断層ガウジの化学組成を用いた線形判別分析による断層の活動性の推定

Estimation of fault activity by linear discriminant analysis using chemical composition of fault gouge

立石 良*; 島田 耕史   ; 清水 麻由子   ; 末岡 茂   ; 丹羽 正和   ; 石丸 恒存 

Tateishi, Ryo*; Shimada, Koji; Shimizu, Mayuko; Sueoka, Shigeru; Niwa, Masakazu; Ishimaru, Tsuneari

活断層の認定は、現在の地形及び第四紀後期の被覆層の変位・変形によりなされるが、第四紀の被覆層が存在しない地域における断層の活動性の決定は困難となる。この課題解決のため、国内における活断層と非活断層の断層ガウジの化学組成データを用いて多変量解析(線形判別分析)を行い、得られた判別式の判別能力や両者の違いを表す元素について検討した。AICを行った結果、AlO, CaO, Rb, Ba, TiO, PO, MgO, Th, Y, Sr, MnOの11元素がp値に基づく重み順に説明変数の候補として選択された。これらの結果から、(a)AICで選択された11元素、(b)AICでp値が0から0.01の間となった8元素(AlO, CaO, Rb, Ba, TiO, PO, MgO, Th)、(c)AICでp値が0から0.001の間となった6元素(AlO, CaO, Rb, Ba, TiO, PO)の組合せで線形判別分析を行った。その結果、活断層と非活断層の判別率は(a)(b)で100%、(c)で97%となった。活断層と非活断層の違いを表す元素を6つのうち、4つの元素(TiOとPO, AlOとRb)が2組のセットとなっている。本研究成果は、活断層と非活断層の化学組成の違いを生むメカニズムの解明に大きく貢献すると考えられる。

The identification of active faults is based on the displacement and deformation of the current topography and the late Quaternary strata. However, in the absence of them, it is difficult to determine the fault activity. To solve this problem, multivariate analysis was performed using chemical composition data of fault gouges of active and inactive faults in Japan. We performed linear discriminant analysis with a following combination of elements; (a) 11 elements selected by AIC, (b) 8 elements with p-value between 0 and 0.01, (c) 6 elements with p-value between 0 and 0.001. The discrimination rate between active faults and inactive faults is 100% in (a), (b) and 97% in (c). Among elements that represent the difference, TiO and PO, and AlO and Rb are considered important, including their respective combinations. These results contribute to clarify the mechanism that creates the difference in chemical composition between active and inactive faults.