(57)【要約】【課題】非晶質微粒子の物質学的な分析によって断層の活動時期に関する活動性を評価する。【解決手段】断層活動性評価システム１０は、断層の滑り面ＰＳＺから採取した試料中に、粒径が数１０ナノメートル〜数１００ナノメートルの非晶質微粒子の含有の有無を分析するＸ線分析装置１１及び操作型電子顕微鏡１２と、非晶質微粒子が採取された地点の温度と水のｐＨとを適用して非晶質微粒子の溶解反応速度論的解析式に基づいて非晶質微粒子の消失時間を推定する溶解反応速度論的解析部１３とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
評価対象の断層の滑り面から採取した試料中に、粒径が数１０〜数１００ナノメートルの非晶質微粒子の含有の有無を分析する分析行程と、
前記非晶質微粒子が採取された地点の環境情報を適用して前記非晶質微粒子の溶解反応速度論的解析に基づいて前記非晶質微粒子の消失時間を推定する推定行程とを含む断層活動性評価方法。
【請求項２】
前記環境情報は、前記滑り面の地点の温度を含み、
前記推定行程は、前記非晶質微粒子に対する、温度を環境条件情報に含む溶解反応速度論的解析から前記消失時間を推定する請求項１に記載の断層活動性評価方法。
【請求項３】
前記環境情報は、前記滑り面の地点の流体のｐＨをさらに含み、
前記推定行程は、前記非晶質微粒子に対する、前記温度及び前記流体のｐＨを環境条件情報に含む溶解反応速度論的解析から前記消失時間を推定する請求項２に記載の断層活動性評価方法。
【請求項４】
前記溶解反応速度論的解析は、式（ａ）である請求項３に記載の断層活動性評価方法。
【数５】
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【請求項５】
評価対象の断層の滑り面から採取した試料中に、粒径が数１０〜数１００ナノメートルの非晶質微粒子の含有の有無を分析する分析処理部と、
前記非晶質微粒子が採取された地点の環境情報を適用して前記非晶質微粒子の溶解反応速度論的解析に基づいて前記非晶質微粒子の消失時間を推定する推定処理部とを含む断層活動性評価システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断層の活動時期等の活動性を判断する活動性評価方法及び活動性評価システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
国内外を問わず、大陸には数多くの活断層（破砕帯）が発達し、昨今大都市や人工構造物（例えば原子力発電所、化学プラント、石油プラント）へ与える影響の見直しが必要とされている。断層がアクティブ（活断層）であるかどうかを過去の活動状態を調査できれば、将来における地震及び活断層の活動の可能性を評価することが可能となる。特に、原子力発電所の敷地内に発達する破砕帯の活動性の評価は喫緊の課題である。活断層かどうかの評価に当たっては、地表表面に堆積している第四紀堆積層のずれの存在が唯一の判断基準であるところ、敷地の整地時に第四紀堆積層を削剥し、かつ側方延長でも露出が得られない場合、破砕帯の活動性の評価はほぼ不可能となる。
【０００３】
一方、断層面の調査に関して、非 特許文献１には、米国サンアンドレアス断層や台湾チェルンプ断層において、粒径50〜400nmの微粒子が含まれているとの発見が報告されている。また、非特許文献２には、地震時の摩擦すべりに伴い、滑り面では破砕作用によって構成鉱物が粒径約数10nm程度の細粒化（一部非晶質化）し、地震滑りの痕跡として保存されることが記載されている。この非特許文献２には、また非晶質化した鉱物は隙間水に溶解して消失していくため、この非晶質微粒子の残存量が活断層としての物質科学的な新指標となる可能性が提案されている。
【０００４】
また、特許文献１には、評価対象の地層が大陸の黄砂が由来となる地層（レス堆積物）であるか否かを、当該地層から単離した石英から判断し、レス堆積物であると判断された場合に、レス堆積物内の遊離酸化鉄の分析から断層の年代を判定し、地層内の断層が活断層であるかを評価することができる活断層の評価方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−６２０２号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Hirono, T., Kameda, J., Kanda, H.,Tanikawa, W. & Ishikawa, T. Mineral assemblage anomalies in the slip zoneof the 1999 Taiwan Chi-Chi earthquake: Ultrafine particles preserved only inthe latest slip zone. Geophys.Res. Lett. 41, 3052−3059 (2014).
【非特許文献２】朝山暁、金木俊也、廣野哲朗“活断層における地震すべり由来非晶質微粒子の保存”S10-05 P.110  日本地震学会講演予稿集 2015年度秋季大会
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
非特許文献１には、断層に微粒子が含まれるとの記載があるが、断層の活断性に関する評価については記載されていない。非特許文献２には、滑り面で非晶質化した鉱物の残存量が活断層としての物質科学的な新指標となる可能性が提案されているが、そのための評価手法に関しては記載されていない。また、特許文献１には、大陸の黄砂が由来となる地層（レス堆積物）との関係で活断層の年代評価を行う方法が記載されているが、評価方法が黄砂の飛来地域内に限られるという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、非晶質微粒子の物質学的な分析によって断層の活動時期に関する活動性が評価可能となる断層活動性評価方法及び断層活動性評価システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る断層の活動性評価方法は、評価対象の断層の滑り面から採取した試料中に、粒径が数１０〜数１００ナノメートルの非晶質微粒子の含有の有無を分析する分析行程と、前記非晶質微粒子が採取された地点の環境情報を適用して前記非晶質微粒子の溶解反応速度論的解析に基づいて前記非晶質微粒子の消失時間を推定する推定行程とを含むものである。
【００１０】
また、本発明に係る断層活動性評価システムは、評価対象の断層の滑り面から採取した試料中に、粒径が数１０〜数１００ナノメートルの非晶質微粒子の含有の有無を分析する分析処理部と、前記非晶質微粒子が採取された地点の環境情報を適用して前記非晶質微粒子の溶解反応速度論的解析に基づいて前記非晶質微粒子の消失時間を推定する推定処理部とを含むものである。
【００１１】
これらの発明によれば、評価対象の断層の滑り面から採取した試料中に、粒径が数１０ナノメートル〜数１００ナノメートルの非晶質微粒子が含まれているかどうかの分析が行われる。なお、非晶質微粒子が含まれているかどうかの分析は、滑り面の方が周囲よりも多く含まれているかどうかの分析としてもよい。次いで、非晶質微粒子が採取された滑り面の地点の環境情報を適用して前記非晶質微粒子の溶解反応速度論的解析に基づいて前記非晶質微粒子の消失時間の推定処理が行われる。そして、このように物質学的な分析によって得られた消失時間を元に評価対象断層の活動時期に関する活動性が評価される。ここに、活動時期に関する活動性の評価には、物質学的な分析によって得られた消失時間の期間に対して、断層の活動が、それよりも過去側で起きたのか現在側で起きたのかの評価を含む。かかる評価によって、将来における地震及び活断層の活動の可能性の評価、それに伴うリスク対策などが可能となる。なお、推定処理は、コンピュータを利用する計算や、演算結果のテーブル表を利用する態様でもよい。
【００１２】
また、前記環境情報は、前記滑り面の地点の温度を含み、前記推定行程は、前記非晶質微粒子に対する、温度を環境条件情報に含む溶解反応速度論的解析から前記消失時間を推定するものである。この構成によれば、特に温度環境は大きく異なること、また地表側と地下とでも大きく異なることから、かかる温度条件を考慮することで非晶質微粒子の消失時間の推定精度が大きく向上する。
【００１３】
また、前記環境情報は、前記滑り面の地点の流体のｐＨをさらに含み、前記推定行程は、前記非晶質微粒子に対する、前記温度及び前記流体のｐＨを環境条件情報に含む溶解反応速度論的解析から前記消失時間を推定するものである。この構成によれば、非晶質微粒子の溶解速度に大きく影響する温度、流体のｐＨを考慮するので、非晶質微粒子の消失時間の推定精度がより向上する。
【００１４】
また、前記溶解反応速度論的解析として式（ａ）を適用して、
【００１５】
【数１】
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【００１６】
環境温度及び溶解用の流体のｐＨを用いることでて、より高い精度の活動時期が評価可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、評価対象の断層の環境条件を適用して非晶質微粒子の消失時間が物質学的な分析によって推定可能となり、この消失時間に対する断層の活動時期に関する活動性が評価可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る断層活動性評価システムの一実施形態を示す構成図である。
【図２】断層活動性評価のための年代推定作業の手順を示す行程図である。
【図３】１５９６年慶長伏見地震で最後に滑った有馬−高槻構造線の滑り面ＰＳＺ（primary slip zone）（兵庫県西宮船坂周辺に露出する断層露頭）の断層面を示し、（ａ）は評価対象の断層面の断面写真、（ｂ）は試料を採取した滑り面及びその周囲を含む部分拡大図である。
【図４】図３の有馬−高槻構造線の滑り面ＰＳＺ及びその周囲から採取されたサンプルのＸ線回折パターンを示す図で、（ａ）は、滑り面ＰＳＺ及びその周囲のすべての試料のＸ線回折パターンを示し、（ｂ）は、滑り面ＰＳＺ及びその周囲に含まれる非晶質材料の重量分率を示している。
【図５】図４の滑り面ＰＳＺ及びその周囲から採取されたサンプルの走査型電子顕微鏡で得た写真画像で、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は吊り壁、足元壁面及び滑り面ＰＳＺからの試料の走査型電子顕微鏡写真、（ｄ）は（ｃ）の試料の微粒子（凝集体）の１つを説明用に拡大した電子顕微鏡写真、（ｅ）は（ｄ）中の円Ｐａ内の粒子部分の電子回折パターンの写真画像である。
【図６】１９９９年集集地震で活動したチェルンプ断層を示す図で、（ａ）は俯瞰図、（ｂ）断層の地下構造を示す縦断面図である。
【図７】チェルンプ断層の滑り面ＰＳＺ及びその周囲から採取されたサンプルの分析内容を示すもので、（ａ）は深度と試料採取位置との関係を示し、（ｂ）は滑り面ＰＳＺ及びその上下方向の複数箇所から採取された全岩における非晶質成分の重量率を示す図である。
【図８】非晶質微粒子の溶解反応速度論的解析結果を説明する、横軸が時間（年）を示す図で、（ａ）は環境条件（温度１３．８℃、断層沿いの地下水のｐＨ＝６）における半径１００nmの非晶質微粒子の１粒子当りの重量変化率（％）による溶解時間（消失時間）を示す図表、（ｂ）は環境条件（試料採取深度の温度４６．５℃、断層沿いの地下水のｐＨ＝６）における半径１００nmの非晶質微粒子の１粒子当りの重量変化率（％）による溶解期間（消失時間）を示す図表、（ｃ）は温度（環境条件）の違いによる、（ｐＨ＝６の場合の）消失時間の変化を示す図、（ｄ）は水のｐＨが値６と値１３（環境条件）の場合における消失時間の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１において、試料ＳＡは、評価対象となる断層（破砕帯）の滑り面ＰＳＺ（Primary Slip Zone）から採取されたものである。地震時に断層には強い剪断力が作用することから、滑り面ＰＳＺとなった部位に存在する鉱物粒子は粉々に粉砕・微細化され、一部は結晶性を失って非晶質化を引き起こす。例えば米国サンアンドレアス断層や台湾チェルンプ断層において、粒径50nm（ナノメートル）〜数400nmの非晶質微粒子が含まれている（非特許文献１参照）。滑り面ＰＳＺに含まれるアモルファスシリカ等の非晶質の微粒子、主に直径（粒径）数10nm〜数100nmの微粒子は、化学的に不安定であり、滑り面ＰＳＺの周囲に存在する結晶粒子と比較すると、一般に２桁早い溶解速度（消失時間）を持つ（Icenhower, J. P. & Dove, P. M. Thedissolution kinetics of amorphous silica into sodium chloride solutions:Effects of temperature and ionic strength. Geochim. Cosmochim. Acta 64, 4193−4203(2000)）。そのため、地震発生時に生成された非晶質微粒子は、その後、環境条件に応じて流体（地下水、雨水）に溶解し、消失していく。そこで、図１に示す断層活動性評価システム１０は、評価対象の断層の滑り面ＰＳＺから採取された非晶質微粒子に基づいて断層の活動性、例えば消失時間を推定する。
【００２０】
図１の断層活動性評価システム１０において、Ｘ線回折装置１１は、例えば粉末のような試料ＳＡに対してX線回折を利用して結晶構造を測定する粉末Ｘ線回折装置である。測定した回析データと予めデータベース化されている既知の回析データサンプルとを照合することで試料ＳＡの同定を行う。本実施形態では、後述するように滑り面ＰＳＺで採取された試料ＳＡが結晶構造を有するものか、非結晶構造（非晶質；アモルファス）を有するものかの判断が可能となる。なお、試料ＳＡが結晶構造か非結晶構造か分析できる装置であれば、Ｘ線回折装置１１に限定されない。
【００２１】
走査型電子顕微鏡装置１２は、電子線を絞った電子ビームを走査しつつ試料ＳＡに照射し、試料ＳＡから放出される二次電子等を検出することで試料ＳＡの画像を構築する。走査型電子顕微鏡装置１２は、構築された試料ＳＡの画像を表示する表示部を備えている。表示部にスケールが併記表示されることで、試料ＳＡの画像のサイズ（例えば試料ＳＡの粒径）を視認することが可能となる。また試料ＳＡのサイズは、走査型電子顕微鏡装置１２に、又は走査型電子顕微鏡装置１２で形成された試料ＳＡの画像から試料ＳＡの粒径を自動計算する演算部を備えていてもよい。なお、非晶質微粒子の粒径を計測できる装置であれば、走査型電子顕微鏡装置１２に限定されない。
【００２２】
溶解反応速度論的解析部１３は、試料ＳＡが非晶質微粒子である場合に、この試料ＳＡに対して、後述するような溶解反応（プロセス）の化学反応速度論的なモデル（式）を適用して、粒状に見立てた非晶質微粒子の溶解による消失までの時間を計算によって推定する。すなわち、溶解反応速度論的解析部１３は、一般的にはパーソナルコンピュータ等で構成され、環境条件としてのパラメータが適用されて計算プログラムを実行することによって消失時間を算出する。また、溶解反応速度論的解析部１３は、各環境条件に基づく計算プログラムの実行結果である各消失時間のデータテーブルを参照可能に備えた態様でもよい。
【００２３】
次に、化学反応速度論的なモデル式について説明する。本実施形態では、以下の式（１）を原理式とする（Lasaga, A. C. Chemical kinetics ofwater-rock interactions. J.Geophys. Res. 89, 4009−4025 (1984)）。
【００２４】
【数２】
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【００２５】
次いで、表面積から半径への式変換、体積への式変換を経て、１個の球状の非晶質微粒子の重量減少率を、式（２）で示すことができる。
【００２６】
【数３】
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【００２７】
断層の滑り面ＰＳＺに含まれる一般的な非晶質微粒子の半径は、約100nm、モル体積は2.73×10−５ m3/molである。一方で、反応速度は、以下のアレニウスの式（３）で与えられる。
【００２８】
【数４】
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【００２９】
また、非晶質微粒子の頻度因子は、6.65 mol/m2/s、活性化エネルギーは、74.5 kJ/molと報告されている（Palandri, J. L. & Kharaka, Y. K. A compilation of rate parametersof water-mineral intoeraction kinetics for application to geochemical modeling (U.S. Geological Survey Open FileReport 2004-1068, 2004)）。そして、上記の数値を式（３）と式（４）に代入することによって、例えば温度の環境条件下で、乃至は温度と流体のｐＨという環境条件下で、非晶質微粒子が何年間保存されうるのか（すなわち何年で溶解し、消失するか）を定量的に推定し、評価することが可能となる。
【００３０】
地表付近の断層にて、地震時に粒径数10nm〜数100nmの非晶質微粒子が形成されることはほぼ自明である。そして、その非晶質微粒子の消失時間、すなわち地震発生時点から完全に溶解して消失するまでの時間を、式（２）で経過時間ｔとして算出して評価する。ここでは、ある活断層において非晶質微粒子が現に残存している場合は、算出した消失時間以内に活動したという活動性の評価が、一方、残存していない場合は、算出した消失時間より古い時期に活動したという活動性の評価が可能である。
【００３１】
断層の活動年代の推定の基本的な手法は、概ね次のステップ（１）〜（４）で行われる。（１）断層の滑り面ＰＳＺ及びその周囲の微粒子の顕微鏡観察を行う。（２）微粒子が結晶質であるか非晶質であるかを判定し、その原子組成・鉱物組成を分析する。（３）形成された非晶質微粒子（表面近傍または水熱）が晒された温度、ｐＨのような環境条件を特定する。（４）非晶質微粒子の消失時間を推定するために、溶解プロセスの化学反応速度論的モデル（式（２））を実行し、消失時間と比較して断層が活動した最新の時期を推定する。
【００３２】
図２は、年代推定作業のより具体的な手順の一例を示す行程図である。行程Ｓ１では、評価対象の断層の滑り面ＰＳＺとその周囲とから試料が採取される。行程Ｓ２では、採取した試料に対して、Ｘ線回析処理による結晶性評価が行われる。
【００３３】
行程Ｓ３では、結晶性評価によって、滑り面ＰＳＺの非晶質微粒子が周囲よりも高い割合で包含されているか否かが判断される。滑り面ＰＳＺの非晶質微粒子が周囲よりも高い割合で包含されている場合、行程Ｓ４で、滑り面ＰＳＺの非晶質微粒子に対して走査型電子顕微鏡によるサイズ測定が行われる。行程Ｓ５では、測定されたサイズが数10nm〜数100nmの範囲のものを含んでいるかどうか判断される。
【００３４】
測定されたサイズが数10nm〜数100nmの範囲を含んでいれば、行程Ｓ６で、環境条件が設定されて消失時間が計算（推定）される。これに従って、評価対象となる断層の活動が、算出された消失時間だけ過去の時点よりも新しい時点に発生したと評価される。一方、行程Ｓ３及びＳ５で、判定が否定された場合、行程Ｓ７で、行程Ｓ６と同様にして消失時間が計算（推定）される。そして、評価対象となる断層の活動が、算出された消失時間だけ過去の時点よりも更に旧い時点に発生したと評価される。なお、年代推定手法は、前記工程を常に全て行う必要はなく、ケースによって、例えば最も簡易な年代推定手法としては、評価対象の断層の滑り面ＰＳＺから非晶質微粒子を採取し、環境条件を設定して式（２）を適用することで消失時間を算出し、この消失時間だけ過去の時点よりも新しい時点に、断層が活動したと評価してもよい。
【００３５】
次に、本評価法の検証のための実例１，２について説明する。
【００３６】
（評価法の実例１：有馬高槻断層帯）
有馬高槻断層帯は、１５９６年慶長伏見地震で活動した活断層である（図３）。兵庫県西宮船坂周辺に露出する断層露頭より、断層面を横断する方向で、上盤と滑り面ＰＳＺ及び下盤から数g（グラム）ずつの試料を採取し、粉末Ｘ線回折による鉱物の結晶性評価を実施した。図３（ｂ）の部分拡大図に示すように、試料の採取位置は、滑り面ＰＳＺ、及び滑り面ＰＳＺを挟んで両側の方向について、図（ｂ）の左方から順に１〜２cmの間隔の周囲位置として、５箇所のHW（壁掛け）、３箇所のFB（フォールト・ブレッチャー：断層角礫）、また、１箇所のFG（断層ガウジ）、及び２箇所のFW（足元壁）とした。
【００３７】
図４は、図３の有馬−高槻構造線の滑り面ＰＳＺ及びその周囲から採取されたサンプルの回折パターンを示す図で、（ａ）は、滑り面ＰＳＺ及びその周囲のすべての試料のＸ線回折パターンを示し、（ｂ）は、滑り面ＰＳＺ及びその周囲に含まれる非晶質材料の重量分率を示している。図４（ｂ）から分かるように、滑り面ＰＳＺで採取されたサンプルは、非晶質シリカ等の非晶質材料が１８．２重量％の最大割合を示している。また、滑り面ＰＳＺの周囲（HW０５（壁掛け）〜FW０２（足元壁））の各位置から採取された、岩石サンプル内の非晶質材料は、平均して１１．１重量％であった。従って、非晶質材料は、滑り面ＰＳＺで高い重量％で生成されていることが分かる。このように、母岩（上盤・下盤）での非晶質成分は、１８．２重量％に対し、滑り面では１１．１重量％と有意に高い含有量を示した。
【００３８】
図５は、図４の滑り面ＰＳＺ及びその周囲から採取されたサンプルの走査型電子顕微鏡で得た写真画像で、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は吊り壁、足元壁面及び滑り面ＰＳＺからの試料の走査型電子顕微鏡写真で、スケールは１μmである。（ｄ）は（ｃ）の試料の微粒子（凝集体）の１つを説明用に拡大した電子顕微鏡写真で、スケールは２００μmである。（ｅ）は（ｄ）中の円Ｐａ内の粒子部分の電子回折パターンの写真画像である。
【００３９】
（ａ）、（ｂ）で示す吊り壁、足元壁面からの試料は、堆積岩等の岩石の粒子を含み、直径が数〜数十μmの石英、長石粒子などの結晶材料を多く含んで構成されている。（ｃ）で示す滑り面ＰＳＺからの試料は、複数の微粒子の凝集体として存在しており、（ｄ）は、その凝集体の１つを示し、個々の微粒子の粒径は、数10nm〜数100nmである。また、（ｅ）の電子解析パターン画像は拡散散乱を示しており、これにより、（ｄ）に示す凝集体が非晶質微粒子の凝集体であることが分かる。
【００４０】
各試料の走査型電子顕微鏡観察の結果、母岩では数10μm〜数100μmの粒子が多いのに対し、滑り面ＰＳＺでは数10nm〜数100nmの微粒子が多く含まれることが確認され、かつ微粒子の透過型電子顕微鏡による結晶性評価の結果、非晶質であることが判明した。すなわち、電子顕微鏡観察によれば、数10nm〜数100nmの微粒子は、未変形の岩石にはあまり観察されず、断層内（滑り面ＰＳＺ）に多く観察される特徴的なものである。
【００４１】
（評価法の実例２：台湾チェルンプ断層）
台湾を南北に縦断するチェルンプ断層は、１９９９年集集地震で活動した活断層である（図６）。チェルンプ断層は、図６（ｂ）に示すように滑り面ＰＳＺがむしろ水平に近い向きをしている。この断層に対し、図６（ｂ）に示すように地下掘削が実施され、図７に示すように地表から約１１３６ m付近の地下深度にて断層試料が回収された。滑り面ＰＳＺの試料及び周囲の母岩の試料において、粉末Ｘ線回折による鉱物の結晶性評価を実施した結果、図７（ｂ）に示すように、母岩での非晶質成分は１３．６重量％に対し、滑り面ＰＳＺでは２２．１重量％と有意に高い含有量を示した。なお、滑り面ＰＳＺの周囲とは、滑り面ＰＳＺを挟んで両側の方向に順番に約１mずつ離れた位置である。非晶質微粒子の存在は、すでに非特許文献１で報告されており、よって、チェルンプ断層の滑り面ＰＳＺには、多くの非晶質微粒子が定量的に確認されている。
【００４２】
図８は、非晶質微粒子の溶解反応速度論的解析結果を説明する図で、横軸は時間（年）である。（ａ）は環境条件（温度１３．８℃、断層沿いの地下水のｐＨ＝６）における半径１００nmの非晶質微粒子の１粒子当りの重量変化率（％）による溶解時間（消失時間）を示す図表、（ｂ）は環境条件（試料採取深度の温度４６．５℃、断層沿いの地下水のｐＨ＝６）における半径１００nmの非晶質微粒子の１粒子当りの重量変化率（％）による溶解期間（消失時間）を示す図表、（ｃ）は温度（環境条件）の違いによる、（ｐＨ＝６の場合の）消失時間の変化を示す図、（ｄ）は水のｐＨが値６と値１３（環境条件）の場合における消失時間の変化を示す図である。なお、温度は、例えば過去の年平均温度を利用して設定することが好ましい。
【００４３】
図８（ａ）には、評価法の実例１（有馬高槻断層帯）の１５９６年慶長伏見地震の発生年代（図中の縦線は地震発生から４１９年経過した時点（２０１５年））が併記されている。環境条件（温度１３．８℃、断層沿いの地下水のｐＨ＝６）が設定されて、式（２）が実行されると、溶解時間として約６００年が算出されている。断層の活動年は１５９６年と既知であるから、２０１５年時点では、最新の活動時から６００年を経過していないということが分かる。この結果は、地震発生時から４１９年後の試料採取において、非晶質微粒子が残存しうることと整合的である。すなわち、非晶質微粒子の残存が断層の活動性評価の基準になる有効性を示している。
【００４４】
一方、図８（ｂ）には、評価法の実例２（台湾チェルンプ断層）の１９９９年集集地震の発生年代（図中の縦線は地震発生から５年経過した時点（２００４年））が併記されている。環境条件（試料採取深度の温度４６．５℃、断層沿いの地下水のｐＨ＝６）が設定されて、式（２）が実行されると、約２５年が算出されている。断層の活動年は１９９９年と既知であるから、試料を採取した２００４年時点では、最新の活動時から２５年を経過していないということが分かる。この結果は、地震発生時から５年後の試料採取において、非晶質微粒子が残存しうることと整合的である。すなわち、非晶質微粒子の残存が断層の活動性評価の基準になる有効性を示している。
【００４５】
図８（ｃ）に示すように、非晶質微粒子の溶解速度は、その場所の温度が大きく影響する。例えば、温度が１０℃では、消失時間は約１０００年である。消失時間は、温度が高くなるに従って短くなる。消失時間を評価する際には、採取地点の温度、例えば露頭域では年平均気温を、地下の場合は地下温度を式（３）のＴ（温度）に適用すればよい。
【００４６】
図８（ｄ）に示すように、非晶質微粒子の消失時間は、流体のｐＨ（水素イオンの濃度を表す物理量）も大きく影響する。通常はｐＨ＝６の水であるが、場所などによって異なる。図８（ｄ）では、例えば、ｐＨ＝１３のような強アルカリの場合、消失時間は２年以内となる。消失時間があまりに短いと評価価値は低くなる。そのため、中性に近い流体を含む断層を対象とすることを推奨する。
【００４７】
なお、地震時に断層が約800℃という高温に達したような場合、断層滑りによって生成された非晶質微粒子が焼結によってお互いに癒着する現象が起こる。この場合、セラミックス同様に、高い化学的安定性をもつため、上述した溶解反応の頻度因子と活性化エネルギーを適応させることができない。しかし、地表の断層が地震時にそのような高温になる可能性は極めて低いことから、地表により近い場所の滑り面を評価対象域とすることが望ましい。なお、非晶質微粒子が互いに癒着しているかどうかは電子顕微鏡で確認すればよい。
【符号の説明】
【００４８】
１０  断層活動性評価システム
１１  Ｘ線回析装置（分析処理部）
１２  走査型電子顕微鏡（分析処理部）
１３  溶解反応速度論的解析部（推定処理部）
ＰＳＺ  滑り面
ＳＡ  試料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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