Helium isotope variations along the Niigata-Kobe Tectonic Zone, Central Japan

新潟-神戸歪集中帯におけるヘリウム同位体比の特徴

梅田 浩司; 二ノ宮 淳; 島田 耕史   ; 中島 淳一*

Umeda, Koji; Ninomiya, Atsushi; Shimada, Koji; Nakajima, Junichi*

近年のGPS網の整備により新潟平野から神戸に至る幅約100km,長さ約500kmの領域は、その周辺の地域に比べて1桁以上、地殻歪速度が大きい顕著な変動帯であることが明らかになった(新潟-神戸歪集中帯)。その後の地震波速度構造や比抵抗構造等の解析からこの地域の下部地殻あるいは上部マントルには何らかの流体の存在が示唆された。今回、当該地域の温泉ガスのヘリウム同位体比の測定を行った結果、歪集中帯の北部は太平洋プレートの、南部はフィリピン海プレートの沈み込みに伴って脱水した流体が地殻内の不均質性に関与していることが明らかになった。また、一連の調査を通じて、温泉ガスのヘリウム同位体比は、未知の活断層を同定するための重要な化学的指標になり得ることが示唆された。

A linear zone with high strain rates along the Sea of Japan coast, the Niigata-Kobe Tectonic Zone (NKTZ), is considered to be associated with rheological heterogeneity in the lower crust and/or upper mantle, which may be caused by the upwelling of aqueous fluid and/or melt related to subduction of the Philippine Sea and Pacific Plates. In order to elucidate the geographic distribution of He/He ratios along the NKTZ, new helium isotope data from hot spring gases and water samples were determined. Our study reinforces the clear relationship between helium isotope variations on the surface and the seismicity and resistivity structure of the crust and upper mantle along the Niigata-Kobe Tectonic Zone, Central Japan. In addition, the helium isotopes in hot spring gases may be recognized as a useful geochemical indicator of the presence of concealed active faults with compressional tectonics.