活動褶曲-衝断帯における屈曲が同震隆起と長期褶曲成長に寄与する

2025-01-19 Sun
褶曲-衝断帯における屈曲作用が地震性隆起と長期的な褶曲成長に及ぼす影響学術的背景褶曲-衝断帯（fold-thrust belts）は、地球上の多くの造山帯の前縁に位置する重要な構造単位であり、通常、強い地震活動を伴います。断層の滑り、褶曲の成長、および地震の間の複雑な関係を理解することは、地震リスクの評価や、長期的な地形成長と短期的な地震性隆起の関連性を解明する上で極めて重要です。従来の研究は主に断層関連褶曲理論に基づいており、褶曲の形成と地震活動は下位の断層の滑りによって引き起こされると考えられてきました。しかし、屈曲作用（buckling）——層間平行収縮を特徴とするメカニズム——が褶曲成長と地震活動に及ぼす影響は長い間見過ごされてきました。本論文では、2019年3月28日に柴達木盆地西部の獅子溝背斜で発生したM5.0茫崖地震を研究対象とし、屈曲作用が中規模地震に及ぼす影響を初めて明らかにし、長期的な褶曲成長への影響についても考察しています。
論文の出所本論文は、Kai Huang、Kejie Chen、Lei Wuら、南方科技大学、浙江大学、中国石油天然気集团公司などの研究者たちによって共同で執筆され、2024年10月7日に学術誌『Geology』にオンライン掲載されました。論文のタイトルは「Buckling contributes to both coseismic uplift and long-term fold growth in active fold-thrust belts」です。この研究は、広東省地球物理高解像度イメージング技術重点実験室および国家自然科学基金の支援を受けています。
研究のプロセスと結果1. データと方法研究チームは、3次元地震画像データ、干渉合成開口レーダー（InSAR）分析、およびボーリングデータを用いて、茫崖地震の震源メカニズムと地表変形を詳細に調査しました。具体的なプロセスは以下の通りです：
3次元地震画像：3次元プレスタック深度偏移地震データを用いて、獅子溝背斜の地下構造を明らかにし、新生代地層の界面、塩岩層の境界、および主要な断層の分布を特定しました。
InSAR分析：2枚のInSAR画像を用いて、地震による地表変形を抽出し、弾性反転モデルを通じて最適な震源断層の幾何学的パラメータを推定しました。
ボーリングデータ分析：地震中に破断したボーリングロッドのデータを組み合わせ、震源の深度と滑り面の幾何学的特徴をさらに検証しました。
2. 主な結果地震メカニズム：研究によると、茫崖地震は既知の断層の滑りによって引き起こされたのではなく、獅子溝背斜の翼部における屈曲作用による層間滑りが原因でした。この滑りは、塩岩層（上干柴溝組）と上覆する砕屑岩層（上干柴溝組）の界面で発生し、滑り面の深度は1.8-2.2キロメートル、滑り量は470ミリメートルに達しました。
地表変形：InSARデータによると、地震による地表の隆起と沈降は、それぞれ獅子溝背斜の北東翼と背斜の核部に位置し、長期的な褶曲成長の位置と顕著なずれが見られました。
褶曲の幾何学的変化：3次元地震画像により、獅子溝背斜の走向に沿った幾何学的変化が明らかになり、北西部の幅広く緩やかな背斜から南東部の狭く急峻な背斜への移行が確認されました。茫崖地震は、この幾何学的遷移帯で発生しました。
3. 考察と結論屈曲作用の地震への寄与：研究により、屈曲作用は中規模地震を引き起こすだけでなく、層間滑りを通じて褶曲の幾何学的形態を調節することが明らかになりました。この発見は、従来の断層関連褶曲モデルの限界に挑戦するものであり、褶曲-衝断帯の地震メカニズムを理解するための新たな視点を提供しています。
長期的な褶曲成長：屈曲作用は、獅子溝背斜の長期的な成長において重要な役割を果たしており、特に塩岩層と上覆する砕屑岩層の間の力学的な差異が背景にある場合、屈曲作用は褶曲の幾何学的形態と地震活動に顕著な影響を及ぼします。
研究のハイライト屈曲作用が地震を引き起こすことを初めて明らかに：本論文は、実際の地震事例を通じて屈曲作用が中規模地震を引き起こすことを初めて証明し、関連分野の研究空白を埋めました。
多分野データの融合：研究では、3次元地震画像、InSAR分析、ボーリングデータを組み合わせることで、震源メカニズムと地表変形の包括的な理解を提供しました。
地震リスク評価への意義：研究結果は、褶曲-衝断帯の地震リスクを評価する際、断層滑りモデルだけに依存するのではなく、屈曲作用の寄与も考慮する必要があることを示しています。
研究の価値本研究は、褶曲-衝断帯の地震メカニズムに対する理解を深めるだけでなく、地震リスク評価のための新たな理論的基盤を提供しています。さらに、地震や褶曲成長における屈曲作用の重要性は、ザグロス山脈やクチャ褶曲帯など、世界中の類似した構造環境にも適用可能であると考えられます。
その他の価値ある情報研究チームは、多くの研究者や機関からのデータ支援に感謝しており、特に青海地震局が提供した地震波データに謝意を表しています。また、この研究は広東省重点実験室および国家自然科学基金の支援を受けており、科学研究における多機関協力の重要性を示しています。