東北日本の中・古生界石灰岩体に記録された古応力

<p>地質体が過去に経験した応力状態を明らかにすることは，構造発達史を理解する上で重要な手がかりとなる．しかし，日本列島のような変動帯に位置する中古生代の基盤岩類は複数のテクトニックイベントを受けている可能性があり，重複の恐れのある変形構造を利用した古応力解析の結果は複雑で，その解釈は困難であると予想されていた．多重逆解法 (山路, 2000 JSG)は複数の応力を分離することができるため，複数の応力イベントを経験した古い地質体への適用が期待できる．応力逆解法では，小断層のスリップデータを用いることが一般的であるが，方解石双晶の方位データも利用できる(Jaya and Nishikawa, 2013)．方解石双晶を用いた応力解析では,　一つのサンプルから容易に多数のデータを収集することができることが利点である．また，花崗岩などの貫入による熱的影響で再結晶すると，双晶がリセットされるため，熱変成を受けた石灰岩や方解石脈に対しては，検出された応力の年代を制約できる場合がある．</p><p>　東北日本の中古生界は，北部北上帯，根田茂帯，南部北上帯，阿武隈帯に区分され，それぞれ異なった年代および構造発達史を示す（Ehiro et al., 2016; Kojima et al., 2016 など）．また，これらの地質帯には前期白亜紀に花崗岩類が貫入し，周囲に熱的な影響を与えている（Nakajima , 2016など）．本研究では北部北上帯（尻屋・八戸・安家地域），南部北上帯（旭の又，住田，東山，気仙沼，登米，相馬立石地域），阿武隈帯（滝根地域）において採取した計36個の石灰岩および大理石中に発達した方解石双晶に多重逆解法を適用し応力解析を行った．一つのサンプルから互いに直交する三つの面の薄片を作成し，ユニバーサルステージを用いて一サンプルにつき60~150個の方解石粒子の双晶ラメラの極とc軸方位の測定を行った．</p><p>　各試料の方解石双晶データから検出された応力の多くは，N-S~E-W方向水平にσ₁，N-S～NE-SW方向鉛直にσ₃が配置され，0～0.6（軸性圧縮～3軸応力状態）の応力比を持つ．阿武隈地域の主要な応力クラスターには応力比が大きいものもあり，南北引張の応力が検出された．北部北上帯および南部北上帯の石灰岩には褶曲によって折りたたまれた層理面やスレートへき開などの面構造が発達する．検出された応力は，面構造の発達方向から推測される応力配置と非調和的なものが多いが，北部北上帯の尻屋，八戸地域，南部北上帯の気仙沼地域では，面構造に垂直な方向にσ₁のクラスターが認められる．北部北上帯安家地域では，小断層のスリップデータや石英脈の方向から推測される応力配置と調和的な応力も検出された．</p><p>　NW-SE方向にσ₁が配置される応力は，前期白亜紀花崗岩の貫入の影響で方解石が再結晶している地域においても検出されることから，東北日本に分布する中古生代の石灰岩に記録された応力は主として前期白亜紀以降の応力場であることが示唆される．東北日本では白亜紀にNNW-SSE方向の大規模な左横ずれ断層がいくつも活動しており，本研究で得られた主要な応力のNW-SE圧縮の応力場は，この左横ずれ運動と調和的となる．</p><p></p><p>文献：</p><p>Ehiro, M. et al., 2016. In Moreno, T. et al., eds., Geology of Japan, Geol. Soc. London，25-60.</p><p>Jaya, A and Nishikawa, O., 2013. JSG，55，34-49.</p><p>Kojima, S., et al., 2016. In Moreno, T. et al., eds., Geology of Japan, Geol. Soc. London，61-100.</p><p>Nakajima, T., et al., 2016. In Moreno, T. et al., eds., Geology of Japan, Geol. Soc. London，251-272.</p><p>Yamaji, A., 2000. JSG, 22，441-452</p>