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蛇紋岩の透水率異方性に関する実験的研究

公募研究

研究領域地殻流体: その実態と沈み込み変動への役割
研究課題/領域番号 22109508
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関広島大学

研究代表者

片山 郁夫  広島大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (10448235)

研究期間 (年度) 2010 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2011年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2010年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード蛇紋岩 / 水 / 浸透率 / 透水率 / プレート境界
研究概要

沈み込むプレートから脱水反応により放出された流体は、一般的にその浮力のため直上に移動すると考えられているが、プレート境界に存在する蛇紋岩では剪断変形による面構造が著しく発達しているため透水率に異方性が生じ、流体移動が面構造(応力場)に制約される可能性がある。そこで、本申請研究では蛇紋岩の透水率異方性を検証する透水試験を行った。その結果,蛇紋岩の片理に垂直な浸透率は,片理に平行なものに比べ系統的に低い値を示し、封圧50MPaでは2桁程度の差が見られた。この結果は蛇紋岩など面構造が強く発達した岩石では,透水率に著しい異方性の効果が存在し、水の移動は浮力のみならず岩石の剪断面(応力場)に制約される可能性を示唆している。蛇紋岩化がみられるプレート境界では、沈み込みによる剪断変形のためプレート境界に平行な面構造が発達していることが期待される。その場合、脱水反応によりマントルへ放出された流体は蛇紋岩の面構造に沿いプレート境界方向に選択的に移動することが予想される。本研究課題では,沈み込み帯での流体循環に関し,流体移動が浮力に支配されるとの従来のモデルとは異なり,浸透率異方性の実験結果からプレート境界に上昇するとの新たなモデルを提案した。

報告書

(2件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (14件)

  • [雑誌論文] Permeability anisotropy of serpentinite and fluid pathways in a subduction zone2011

    • 著者名/発表者名
      Kawano, S., Katayama, I., Okazaki, K.
    • 雑誌名

      Geology

      巻: 39 号: 10 ページ: 939-942

    • DOI

      10.1130/g32173.1

    • NAID

      10029454462

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrical conductivity anisotropy of deformed talc rocks and serpentinites at 3GPa2011

    • 著者名/発表者名
      Guo, X., Yoshino, T., Katayama, I.
    • 雑誌名

      Phys.Earth Planet.Inter.

      巻: 188 号: 1-2 ページ: 69-81

    • DOI

      10.1016/j.pepi.2011.06.012

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low silica activity for hydrogen generation during serpentinization : an example of natural serpentinites in the Mineoka ophiolite complex, central Japan.2010

    • 著者名/発表者名
      Katayama, I., Kurosaki, I., Hirauchi, K.
    • 雑誌名

      Earth and Planetary Science Letters

      巻: 298 ページ: 199-204

    • NAID

      120002753731

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 日本列島下での沈み込みプロセスの多様性2010

    • 著者名/発表者名
      片山郁夫, 平内健一、中島淳一
    • 雑誌名

      地学雑誌

      巻: 119 ページ: 205-223

    • NAID

      10030368419

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spatial variations in antigorite fabrics across a serpentinite subduction channel : Insights from the Ohmachi seamount, Izu-Bonin frontal arc.2010

    • 著者名/発表者名
      Hirauchi, K., Michibayashi, K., Ueda, H., Katayama, I.
    • 雑誌名

      Earth and Planetary Science Letters

      巻: 299 ページ: 196-206

    • NAID

      120002851924

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strength contrast between plagioclase and olivine at water-rich Moho depths.2010

    • 著者名/発表者名
      Azuma, S., Katayama, I., Hirauchi, K., Yamashita, S.
    • 雑誌名

      Journal of Mineralogical and Petrological Sciences

      巻: 105 ページ: 286-290

    • NAID

      10027123385

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Permeability anisotropy of serpentinite and fluid pathways in a subduction zone2011

    • 著者名/発表者名
      I.Katayama, S.Kawano, K.Okazaki
    • 学会等名
      American Geophysical Union, Fall Meeting
    • 発表場所
      Sanfrancisco, USA
    • 年月日
      2011-12-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Serpentine rheology and its significance on subduction zone processes2011

    • 著者名/発表者名
      I.Katayama, K.Hirauchi
    • 学会等名
      American Geophysical Union, Fall Meeting
    • 発表場所
      Sanfrancisco, USA(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 蛇紋岩の透水率異方性と沈み込み帯での流体移動2011

    • 著者名/発表者名
      片山郁夫
    • 学会等名
      地殼流体シンポジウム
    • 発表場所
      花巻(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 海洋モホ面でのレオロジー的不連続性2011

    • 著者名/発表者名
      片山郁夫, 東真太郎, 武藤潤
    • 学会等名
      日本鉱物科学会
    • 発表場所
      水戸
    • 年月日
      2011-09-10
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 蛇紋岩の透水率異方性と沈み込み帯での流体移動2011

    • 著者名/発表者名
      片山郁夫, 川野誠矢, 岡崎啓史
    • 学会等名
      日本鉱物科学会
    • 発表場所
      水戸
    • 年月日
      2011-09-10
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 沈み込み帯での透水率変化による異常流体圧の生成2011

    • 著者名/発表者名
      片山郁夫、寺田竜也, 岡崎啓史
    • 学会等名
      2011年地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      幕張
    • 年月日
      2011-05-22
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 蛇紋岩の透水率異方性と沈み込み帯での流体移動2011

    • 著者名/発表者名
      片山郁夫, 川野誠也, 岡崎啓史
    • 学会等名
      日本地質学会西日本支部会
    • 発表場所
      東広島市
    • 年月日
      2011-02-19
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Serpentine preferred orientation and variation in subduction zone anisotropy2010

    • 著者名/発表者名
      I.Katayama, K.Hirauchi, K.Michibayashi, J.Ando
    • 学会等名
      American Geophysical Union, Fall Meeting
    • 発表場所
      Sanfrancisco, USA
    • 年月日
      2010-12-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 蛇紋岩の透水率異方性と沈み込み帯での異常間隙圧2010

    • 著者名/発表者名
      片山郁夫, 川野誠也, 寺田竜也, 岡崎啓史
    • 学会等名
      日本鉱物科学会
    • 発表場所
      松江市
    • 年月日
      2010-09-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 流体が存在する条件での岩石の弾性波速度測定2010

    • 著者名/発表者名
      片山郁夫, 河野義生, 岡崎啓史, 渡辺了
    • 学会等名
      日本地質学会
    • 発表場所
      富山市
    • 年月日
      2010-09-20
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Rheological contrast between serpentines and olivine and weakening of the subducting interface2010

    • 著者名/発表者名
      I.Katayama, K.Hirauchi
    • 学会等名
      Western Pacific Geophysical Meeting
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan(招待講演)
    • 年月日
      2010-06-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Is the strong seismic anisotropy at subduction zones caused by serpentine2010

    • 著者名/発表者名
      I.Katayama, K.Hirauchi, K.Michibayashi, J.Ando.
    • 学会等名
      Western Pacific Geophysical Meeting
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan(招待講演)
    • 年月日
      2010-06-22
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 蛇紋岩が存在する場合の沈み込み帯のレオロジー2010

    • 著者名/発表者名
      片山郁夫、平内健一
    • 学会等名
      2010年地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      幕張市
    • 年月日
      2010-05-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 大陸リソスフェア(テクトスフェア)はなぜ安定か?2010

    • 著者名/発表者名
      片山郁夫、是永淳
    • 学会等名
      2010年地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      幕張市
    • 年月日
      2010-05-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2018-03-28  

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