- 受棚仓断裂带运动的触发，茨城县醍醐町周边沉积盆地同时发生沉积和旋转运动
- 已经发现，在日本海扩张期间，日本东北部的各个沉积盆地可能发生了旋转
- 有助于阐明日本列岛的形成和日本海扩张的机制
说明随着日本海的扩张，塔那仓断层带的运动如何导致盆地的形成、沉降和旋转
*原始论文中的数字被引用和修改，并使用新创建的数字。
米乐m6官方网站（以下简称“AIST”）地质信息研究部 细井淳 高级研究员 羽田由纪 茨城县立茨城东高中研究员 谷井由惠 教师 冈田诚 茨城大学理学部 教授率领的研究小组在茨城县醍醐町周边进行了地质调查，并进行了研究地层中记录的过去事件。地磁学（古地磁学）方向分析表明塔纳古拉断裂带的运动发生在大约172至1660万年前沉积盆地的形成和沉淀提升) 和同时旋转。
传统上，日本海扩张当时已知日本列岛的陆地发生旋转，但其规模和机制仍不清楚。特别是在日本东北部，报告的旋转时间、规模和方向因地而异。这一发现是解开这一谜团的结果，首次揭示了贯穿日本列岛的主要断裂带之一的塔那仓断裂带的运动同时引起了沉积盆地的形成、沉降和旋转。这一结果不仅阐明了日本列岛的起源，而且还阐明了日本海（全世界）的扩张。后弧放大)的机制。
这项研究的详细信息将于2023年6月26日（日本时间）发表在国际期刊《构造学
根据国家政策，AIST正在开发知识基础设施信息，作为为社会带来创新的重要基础设施信息。 AIST地质调查中心对全国各地区的地质进行调查研究，并将其作为智力基础信息地质图宽度正在维护中。
新公布2021年全国第三期《》智能基础设施发展规划''，从减轻地质灾害、区域发展/区域振兴和学术重要性的角度，针对重点地区绘制地质图。茨城县醍醐町周边地区就是其中之一，目前正在制作地质图。本次研究成果是在地质图宽度编制过程中获得的。
大约六千六百万年前的白垩纪时期，日本列岛是亚洲大陆的一部分。在新生代，日本海开始形成，其扩张在大约24至1500万年前达到顶峰。结果，日本列岛从大陆分离出来，成为我们今天所知道的列岛。根据古地磁记录可知，日本海扩张时，日本列岛发生了旋转。然而，在日本东北部，自转的时间、规模和方向因测量地点而异，因此自转的规模和机制仍不清楚，存在各种理论。
为了阐明日本列岛旋转的机制，需要了解日本海扩张时的古地理，即当时断层和沉积盆地的形状和分布，然后考察当时地层中记录的古地磁方向。然而，日本海扩张期间断层和沉积盆地的形状和分布受到随后的构造运动的干扰，现在几乎无法理解。
茨城县醍醐町周边地区是极为罕见的地区，日本海扩张时的巨大断层（田仓断裂带）和沉积盆地几乎完好无损。此外，它的发展历史也是众所周知的（Hosoi et al, 2020）。因此，醍醐町周边的沉积盆地是阐明日本海扩张机制，特别是沉积盆地的形成、发育和地球自转运动的理想区域。
这项研究得到了青年研究员 JSPS KAKENHI 拨款号 19K14822（代表人：Jun Hosoi）的部分支持。
本研究调查了日本海扩张期间茨城县醍醐町周围分布的地质地层，并寻找日本海扩张期间的古地磁记录。结果，正磁极周期（磁铁指向北的时间，与当前地磁方向相同）反磁极周期（磁力方向与当前地磁方向相反，磁体方向指向南方的时间）。根据其正常和反磁极性周期的年龄，我们能够识别出距今约172至1660万年的地层、距今约166至1630万年的地层和距今约163至1520万年的地层（图1）。这意味着我们能够比以前更精确地阐明地层的年龄。
通过高精度确定地层年龄，我们能够根据地层年龄与沉积物厚度之间的关系来估计沉积物填充沉积盆地的速率（沉积速率）。结果发现，大约172至1660万年前的地层沉积速度甚至更快（图1）。这表明沉积盆地的沉积速度可能很快。事实上，这一时期沉积盆地内的环境从陆地转变为海洋(Amano et al, 2011)。由于沉积盆地的发育被认为受到塔那古拉断裂带运动的影响，因此认为大约172至1660万年前，该盆地由于塔那古拉断裂带的运动而迅速下沉。
图1 地层年龄（横轴）与厚度（纵轴）关系图
右侧显示了地质地层和通过古地磁测量获得的地层磁化强度。详细的年龄可以根据地层的磁方向（正磁化或反磁化）确定。此外，沉积速率可以根据地层的年龄和厚度来估计。地磁极性以黑色表示正磁极性，以白色表示反磁极性。
*原始论文中的数字被引用或修改。
接下来，我们比较了每层记录的古地磁方向。结果，约1660万年前地层的地磁方向与当时预期的地磁方向（南北方向）几乎相同，但约172至1660万年前地层的古地磁方向与预期方向相差约30度。这意味着地球在大约 172 到 1660 万年之间旋转了大约 30 度（图 2）。另一方面，众所周知，地质上相邻的栃木县茂木町周边地区在此期间并未发生旋转（Hoshi and Takahashi，1999）。换句话说，本研究揭示的旋转运动发生在醍醐町周边。其原因被认为是塔那古拉断层带的运动。塔那古拉断裂带的走滑运动仅在沿塔那古拉断裂带发育的沉积盆地中引起旋转（图3）。
图2 各地层获得的古地磁方位和地球自转示意图
约 172 至 1660 万年前地质地层中记录的古地磁方向与约 166 至 1630 万年前地层中记录的古地磁方向相差约 30 度。
*上图是从原始论文中引用和修改的，下面的图是从原始论文中引用和修改的，是为本演示文稿新创建的。
图3 塔那仓断层带随着日本海扩张而移动如何导致沉积盆地的形成、沉降和旋转的图像
旋转仅发生在沿塔纳古拉断裂带的沉积盆地中。
*原始论文中的数字被引用和修改，并使用新创建的数字。
上述结果表明，大约172至1660万年前，由于塔纳古拉断裂带的走滑运动，沉积盆地迅速沉降和旋转。这是第一项揭示日本列岛大断层运动同时引起沉积盆地形成、沉降和旋转的研究。研究表明，日本东北部日本海扩张过程中自转时间、规模和方向不一致的原因可能是由于断层运动导致沉积盆地发育的时间和程度存在差异。此外，在日本海扩张过程中，许多沉积盆地被认为是由于正断层的形成和运动而形成和发育的，本研究结果表明，我们不仅应考虑正断层运动的影响，还应考虑走滑断层的运动。这将有助于了解日本海乃至世界其他地区的弧后扩张构造。
目前，我们正在利用岩脉和小断层进行古应力分析，以检查塔纳古拉断层带中的断层运动，该断层运动导致本研究揭示的沉降和旋转。此外，作为智能基础设施信息开发的一部分，我们计划发布包含这些成果的醍醐地区地质图。
已出版的杂志：构造
论文标题：日本弧后扩张过程中形成的旋转跨张盆地：同时快速构造旋转和盆地沉降
作者：Jun Hosoi、Yurie Tanii、Makoto Okada 和 Yuki Haneda
DOI：101029/2022TC007642