ひずみ集中帯の上部地殻における小規模断層の役割 : 地形・地質学的アプローチ

• Material Type: 博士論文
• Title: ひずみ集中帯の上部地殻における小規模断層の役割 : 地形・地質学的アプローチ
• Title Transcription: ヒズミ シュウチュウタイ ノ ジョウブ チカク ニオケル ショウキボ ダンソウ ノ ヤクワリ : チケイ チシツガクテキ アプローチ
• Author/Editor: 田村, 友識
• Author Heading: 田村, 友識
• Publication Date: 2022-03-16
• Publication Date (W3CDTF): 2022-03-16
• Alternative Title: The role of minor faults in the upper crust along the high strain-rate zones : topographical and geological approaches
• Degree grantor/type: 山口大学
• Date Granted: 2022-03-16
• Date Granted (W3CDTF): 2022-03-16
• Dissertation Number: 創科博甲第77号
• Degree Type: 博士(理学)
• Text Language Code: eng
• Alias of Author: Tamura, Tomonori
• Target Audience: 一般
• Note (General): 地殻変動が活発な領域であり大地震がしばしば発生することで知られるひずみ集中帯では，活断層の平均変位速度の合計（長期的変位速度）と測地観測によって得られる変形レート（短期的ひずみ速度）は一致しない．このような違いはひずみパラドックス問題と呼ばれ，地殻変形に関する第一級の未解決問題である．これまでの地殻変動モデルでは，主要活断層の変形に基づいて説明されるが，ひずみ集中帯には小規模断層も認められている．本博士論文の目的は，小規模断層に着目することでひずみパラドックス問題を解決し，地殻変動の新たな描像を提案することにある．この目的を達成するため，国内の代表的な2つのひずみ集中帯（新潟-神戸ひずみ集中帯と山陰ひずみ集中帯）を対象とし，地形・地質学的研究を行った．結果として，ひずみ集中帯の一般像，それぞれの起源と形成過程，小規模断層を含めた地殻変形メカニズムを解明した．主な成果は次のとおりである．(1)新潟-神戸ひずみ集中帯では，ENE-WSW～NE-SW走向で数mm～数十cm幅の右横ずれセンスを示す小規模断層が発達しており，主要活断層の周辺や離れた場所に分布する．また，5m幅の断層コアを有する活断層を新たに発見した．本活断層はひずみ集中帯の方向に調和的な走向を持ち，AD1521-1658以降に右横ずれ運動が生じたと考えられる．この活動は明らかに新潟-神戸ひずみ集中帯の右横ずれ変形に寄与する．これら断層の起源は後期白亜紀の引張性クラックであると考えられ，その後の活動を繰り返しながら現在はひずみ集中帯の右横ずれ変形を担っていると考えられる．主要活断層から離れた地域の断層もひずみ集中帯の変形に寄与すると考えられるが，ひずみ集中帯の外側では左横ずれセンスを示し，ひずみ集中帯の変形には参加しない．(2)山陰ひずみ集中帯では，数mm～数十cm幅の小規模断層が発達しており，主要活断層の周辺や離れた場所に分布する．山陰ひずみ集中帯の小規模断層は，NW-SE～NNW-SSE走向で高角傾斜の左横ずれセンスないし，E-W走向で高角傾斜の右横ずれセンスを有する傾向が認められる．本地域でもひずみ集中帯の走向に調和的な活断層を新たに発見した．断層コアは厚さ数cmであり，18648-16313cal. BC以降の右横ずれ逆断層運動が生じたと考えられる．山陰ひずみ集中帯における主要活断層は新生代火山岩の貫入境界を利用してその骨格が準備され，活動を繰り返すことで成長したと考えられる．主要活断層だけでなく，そこから離れた地域の断層もひずみ集中帯の右横ずれ変形に寄与すると考えられるが，ひずみ集中帯の外側では逆断層運動を示す断層のみが認められた．(3)両ひずみ集中帯の小規模断層は，主要活断層から離れたものも含まれ，右横ずれ変形に寄与する姿勢・運動センスを有する．一方で，両ひずみ集中帯の外側に位置する小規模断層は，その姿勢や運動センスからひずみ集中帯の変形に寄与していない．したがって，ひずみ集中帯の内外には明確な違いがあり，ひずみ集中帯の変形階層構造は次のように想定される：(I)主要活断層の断層コア，(II)主要活断層のダメージゾーン，(III)脆性せん断帯（活動的な背景領域；ダメージゾーンの外側かつひずみ集中帯の内側），(IV)非活動的な背景領域（ひずみ集中帯の外側）．このような地殻変形モデルを導入することで，ひずみパラドックス問題を解決に導くことができるだろう．一方，各々の断層の産状はひずみ集中帯によって異なる．新潟-神戸ひずみ集中帯では，ENE-WSW～NE-SW走向で数mm～数十cm幅の断層ガウジ帯を特徴とするが，中には数mにも及ぶ断層コアを有する活断層も認められる．山陰ひずみ集中帯では，NW-SE走向ないしE-W走向高角傾斜で数mm～数十cm幅の断層ガウジ帯を特徴とする．活断層露頭も認められるが数mに及ぶ断層コアはほとんど認められない．これら断層の産状的違いは各地で発達した既存の弱面に規制されて断層が配置され，断層沿いで固有の活動を繰り返すことで成長し現在に至ったと考えられる．このように，地域の局所的な地質学的背景に応じて各断層が配置され・成長し，結果としてひずみ集中帯の右横ずれ変形に寄与していると考えられる．本研究は小規模断層の変形を考慮することで，ひずみ集中帯の一般的な変形モデルや発達過程，ひずみパラドックス問題の解決案を提示し，地殻変形の描像を刷新するに至った．本成果は，地殻の変形モデリングや測地観測結果の解釈に制約を与えるとともに，大型構造物の建設や地域の地震防災の面でも貢献すると期待される．; In high strain-rate zones, active regions of ongoing crustal deformation, earthquakes occur frequently, the total slip rates of active faults are in the zone not consistent to strain rate detected by geodesy. This difference is one of the most significant issues for crustal deformation, and is known as "strain-rate paradox". Previous crustal deformation models are mainly constructed with major active faults alone, whereas minor faults are often recognized in the high strain-rate zones. The aims of this thesis are to solve the strain-rate paradox and propose a new image of the crustal deformation by focusing on the minor faults. In order to accomplish these goals, the representative high strain-rate zones such as San-in Shear Zone (SSZ) and Niigata-Kobe Tectonic Zone (NKTZ) were targeted. As a result of the topographical and geological approaches, universal model, origin, deformation process and mechanism of the high strain-rate zone were clarified. The main outcomes are as follows:(1) Minor faults in the NKTZ, which are mostly NE-SW to ENE-WSW-trending, have a few mm to a few dozens of cm in width and exhibit dextral sense of shear. These minor faults are distributed in the vicinity and/or away from the major active faults. In addition, the active fault, whose core zone has 5 m in thickness, were found. Such fault showed dextral sense of shear and has the latest slip event after AD 1521-1658, suggesting that the fault clearly contribute to the dextral deformation of the NKTZ. The origins of such faults are thought to be tensile cracks formed in Cretaceous, suggesting that the faults contribute to the dextral deformation of the NKTZ after repeated faulting along the cracks. The minor faults away from the major active faults are also thought to contribute to the deformation of the NKTZ, whereas minor faults outside of the NKTZ cannot contribute to that of the NKTZ.(2) Minor faults in the SSZ, which are mostly ENE-WSW to NE-SW-trending, have a few mm to a few dozens of cm in width and exhibit dextral sense of shear. These other minor faults trending NW-SE ～ NNW-SSE direction with steep dips, are sinistral sense of shear. The minor faults, which is trending E-W direction with steep dips, showed dextral sense of shear. Active faults, whose attitude are nearly parallel to the SSZ, are also newly recognized. The thickness of the fault is a few cm and thought to show dextral-reverse oblique slip after 18648-16313 cal. BC. The frameworks of the major active faults in the SSZ are thought to prepared along the geological boundaries and such faults have grown by the repeated activities since Paleogene. It is considered that not only major active faults but also minor faults away from the major active faults can contribute to the dextral motion of the SSZ. On the contrary, there are only reverse fault was recognized in the area outside of the SSZ.(3) The minor fault in the high strain-rate zones, which includes the minor fault away from the major active fault, can contribute to the dextral deformation of the high strain-rate zones because of their attitudes and sense of shears. On the other hand, the minor faults outside of the high strain-rate zones cannot contribute to the dextral deformation of the zone due to their attitudes and sense of shears. Thus, there are noteworthy difference between minor faults in and outside of the high strain-rate zones. Combining these outcomes, a hierarchical structure of the high strain-rate zones can be constructed as follows: (I) fault core of major active faults, (II) damage zone of major active faults, (III) brittle shear zone (or active background; the area beyond the damage zone but in the SSZ), (IV) inactive background (outside of the high strain-rate zone). This new model enables to partly solve the strain rate paradox for both zones, whereas an occurrence of faults differs between the zones. The NKTZ is characterized by NE-SW to ENE-WSW-trending minor faults and their thickness ranging from a few mm to a few dozens of cm. The active faults possess fault core with > 5 m in thickness. The SSZ are characterized by NW-SE or E-W-trending minor faults and their thickness ranging from a few mm to a few dozens of cm. Some faults show the Quaternary activities, whereas fault core with a few meters in thickness were not found. These differences on fault occurrence are considered to be derived from the evolutional processes. It is thought that the repeated activities along the pre-existed structures lead to present active faults. Thus, it can be considered that the faults are assigned in response to the local geological background, which result in dextral contribution to the high strain-rate zones.This study clarified universal model, origin, deformation process and mechanism of the high strain-rate zone by focusing on the minor faults. These achievements can constrain the modeling of the crustal deformation and interpretations of the geodetical observations and can contribute to assessments of large-scale constructions and seismic hazards.
• Persistent ID (NDL): info:ndljp/pid/12661851; https://dl.ndl.go.jp/pid/12661851
• Collection: 障害者向け資料
• Collection (Materials For Handicapped People:1): テキストデータ
• Collection (particular): 国立国会図書館デジタルコレクション > デジタル化資料 > 博士論文; https://dl.ndl.go.jp/collections/A00014
• Acquisition Basis: 博士論文（自動収集）
• Date Accepted (W3CDTF): 2023-03-03T17:22:18+09:00
• Format (IMT): application/pdf
• Access Restrictions: 国立国会図書館内限定公開
• Service for the Digitized Contents Transmission Service: 図書館・個人送信対象外
• Availability of remote photoduplication service: 可
• Periodical Title (URI): https://petit.lib.yamaguchi-u.ac.jp/29067
• Data Provider (Database): 国立国会図書館 : 国立国会図書館デジタルコレクション; https://dl.ndl.go.jp