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Visualization of a high-strain shear zone based on a field survey for minor faults; A Case study of southern Kyushu, Japan

小断層調査に基づく高ひずみせん断帯の可視化; 南九州の事例

後藤 翠; 島田 耕史  ; 丹羽 正和  ; 照沢 秀司*

Goto, Akira; Shimada, Koji; Niwa, Masakazu; Terusawa, Shuji*

1990年代以降に設置された全国のGNSSネットワークにより、南九州に高いひずみ速度を伴う左横ずれのせん断帯の存在が示唆されている。この地域では1997年の鹿児島県北西部地震などの大きな地震が発生しているが、これらの地震に関連する地震断層や活断層が地表で認められていない。本研究では、測地学的研究によって示唆されたせん断帯の地質学的証拠を明らかにするために、小断層を調査した。鹿児島県北西部(22$$times$$16km)の現地調査では、粘土質ガウジ及びカタクレーサイトを伴う断層はほとんど認められなかった。一方、四万十帯付加後に形成された小断層が普遍的に観察された。すべりの方向は、小断層沿いの条線を用いて決定した。条線の方向データに基づき、応力テンソルインバージョンを適用して、応力状態の解明を試みた。その結果、$$sim$$2km幅でE-W方向に伸び、せん断帯のひずみ(NE-SW圧縮およびNW-SE伸長)と一致する応力状態を示す領域が明らかとなった。本研究は、明瞭な活断層地形に乏しい断層(またはせん断帯)の潜在的な将来の活動を調べるアプローチの1つとして有用である。

Owing to a nationwide GNSS network installed since mid-1990s, high-strain shear zone with a sinistral strike-slip was identified in southern Kyushu. There have had large earthquakes in this area such as the 1997 Northwestern Kagoshima Earthquake, however, any seismogenic faults associated with these earthquakes or active faults with strike-slip tectonic landforms had not been previously recognized at the surface. Mesoscale fault zones with clayey gouge and cataclasite are rare in the study area (northwestern Kagoshima (22$$times$$16 km)). Instead, minor faults cutting bedding planes and deformation structures subparallel to the bedding, suggesting the formation clearly after the accretion of the Shimanto accretionary complex, are commonly observed. Slip directions can be examined from striations along the minor faults. Based on orientation data of these striations, we applied stress tensor inversion techniques to elucidate stress states. Our field survey revealed an occurrence of the E-W trending zone of $$sim$$2 km wide showing a stress state consistent with the sinistral high-strain shear zone (NE-SW compression and NW-SE extension). This study can contribute to one of helpful approaches to examine potential future activities of faults (or shear zones) without clear tectonic landforms.

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