にも複数箇所で検出され、これらの粘土質せん断帯はセンター周辺に分布する既知の火山灰層面とほぼ一定の比高を保ちながら(同火山灰層の350m下方)、数キロメートルにわたって分布することが分かった。これらのことから、このMIを含む粘土物質は火山ガラスが変質したものであり、この粘土物質を多量に含むせん断帯(粘土質せん断帯)は泥岩が破砕・変質して形成されたのではなく、泥岩中に挟在する火山灰層が変質・変形して形成されたものであることが分かった。

We present detailed mineralogical and geochemical analyses of clay-rich shear zones that are associated with bedding-parallel or bedding-oblique faults in drill cores of a siliceous mudstone from the Horonobe area, northern Hokkaido, Japan. The bedding-parallel shear zones are rich in smectite and some shear zones are characterized by melt inclusions hosted by plagioclase and quartz. The chemical compositions of melt inclusions in six shear zones are very similar, but distinct from those of melt inclusions in other shear zones. These six shear zones consistently occur in horizons 350 m shallower than a known tephra layer. These mineralogical characteristics and stratigraphic positions suggest that the six shear zones occur within the same tephra layer and that the smectite formed as a result of burial diagenesis of volcanic glass. Tephra-derived smectite-rich shear zones can be detected and correlated by analyzing melt inclusions preserved in mineral grains.