フィッション・トラック

ニュースレター第 21 号

17 -19 2008 年

断層の年代測定に関する研究­境峠断層の例­
伊藤久敏*・高橋晋**

Study on dating fault rocks ̶an example of the Sakai-toge fault̶
Hisatoshi Ito* and Susumu Takahashi******原子力発電環境整備機構，Nuclear Waste Management Organization of Japan****東電設計株式会社，Tokyo Electric Power Services Co., Ltd.

は じめ に原子力発電環境整備機構（以下，NUMO）は，原子燃料のリサイクルの過程で発生する高レベル放射性廃棄物等を地層処分（地下 300ⅿ以深）する実施主体である．最終処分施設建設地は，３段階の調査（文献調査，概要調査，精密調査）・選定を経て行われる．これらの調査の中では，断層の活動履歴についても調べる必要があるため，坑井掘削や坑道掘削により地下深部において遭遇する可能性のある断層岩の年代値を用いた評価方法の検討を行っている．
NUMO では，断層岩を対象とした年代測定法に関する文献調査の結果，有望な年代測定手法として K-Ar 法，FT 法，ESR 法を選定し，これらに関して，平成 19 年度に，別途境峠断層で得られた既存試料を対象とした年代測定を実施した．このうち，以下では，FT 法に関して得られた知見を中心にその概要を述べる．なお，詳細は別途報告予定である．

境 峠断 層 と そ の 選定 理 由
境峠断層̶神谷断層（帯）は，長野県西部の焼岳付近から伊那盆地に至る，北北西̶南南東方向の延長約 60 ㎞の左横ずれ断層である．これらは美濃帯ジュラ紀付加コンプレックスと白亜紀花崗岩に３〜５㎞の左横ずれ変位を与えるとともに，接峰面図で表現される大地形にも同程度の変位を与えている（林・狩野，2000）．

Fig.1
Simplified geology with sampling localities(modified from Ito and Taniguchi, 2002). Opencircles denote the sampling localities in this study.
Site numbers are those referred to in Table 1.

この境峠̶神谷断層は，その長さと基盤岩変位の間にある最大級の断層である（狩野・佐藤，1988）．

量から見ると，糸魚川̶静岡構造線と阿寺断層と第四紀後期におけるこの断層の活動性については，- 17 -

数ヵ所で変位地形の存在が指摘され，確実度Ⅰ〜が分布した．このうち，シュードタキライトとウⅡ，活動度Ａ〜Ｂ級の活断層とみなされている（活ルトラカタクレーサイトの２箇所からジルコンを断層研究会編，1991）．ここでは境峠̶神谷断層

得，それぞれについて FT 年代を求めた．母岩の（帯）のうち，その北西側の約 30 ㎞の延長を持つ４箇所は，断層を挟む東西の花崗岩および砂岩かセグメントを林・狩野（2000），狩野ほか（2001）

ら各１箇所採取した．母岩試料のうち，断層の東にしたがって境峠断層と呼ぶ．

側の２試料についてはジルコンとアパタイトの FT

本研究の対象として，境峠断層を選定した主な年代を求めたが，西側の２試料はアパタイト FT 年

理由は以下による．

代のみ求めた．FT 年代測定は，京都フィッション・

１. 異なる岩種（花崗岩と堆積岩）内で発達したトラック株式会社に依頼し，実施した．年代測定

断層であることから，岩種の相違が断層岩を結果を Table 1 に示す．同表には，比較のため，対象とした年代測定法に及ぼす影響について伊藤・谷口（2002）の結果も示した．なお，ジル評価できる．

コンについてはすべての試料でトラック長測定を２. 母岩を対象に K-Ar 法や FT 法による年代測定行った結果（実施機関：京都フィッション・トラの報告がある．特に，伊藤・谷口（2002），伊ック株式会社），断層岩を含む，すべての試料で，

藤（2003）により母岩を対象とした FT 法にジルコンのトラック長短縮は認められなかった．

より活断層の活動開始時期・削剥量の推定が考察行われている．

境峠断層の活動開始時期

試 料採 取 お よ び 年代 測 定 結 果

Table 1 より，境峠断層から得られたシュードタ

試料採取は Fig. 1 に示す５箇所（母岩：４箇所，キライトおよびウルトラカタクレーサイトのジル断層：１箇所）で実施した．なお，断層での試料

コン FT 年代として，約 62 Ma が得られた．この採取箇所（採取地点：ソグラ沢）では，花崗岩分

年 代 は ， 母 岩 の 花 崗 岩 の ジ ル コ ン FT 年 代布地域にシュードタキライト，カタクレーサイト（約 74 Ma）より有意に若く，トラック長の短縮およびウルトラカタクレーサイトからなる断層岩は，母岩も含め，認められなかった．以上の結果

Table 1

Summary of the fission-track dating results on the Sakai-toge fault and its host rocks.

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から，①白亜紀に貫入した奈川花崗岩は，約 74 Maを基に，伊藤（2003）は境峠断層の活断層としてにジルコン FT 法の閉鎖温度（約 250℃）まで冷却の活動開始時期と断層運動による差別的な隆起・した，②約 62 Ma にシュードタキライトやウルト削剥量を見積もった．今回，伊藤（2003）と同様

ラカタクレーサイト中のジルコンは，熱により完に，断層の東西のアパタイト FT 年代（花崗岩と堆全にアニーリングし，その後は，二次的再加熱を積岩の加重平均年代）を求めたところ，両者とも受けず，現在に至った，が考えられる．②は，シ40〜43 Ma を示し，有意な差は得られなかったュードタキライトとウルトラカタクレーサイトが，（Table 1）．

約 62 Ma もしくはそれ以前に形成されていたこと

以上より，現段階では，断層の東西でアパタイを意味する．すなわち，境峠断層の活動開始時期

ト FT 年代に差があるかどうかを判断することはは約 62 Ma もしくはそれ以前であったことが考え困難であり，より多くの地点での試料採取を行っられる．シュードタキライトはガラス質であるこた上で再評価すべきであると考えられる．なお，とから，高温で短時間に生成される．このことか

アパタイト FT 年代は，岩種を問わず 20 Ma よりら，一つの可能性として，約 62 Ma の断層活動に古い年代を示す．従って，試料採取箇所周辺では，よる加熱によりシュードタキライトが生成され，20 Ma には（アパタイト FT 法の閉鎖温度に相当す

この熱は（既に存在していた？）ウルトラカタク

る）地温 100℃以下の地下（地温勾配 30℃/㎞の場レーサイトに対して，ジルコン FT を完全にアニー合，地下３㎞以浅）に位置し，現在，地表に露出リングする程度に再加熱したことが推定される．

するに至ったと言える．

今回年代測定を行った砂岩（境峠断層の東約 200ⅿ地点で採取）のジルコン FT 年代は 62.3

文献

2.2 Ma となり，伊藤・谷口（2002）の対応する試伊藤久敏，2003，フィッション・トラック法を用いた活料の年代（101.6 10.8 Ma）とは大きく異なる結断層の活動開始時期と削剥量の推定̶境峠断層の果が得られた．本試料は，ホルンフェルス化した例̶．フィッション・トラックニュースレター，16，砂岩であるので，奈川花崗岩の貫入時の熱による37-39．

若返りが考えられる．しかし，得られたジルコン

伊藤久敏・谷口友規，2002，フィッション･トラック法

FT 年代は，奈川花崗岩の貫入年代（> 74 Ma）よを用いた地殻の熱的安定性の検討．フィッション･りも若く，断層岩のジルコン FT 年代と一致していトラックニュースレター，15，31-34．

る．このことから得られたジルコン FT 年代は

狩野謙一・佐藤博文，1988，境峠断層（木曽山地北部̶

約 62 Ma の断層活動により完全にアニーリングさ飛騨山地南部の活断層）の基盤岩変位量．地質雑，れた年代を示す可能性が考えられる．しかし，採94，51-54．

取した試料自体には断層の影響を示す組織は認め

狩野謙一・林愛明・丸山正，2001，飛騨山地南部・られないことから，奈川花崗岩の北側の花崗岩体境峠断層の第四紀後期の活動性．第四紀研究，40，が約 62 Ma に貫入し，砂岩がアニーリングされた

203-210．

可能性も考えられる．これは今後の課題である．

活断層研究会編，1991，新編日本の活断層−分布図と資料．東京大学出版会．437p．

境峠断層の再活動時期

林 愛明・狩野謙一，2000，変位地形と基盤岩の構造か

伊藤・谷口（2002）は，境峠断層の東側のアパら推定される活断層の活動史̶木曽山脈を横切った

タイト FT 年代が，西側に比べ，有意に若いことを飯田-松川断層と境峠-神谷断層を例に̶．号外地球，示した（Table 1）．このことと，いくつかの仮定

31，34-45．

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