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岩森 暁如*; 小北 康弘; 島田 耕史; 立石 良*; 高木 秀雄*; 太田 亨*; Cho, T.*; 工藤 俊祐*; 野尻 慶介*; 重光 泰宗*; et al.
Engineering Geology, 344, p.107821_1 - 107821_20, 2025/01
被引用回数：2 パーセンタイル：23.80(Engineering, Geological)断層岩の物理的・化学的特徴を明らかにすることは、断層の活動史や変形機構を理解するだけではなく、原子力発電所、放射性廃棄物処分場、石油備蓄基地などの重要施設の立地条件の評価の観点からも重要である。本論では、若狭湾周辺に分布する活断層である白木丹生断層(花崗岩)、敦賀断層(花崗岩と緑色岩の地質境界)、山田断層(アダメロ岩)の断層岩と、それぞれの母岩(堅岩)に化学的風化指標(W値)を適用し、X線コンピューター断層撮影から得られる岩石密度と相関する値(CT値)と変質強度(AI値)との関係に基づいて、脆性断層岩の最新活動領域の物理化学的特徴について検討した。その結果、断層岩のW値は50
60パーセント程度までは主として熱水変質の影響、60パーセント超では主として風化の影響に伴うNa
OとCaOの変動を反映し、花崗岩では斜長石と方解石、緑色岩では単斜輝石と角閃石、アダメロ岩では斜長石が減少するとW値が増加することがわかった。一方、断層岩のCT値は、最新活動領域に対応する断層ガウジで最も低く、最低密度領域として認定された。また、今回対象とした活断層の最新活動領域では、新鮮な斜長石のフラグメントが挟在されることが共通の特徴として認められた。脆性断層岩へのW値の適用は、断層岩における熱水変質および風化に伴う鉱物の変動傾向の把握を可能とするとともに、CT値と組み合わせることにより断層岩の物理的・化学的特徴を踏まえた最新活動領域の認定精度の向上に有効である。
立石 良*; 島田 耕史; 岩森 暁如*; 和田 伸也*; 瀬能 正太郎*; 長田 健*
地質学雑誌(インターネット), 128(1), p.63 - 64, 2022/04
敦賀断層は、福井県敦賀市東部から美浜町南部にかけて北東-南西方向に分布する、長さ約20kmの右横ずれ主体の活断層である。美浜町新庄地区折戸谷周辺では、敦賀断層がジュラ紀の付加体(混在岩)と白亜紀後期の花崗岩を境し、この断層沿いに明瞭な横ずれ屈曲谷が連続する。この地域ではIwamori et al. (2021)が断層露頭を報告済だが、今回新たに複数の断層露頭を発見したので、写真とともに簡単に報告する。これらの断層は全て北東-南西走向で高角傾斜を示し、混在岩と花崗岩の境界をなす。このうち2つの露頭は、屈曲谷の屈曲部上流端に位置しており、典型的な横ずれ変位地形と地質断層が完全に一致する。
立石 良*; 島田 耕史; 清水 麻由子; 植木 忠正*; 丹羽 正和; 末岡 茂; 石丸 恒存
応用地質, 62(2), p.104 - 112, 2021/06
本研究では、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た線形判別分析による両者の判別を試み、両者の違いを表す元素と、より良い判別式について検討した。その結果、得られた複数の判別式が両者を高確率で判別できることが分かった。また、判別式の汎用性に関する検討を行い、未知試料に対する判別能力が高いと予想される判別式を提示した。さらに、これらの判別式に共通する元素の組合せから、活断層と非活断層の違いを表す元素を6つに絞り込むとともに、うち4つの元素が2組のセットとなっていること、両者の判別に最も寄与する元素はTiOとSrであることを示した。本研究で採用した方法は、岩盤中に分布する断層において普遍的に存在する断層岩の化学分析により活断層を判別できる画期的なものである。今後、様々な地質や断層タイプのデータを増やすことで、より高い精度と汎用性を持つ判別式が得られるものと期待される。また本研究の成果は、断層活動による元素の移動メカニズムの解明に大きく貢献する。
立石 良*; 島田 耕史; 清水 麻由子; 植木 忠正*; 丹羽 正和; 末岡 茂; 石丸 恒存
応用地質, 62(2), p.E_1 - E_5, 2021/06
雑誌「応用地質」に掲載済の原稿(立石ほか, 2021, 断層ガウジの化学組成に基づく活断層と非活断層の判別; 線形判別分析による試み, 応用地質, 第62巻, 第2号, 104-112ページ)について、訂正事項を示す。
立石 良*; 島田 耕史; 丹羽 正和; 末岡 茂; 清水 麻由子; 菅野 瑞穂; 石井 千佳子; 石丸 恒存
no journal, ,
活断層と非活断層の大きな違いは最新活動後の経過時間であり、活断層が概ね百年から万年オーダーと考えられるのに対して、非活断層は十万年以上である。したがって、断層活動により生じる現象は両者とも同じであったとしても、その後の断層活動休止期間に生じる化学的な変化は大きく異なる可能性があることから、こうした現象が確認されれば活断層の認定に応用できる可能性がある。そこで活断層か非活断層かが既知である断層粘土の化学組成を、文献値と実際の分析により収集し、両者の化学組成による識別の可否を線形判別分析により検討した。今回の検討では、統計学的に妥当性の高い方法である対数比変換を元素の濃度に対して施した。赤池情報量基準に基づき選択された11元素によって、活断層45試料,非活断層51試料は96%の判別率で識別された。活断層の最新活動時期を新しいものからIからIV、非活断層をVと分けた時、判別得点はこの順に変化する。元素のなかでもTiOとPO
は、最新活動時期が新しいものほど濃集する傾向が見られた。これらの濃集メカニズムと、長期にわたる減少メカニズムについては今後の課題である。
菅野 瑞穂; 丹羽 正和; 島田 耕史; 立石 良*
no journal, ,
断層活動によって生成された断層ガウジと、破砕されていない母岩とでは全岩化学組成に若干の差があることが報告されている。その理由については明らかになっていないが、断層ガウジの多くは粘土鉱物に富むことから、粘土鉱物表面に吸着した元素がなんらかの影響を及ぼしている可能性がある。そこで、活断層と非活断層のそれぞれの断層ガウジを対象として、粘土鉱物表面に吸着しやすいセシウムイオンと置換することで交換性陽イオンを抽出し、全岩組成と比較した。比較には有心対数比変換を用いた。その結果、Rbにおいて非活断層が活断層よりも濃度が高い傾向が示された。
瀬能 正太郎*; 立石 良*; 島田 耕史; 岩森 暁如*; 小川 昌也*
no journal, ,
敦賀断層の新たな露頭を、1mDEMを用いた地形判読による断層分布位置に基づく現地踏査によって、複数発見した。1つの露頭では、基盤岩からなる破砕帯に砂礫層が巻き込まれている。この砂礫層の細粒部のテフラ分析により鬼界アカホヤ火山灰と姶良Tn火山灰が検出された。この露頭での砂礫層の水平方向の拡がりと、断層条線の姿勢から、複数回の変位量総和下限値の水平成分、斜めすべり成分、鉛直成分を求めた。各成分を鬼界アカホヤ火山灰の降灰年代で割ることにより、平均変位速度の下限値を算出した。その結果、鉛直成分が1000年あたり約0.7m、水平成分が同約1.4m、斜め成分が同約1.5mであることが明らかになった。
立石 良
no journal, ,
三角州の形状における潮汐・波浪を除く環境因子群の影響を確認することを目的として、三角州を作る河川の流域平均勾配・流量及びその河川が流入する盆地の勾配を比較し、三角州の形状との関連性を検討した。その結果、流域平均勾配がおおむね2
以下の場合、急斜面を持たない浅い盆地に形成される三角州は、平面的には正三角形に近いか、流路の直交方向に平行な直線状の形状を示すこと、急斜面を持つ深い盆地に形成される三角州は、弱く突出するかもしくは舌状の形状を示すことがわかった。この中で直線状及び舌状とした三角州を形成する河川は、相対的に流量が大きい。このような遷移は堆積空間の違いで説明できる。盆地の勾配は堆積空間の断面を表すことから、浅い盆地の三角州は突出した地形を形成し、深い盆地の三角州は地形の突出が弱くなるものと考えられる。これらのことから、三角州の形成過程には、環境因子群が強く影響を与えることが示唆される。
立石 良
no journal, ,
津波による侵食・堆積作用については、数値計算を用いて津波水位の変化から土砂移動量を求める研究が進められており、ある程度定量的な評価が可能になっている。この手法は、副次的に流速が得られることから、津波堆積物の層相及び堆積構造の解析に応用できる可能性がある。本研究では、単純なモデルで上述の計算を実施し、流速及び水深から堆積時に形成される堆積構造を推定した。計算の結果、堆積が生じた地点では、第一波により約30cmの侵食が生じ、それが収まるにつれて堆積が進んでいく様子が再現された。推定される堆積構造は、流速の減少に伴い平行層理から斜交層理へと変化し、流れが収まると無構造となる。この時、浮遊砂が沈殿する。一部では、津波特有の戻り流れによる堆積構造も再現された。今後は、解析に適用する手法の検討を行い、実際に起きた津波とこれに伴い生じた津波堆積物に適合する解析手法の確立を目指す。
安江 健一; 島田 耕史; 佐々木 亮道; 田中 遊雲; 丹羽 正和; 石丸 恒存; 梅田 浩司; 立石 良*; 小坂 英輝*
no journal, ,
高速増殖原型炉もんじゅが位置している敦賀半島北部の河成段丘について、空中写真判読,測量,地表踏査,トレンチ調査,ボーリング調査,火山灰分析などの地形・地質学的データから分布や編年を明らかにした。敦賀半島北部の河川沿いには、低位段丘面が比較的広く分布し、その周辺に中位段丘面が僅かに分布する。これらの面は、それぞれさらに2面に分けられる。また、支流から低位段丘面上に向かって小規模な扇状地面が分布する。中位段丘面の一部は、MIS5b頃に離水したと考えられる。低位段丘面は、MIS2頃の堆積物であり、堆積開始はAT降灰(約3万年前)より古いと考えられる。もんじゅ建設前に実施されたトレンチ調査では、少なくともこの約3万年前以降の堆積物には、花崗岩中の破砕帯から連続する不連続面や乱れなどは観察されていない。
石丸 恒存; 島田 耕史; 丹羽 正和; 安江 健一; 立石 良*; 池田 真輝典; 梅田 浩司
no journal, ,
原子力機構は、平成24年8月29日、旧原子力安全・保安院より、耐震バックチェックの一環として、もんじゅ敷地内破砕帯にかかわる追加調査計画を策定し提出するよう指示を受け、追加調査実施計画書を策定して平成24年9月5日に旧保安院に提出し、平成25年4月30日に追加地質調査の報告書を取りまとめて、原子力規制委員会に提出した。旧保安院からの指示事項は、(1)もんじゅ敷地内の複数の破砕帯の性状を直接確認できる場所において破砕帯内物質の年代特定や上載層の変位・変形の有無等の調査を行うこと、(2)もんじゅ敷地内の複数の破砕帯と敷地近傍で確認されている変動地形(L-2リニアメント)及び活断層(白木-丹生断層)との地質構造上の関連性を明らかにするための調査を行うこと、の大きく2点である。敷地内破砕帯については、剥ぎ取り調査等により、原子炉建物基礎岩盤部で最長のa破砕帯北方延長方向において2条の破砕帯を直接確認した。これまでの調査結果からは、敷地内破砕帯が活動的であることを示す証拠は乏しく、これら破砕帯は隆起以前の深部の熱水環境下で形成された小規模な古い地質構造である可能性が高い。
島田 耕史; 立石 良*; 石丸 恒存; 佐々木 亮道; 田中 遊雲; 宮崎 真之; 安江 健一; 丹羽 正和; 末岡 茂; 梅田 浩司; et al.
no journal, ,
本発表では、破砕帯とその他の地質体及び破砕帯同士の新旧評価の考え方を整理し、高速増殖原型炉もんじゅ敷地における花崗岩の破砕帯調査をその適用事例として示す。破砕帯の新旧評価には、(1)破砕帯とその他の地質体の関係による新旧評価と(2)破砕帯同士の関係による新旧評価の方法があり、(1)はさらに、(1.1)上載地層による新旧評価と(1.2)岩脈・鉱物脈・粘土脈による新旧評価の方法があると整理される。(1.1)では、基盤岩中の破砕帯を覆う変位変形を受けていない上載地層の年代特定により、破砕帯の活動がその年代よりも古いことが示される。(1.2)では、破砕帯を横切る岩脈・鉱物脈・粘土脈が破砕帯による変位変形を受けていない時、破砕帯の最新活動はこれらの構造形成よりも古いことが示され、これらの構造の年代が与えられれば破砕帯の最新活動年代を評価することができる。(2)では、破砕帯同士の切断関係により、切られた方は切った方よりも古い。共役の関係が変位センスから示唆された場合には同時期の形成が考慮されるが、最終的に切っている方が最新活動によるものであろう。
佐々木 亮道; 安江 健一; 島田 耕史; 立石 良*; 石丸 恒存; 田中 遊雲
no journal, ,
もんじゅ敷地内破砕帯地質調査の一環として、敷地周辺の直線的な地形と海岸沿いの平坦な面を対象として、地形・地質調査を行った。このうち、直線的な山地/段丘境界に関する調査・検討の結果、山地/段丘境界の直線性が断層変位に起因する証拠は確認されなかった。また、直線的な海岸線と海岸沿いの平坦面に関する調査・検討の結果、標高5m付近に分布する幅約10m、長さ約20mの1か所を除き、比較的平坦な面として認識できるような地形は判読されなかった。また、海岸線と節理の発達方向(NE方向)が調和的であることを確認した。さらに、離水を示唆する生物遺骸は確認されなかった。
岩森 暁如*; 小北 康弘; 島田 耕史; 立石 良*; 高木 秀雄*; 太田 亨*; 菅野 瑞穂*; 和田 伸也*; 大野 顕大*; 大塚 良治*
no journal, ,
若狭湾東方陸域に分布する江若花崗岩中の断層岩を対象とし、風化の進行度を表す指標であるW値について検討した。W値は、化学組成から計算される風化による寄与を表し、M値(苦鉄質成分の寄与), F値(珪長質成分の寄与)とともに、M+F+W=100%の三角ダイアグラムを用いて、母岩から断層岩(カタクレーサイト,断層ガウジ)の変化傾向を検討した。また、江若花崗岩と美濃丹波帯変玄武岩との地質境界の断層についても同様の検討を行い、江若花崗岩中の断層岩との特徴の相違について検討した。花崗岩(母岩)は、F値=94.2%, W値=4.9%で、断層岩試料は活断層・非活断層にかかわらずM値が約3%でほぼ一定であり、風化が進展するとF値が減少し、W値が増加する。変玄武岩(母岩)は、M値=88.2%, W値=6.6%で、カタクレーサイトはF値がほぼ一定で、風化が進展するとM値が減少し、W値が増加する。変玄武岩源断層ガウジではW値の増加に伴いF値の増加もみられ、ガウジ中に見られる花崗岩起源の石英フラグメントの混入と整合的である。W値への影響度とW値の変動傾向との整合性の観点から検討した結果、特にNaOとCaOがW値の増減に大きな影響を与えることが確認された。
立石 良*; 島田 耕史; 岩森 暁如*; 小北 康弘; 和田 伸也*; 國松 航*; 大塚 良治*
no journal, ,
これまで、日本の花崗岩質岩類中に発達する活断層(横ずれ断層)と非活断層(地質断層)の断層ガウジ試料の化学組成を用いた線形判別分析により、両者を高確率で判別できることが示されているが、逆断層タイプの活断層が非活断層側に判別される結果が含まれていた。本研究では、この結果が断層タイプの違いによるものか、岩体の違いによるものかを確認することを目的として、江若花崗岩中に発達する逆断層および横ずれ断層の活断層と、非活断層の断層ガウジ試料の全岩化学組成分析と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AICで選択された13(化学)成分および7成分のケースでは100%、3成分では90%となった。この結果は、逆断層,横ずれ断層の違いよりも花崗岩体の違いが判別結果に影響を与えていた可能性を示唆する。特に、NaOとGaは、含有量が活断層と非活断層で異なり活断層側で高く、NaOの変動傾向と活断層と非活断層の関係について引き続き検討していく。
立石 良*; 島田 耕史; 清水 麻由子; 末岡 茂; 丹羽 正和; 石丸 恒存
no journal, ,
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。
小北 康弘; 島田 耕史; 小川 昌也*; 野尻 慶介*; 重光 泰宗*; 岩森 暁如*; 立石 良*
no journal, ,
活断層と非活断層の判別では、近年、断層破砕帯中軸部を構成する断層ガウジの化学組成に着目した手法が用いられ、その判別手法は発展しつつある。断層破砕帯の化学組成を得るための試料採取においては、採取試料の代表性を担保する化学組成的均質性の確認が重要であるが、断層運動で粉砕された細粒部は混合され均質化していることを当然視し、詳細な検討はなされてこなかった。そこで本研究では、断層ガウジ近傍の数ミリメートルから数センチメートルスケールの範囲における破砕物粒子の粒径分布や化学組成の特徴を把握することを目的として、偏光顕微鏡や電子プローブマイクロアナライザ(EPMA)を用いた微細粒子観察、化学組成分析(元素マッピング)を実施した。使用した試料は、白木-丹生断層の露頭で採取された江若花崗岩を母岩とする断層破砕帯中軸部である。薄片中の最新活動面を含む断層ガウジ層に直交する方向に対して、EPMAを用いて元素マップを取得した。2。56mm四方のマップを、断層ガウジ層を含む連続15領域(2.56mm
38.4mmの範囲)で取得し、破砕帯横断方向の破砕粒子の分布や化学組成の特徴を検討した。その結果、マッピング幅の2.56mmの領域で化学的に均質で、かつ化学組成が積層毎に異なる部分が確認され、試料の代表性が担保できる領域の存在が明らかとなった。また、最新活動部も含めて斜長石は普遍的に断層ガウジ中に散在していることが化学組成の点からも明らかとなった。発表では、破砕粒子の粒径解析結果を提示するとともに、他の断層破砕帯における元素マップおよびそれらの解析結果を示し、特徴を比較する。
安江 健一*; 平松 良浩*; 小川 智史*; 山崎 伶士*; 廣瀬 健大朗*; 三浦 知督*; 白濱 吉起*; 杉戸 信彦*; 向吉 秀樹*; 藤田 奈津子; et al.
no journal, ,
令和6年能登半島地震に伴い、珠洲市若山町を流れる若山川に沿って部分的に2mを超える断層崖が生じた。この崖の一部は、既存の崖地形と重なることから、崖をつくる断層が過去に繰り返し活動していた可能性がある。我々は、この崖の成因と過去にも同じような活動があったかどうかを明らかにするために、断層崖を横切るトレンチ掘削調査を実施した。また、令和6年9月能登半島豪雨により若山川が氾濫し、その際の侵食によって断層露頭が出現したことから、その露頭の観察も実施した。本結果から、一部の断層はシルト岩の層理面に沿った剪断によって形成されたと考えられ、その変位は今回の地震だけでなく、過去にも同じ場所で変位していた可能性が高く、過去約700年の間に少なくとも2回の変位があったと考えられることが分かった。
澤田 渚*; 立石 良*; 川崎 一雄*; 瀬能 正太郎*; 島田 耕史; 岩森 暁如*; 小川 昌也*
no journal, ,
福井県敦賀市から滋賀県高島市に位置する、北北東-南南西方向にのびる右横ずれ主体かつ南東隆起の活断層である敦賀断層の断層破砕帯を例に、1露頭で主せん断面と平行に5列、計55試料を採取して帯磁率異方性を測定したところ、帯磁率の最大軸が断層面と平行に、断層の運動像と調和的に配列していることが分かった。この帯磁率異方性の傾向は、0.1mm以下の、磁鉄鉱と推定される磁性鉱物の分布を反映している。一方、X線CT解析による0.125mm以上の粗粒な高密度粒子の長軸の配列は断層面と斜交している。本研究から、断層運動による粒子の挙動が粒度によって異なる可能性が示された。発表では複数の露頭の結果を示す。
鎌滝 孝信*; 立石 良*; 安江 健一
no journal, ,
第四紀の地殻変動や気候変動の変遷を把握するためには、未固結堆積物から地質学的手法により過去のイベントの推定を行う。しかしながら、一般に内陸部では侵食作用の影響により堆積物が分布せず、第四紀を通じた編年が困難な場合が多い。一方、第四紀においても内陸小盆地などの限られた場では、未固結堆積物が良好に保存されており、地質イベントを知るための重要な情報となる場合がある。このような堆積盆の分布や盆地内の堆積物の種類などの情報を現地調査前にある程度把握しておくことは、調査研究を効率的に行うために有効である。これらの情報の把握には、人工衛星データなどを用いたリモートセンシングの技術が役立つと考えられる。そこで、本研究では、衛星データを利用して、簡便な解析で堆積盆の分布,堆積物の種類などに関する情報を取得する手法について検討した。その結果、本手法を用いることで、堆積盆の特徴を捉えることができる可能性が示された。
