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酒井 亨*; 亀高 正男*; 青木 和弘; 島田 耕史; 高木 秀雄*
地質学雑誌(インターネット), 130(1), p.89 - 109, 2024/04
断層破砕帯には多様な姿勢の剪断面が形成されている。それらの周囲に発達した複合面構造から各剪断面の剪断センスを推定できるが、それらが同じ活動ステージ(応力)で形成されたものか否かは識別ができない。本研究ではこの課題を解決するために、複合面構造の観察と応力逆解析を組み合わせて、塩ノ平断層と車断層の運動と応力の履歴の解明を試みた。結果として、塩ノ平断層において5つ、車断層において2つの活動ステージを復元した。活動ステージの時期を特定する年代指標が少ないものの、先行研究で示された断層周辺の古応力場や造構運動と矛盾しない結果が得られた。断層スリップデータの取得領域の粗密によって一部の応力は復元できない可能性はあるが、包括的な破砕帯形成史の解明を目的とした研究において、本手法は一定の有効性が示されたと言える。
青木 和弘; 田中 遊雲; 吉田 拓海; 島田 耕史; 酒井 亨*; 亀高 正男*; 瀬下 和芳
応用地質, 62(2), p.64 - 81, 2021/06
塩ノ平断層は、2011年4月11日に発生した福島県浜通りの地震(Mw6.7)によって、いわき市田人町旅人滑石から石住綱木北西に至る約14kmの区間に出現した、北北西から南南東へ延びる地表地震断層である。車断層は、塩ノ平断層の南方5kmに認められる断層であり、この地震時に地表変位は現れていない。最近活動した断層の近くに、同様の走向を持ちながらも活動しなかった断層があることから、新たな断層活動性評価手法の可能性を探るため、塩ノ平断層で2ヶ所、車断層で1ヶ所を調査地点として選定した。本稿では、それぞれの地域でこれまで実施してきた調査のうち、野外地質調査・ボーリング調査・コア観察・XRD分析・同位体分析・流体包有物分析・透水試験の結果について報告する。断層破砕帯の地質・鉱物・透水性などの特徴として取りまとめられた3地点で得られた成果は、断層の活動性を検討するための基礎的なデータとして活用される。
亀高 正男*; 酒井 亨*; 稲田 徳之*; 田中 由美子*; 岡崎 和彦*; 鈴木 悠爾*; 青木 和弘; 田中 義浩; 瀬下 和芳; 中山 一彦
no journal, ,
4.11地震による活動区間と非活動区間の違いに着目した調査・研究を進めており、今回の発表では塩ノ平断層の露頭調査結果を中心に報告する。今回の調査では、これらの露頭のうち活動区間の3地点(清道川、塩ノ平、別当)、及び地表地震断層の南端から約300m南方に位置する断層露頭1ヶ所(滑石南)において、露頭の観察・記載、研磨片・薄片観察、X線回折分析等を行った。その結果、清道川と別当では結晶片岩中に幅数十cmの厚い断層ガウジを伴う破砕帯が発達し、4.11地震の断層面はこれらのガウジを切っていることが観察された。塩ノ平では結晶片岩起源の破砕帯が新第三系とみられる砂岩と断層で接する露頭がみられる。ここでは4.11地震で形成された断層面に沿って、幅数cmの薄い断層ガウジが認められた。滑石南では結晶片岩中の断層露頭が観察されたが、破砕帯の規模は他地点よりも小さく、断層ガウジの幅も数cm程度と薄かった。X線回折分析の結果からは、清道川, 塩ノ平及び別当の断層ガウジにはスメクタイトがある程度含まれているのに対して、滑石南の断層ガウジにはスメクタイトが含まれていないことが判明した。
青木 和弘; 瀬下 和芳; 田中 義浩; 亀高 正男*; 酒井 亨*; 岡崎 和彦*; 嶋本 利彦*
no journal, ,
4.11地震による活動区間と非活動区間との違いに注目した調査・研究を進めており、今回の発表では、活動区間である塩ノ平断層の地表露頭から採取した断層ガウジを用いた低速・高速摩擦試験結果について報告する。試験機は、中国地震局地質研究所が所有する回転剪断式低速・高速摩擦試験機を用いた。試料は、塩ノ平断層のうち、別当露頭で確認された結晶片岩中の幅数十cmの厚い断層ガウジから採取したもの、塩ノ平露頭で確認された砂岩と結晶片岩の接する断層面に沿って確認された断層ガウジより採取した。試験条件は、断層ガウジ試料の初期圧密を1
5MPa、垂直応力1.02.0MPa、すべり速度20mm/s2.1m/sとし、低速・高速摩擦試験を実施した。また、無水及び含水条件下で実施し、更に、摩擦の速度依存性についても求めた。試験結果からは、両露頭の断層ガウジは、無水条件下で0.60.8程度の高い摩擦係数を示すのに対して、含水条件下では0.10.2の極めて低い摩擦係数を示した。また、断層ガウジの摩擦係数は速度の増加とともにわずかに増加し、高速ほど摩擦が大きくなる「速度強化」の性質をもつことが明らかになった。
鈴木 悠爾*; 亀高 正男*; 村田 誠一*; 青木 和弘; 田中 義浩; 瀬下 和芳; 酒井 亨*
no journal, ,
2011年4月11日に発生した福島県浜通りの地震(以下、4.11地震)によって、いわき市田人町旅人滑石から石住綱木北西にかけて地表地震断層が出現し、石山ほか(2012)によって塩ノ平断層と命名された。この断層は、北北西-南南東方向に延びる西落ちの正断層で、長さは約14km、地表における最大変位量は約2mであった。地表地震断層が現れた区間の南方にも、同方向の断層の存在が知られている(たとえば、久保ほか、2007)。われわれは、4.11地震によって活動した断層と活動しなかった断層の違いに着目し、断層性状等の調査を進めている。今回の発表では、定方位ボーリングによる塩ノ平断層の断層コア採取結果などについて報告する。
酒井 亨*; 亀高 正男*; 田中 由美子*; 青木 和弘; 田中 義浩; 丹羽 正和; 瀬下 和芳
no journal, ,
2011年4月11日の福島県浜通りの地震(以下、4.11地震)によって、全長約14kmにわたり地表地震断層が出現した(塩ノ平断層:石山ほか、2012)。この地表地震断層は西落ちの正断層センスで、最大変位量は約2mである。塩ノ平断層の出現位置には4.11地震よりも以前からすでに断層トレースが判読されており、一括して井戸沢断層と呼ばれていた(活断層研究会編、1991)。4.11地震により地表に現れた塩ノ平断層は井戸沢断層の西側トレースの一部にあたる。著者らは4.11地震による井戸沢断層の活動区間(塩ノ平断層)と非活動区間の違いに着目した断層破砕部の調査を行っており、地表地震断層に沿って複数の断層露頭が出現し、代表的な露頭として、活動区間から3地点(清道川,塩ノ平,別当)、非活動区間から1地点(滑石南)で調査を行った。今回の発表では、活動区間である塩ノ平,別当の2地点における露頭観察、断層破砕部の研磨片・薄片観察の結果を中心に報告する。
亀高 正男*; 酒井 亨*; 田中 由美子*; 青木 和弘; 田中 義浩*; 瀬下 和芳; 丹羽 正和; 増田 祐輝
no journal, ,
2011年4月11日に発生した福島県浜通りの地震(Mj7.0; 以下、4.11地震)によって、福島県いわき市田人町旅人滑石から石住綱木北西に、北北西-南南東に約14kmにわたって延びる地表地震断層が出現し、塩ノ平断層と命名された(石山ほか、2011)(ここでは活動区間と呼ぶ)。4.11地震以前の研究として、「新編 日本の活断層」(活断層研究会編、1991)などにより井戸沢断層の一部をなす「活断層の疑いのあるリニアメント」が図示されていた。塩ノ平断層は、このトレースとほぼ一致するが、「新編 日本の活断層」では、4.11地震の地表地震断層の出現位置の南端よりも南方まで線が描かれ、常磐炭田地質図(須貝ほか、1957)において車断層として示されている地質断層が連続している(ここでは非活動区間と呼ぶ)。われわれは、4.11地震の活動区間と非活動区間の違いに着目した調査・研究を進めている(例えば、亀高ほか、2015; 青木ほか、2015など)。本発表では、活動区間と非活動区間のボーリング掘削調査の結果と、得られたコア試料の破砕帯の性状を中心に報告する。
青木 和弘; 瀬下 和芳; 田中 義浩*; 丹羽 正和; 増田 祐輝; 亀高 正男*; 酒井 亨*; 嶋本 利彦*
no journal, ,
2011年4月11日に発生した福島県浜通りの地震(2011年の東北沖地震の最大余震)によって、東北日本南東部の福島県いわき市で、北北西から南南東へ延びる地表地震断層が出現した。石山ほか(2011)によって塩ノ平断層と命名された(以下活動区間と呼ぶ)。この断層の南方延長部では同方向のリニアメントが識別され車断層と呼ばれているが、この区間には地表変位は現れなかった(以下非活動区間と呼ぶ)。われわれは4.11地震による活動区間と非活動区間との違いに注目した調査・研究を進めており、2015年の連合大会では活動区間の露頭サンプルを用いた摩擦実験結果を報告した。今回の発表では、活動区間と非活動区間の両方で掘削した浅層試錐コアから採取した断層ガウジを用いた低速高速摩擦実験結果について報告する。
青木 和弘; 瀬下 和芳; Guglielmi, Y.*; Nussbaum, C.*; 嶋本 利彦*; Ma, S.*; Yao, L.*; 亀高 正男*; 酒井 亨*
no journal, ,
JAEA participated in the Fault Slip Experiment of Mont Terri Project which aims at understanding (1) the conditions for slip activation and stability of clay faults, and (2) the evolution of the coupling between fault slip, pore pressure and fluids migration. The experiment uses SIMFIP probe to estimate (1) the hydraulic and elastic properties of fault zone elements, (2) the state of stresses across the fault zone and (3) the fault zone apparent strength properties (friction coefficient and cohesion). To elaborate on the Fault Slip Experiment, JAEA performed friction experiment of borehole cores of depths 47.2m and 37.3m using a rotary-shear low to high-velocity friction apparatus at Institute of Geology, China Earthquake Administration.
青木 和弘; 瀬下 和芳; Nussbaum, C.*; Guglielmi, Y.*; 嶋本 利彦*; 酒井 亨*; 亀高 正男*; Ma, S.*; Yao, L.*
no journal, ,
スイスMont Terri地下研究施設の主断層を対象としたSIMFIPプローブを用いた断層スリップ試験(注水実験)の解析に資することを目的に、試験区間のコアの摩擦試験を行った。試験機は、中国地震局地質研究所が所有する回転剪断式低速・高速摩擦試験機を用い、試験条件は室温下で無水及び含水条件下で、垂直応力は1.4および4.0MPa、ホスト試料として岩石に近い挙動を示すTiAlV合金製ピストンを用い、すべり速度は0.2microns/s2.1mm/sとし、低速・中速摩擦試験を実施して摩擦の速度依存性などを求めた。
青木 和弘; 瀬下 和芳; 酒井 亨*; 小峰 佑介*; 亀高 正男*; 渡邊 貴央; Nussbaum, C.*; Guqlielmi, Y.*
no journal, ,
Friction experiment was conducted on samples from the Main Fault of Mont Terri Rock Laboratory, Switzerland and then micro-textures of deformed gouges were observed using a scanning electron microscope JCM-6000 and JXA-8530F. Samples were taken at the depths of 47.2m and 37.3m of borehole BSF-1, and at 36.7m, 37.1m, 41.4m and 44.6m of borehole BSF-2, which were drilled from the drift floor at 260m depth from the surface. Friction experiment was conducted on above 6 samples using a rotary shear low to high-velocity friction apparatus at the Institute of Geology, China Earthquake Administration in Beijing at a normal stress of 3.95 to 4.0 MPa and at slip rates ranging 0.2 microns/s to 2.1mm/s. Cylindrical specimens of Ti-Al-V alloy, exhibiting similar behaviors as the host rock specimen, were used as rotary and stationary pistons of 40 mm diameter. A Teflon sleeve was used around the piston to confine the sample during the test. Main results are summarized as follows.
酒井 亨*; 亀高 正男*; 青木 和弘; 島田 耕史; 高木 秀雄*
no journal, ,
断層破砕帯に形成される断層岩類には、内部に複合面構造などの微細構造が発達することが知られており、それらを詳細に観察することで構造形成時の運動方向を推定することが可能である(例えば、Rutter et al., 1986; 高木・小林, 1996)。一方、過去の断層活動時の応力場の復元には、断層スリップデータを用いた多重逆解法(Yamaji, 2000)が広く用いられているが、この手法は基本的には広域に分布する小断層を対象としており、単一の断層破砕帯中軸部に適用された事例は少ない。本研究では、2011年福島県浜通りの地震で活動した塩ノ平断層と、その南方延長部に位置するが活動しなかった車断層を対象に、断層岩の複合面構造解析を実施した。露頭観察、研磨片および薄片による構造観察に加え、破砕帯中軸部で断層スリップデータを密に計測し、多重逆解法による応力逆解析を試みた。観察・解析の概要と結果、考察を発表する。
