2014 Fiscal Year Annual Research Report
地殻流体の実態と島弧ダイナミクスに対する役割の解明
| Project Area | Crustal dynamics-Unified understanding of intraisland deformation after the great Tohoku-oki earthquake- |
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26109006
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
飯尾 能久 京都大学, 防災研究所, 教授 (50159547)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小川 康雄 東京工業大学, 火山流体研究センター, 教授 (10334525)
渡邊 了 富山大学, 大学院理工学研究部(理学), 教授 (30262497)
田中 秀実 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 講師 (40236625)
角森 史昭 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (60291928)
梅田 浩司 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 地層処分研究開発部門, リーダー (60421616)
石川 正弘 横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 教授 (70232270)
岩森 光 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球内部物質循環研究分野, 分野長 (80221795)
松本 則夫 独立行政法人産業技術総合研究所, その他部局等, 研究員 (80358051)
市來 雅啓 東北大学, 理学研究科, 助教 (80359182)
風早 康平 独立行政法人産業技術総合研究所, その他部局等, 研究グループ長 (50356763)
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| Project Period (FY) |
2014-07-10 – 2019-03-31
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| Keywords | 地震波速度 / 電気伝導度 / クラック / 含水量 / 有馬型塩水 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
岩手宮城内陸地震域の広帯域MTデータ３次元構造解析を行い、本震の滑り域が上部地殻の高比抵抗、余効滑り域が低比抵抗部に対応することがわかった。東北地方太平洋沖地震前後の比抵抗構造について位相テンソルを用いて比較し、鳴子周辺の地殻比抵抗減少が示唆された。宮城県北部地域において広帯域データをグリッド状に24点で取得した。岩手県秋田県北部における長周期観測点の予察を10カ所で行った。
岩石物性を幅広い岩質で調べるべく、化学物質および天然鉱物粉末から主要造岩鉱物と極細粒多結晶体の焼結実験を行った。また、細粒花崗岩の加熱によりクラック量の異なる岩石試料を作製し、含水状態での弾性波速度と電気伝導度測定により物性と流体量の関係を調べた。これらの物性理解に基づき、地震波・電磁気データのインバージョン手法を改良し、鳴子地域のデータについて解析を行った。
深部由来流体の判別の鍵となる3Heを計測可能な野外質量分析装置の製作については、中核となる高周波電源回路を完成させ、イオンカウンティングシステムの導入を開始した。また、気液分離機構の再構築およびベーキング温度の検証を行った。既存の水質・ガス分析値および現地調査によって、和歌山県田辺市本宮町付近を西南日本における深部流体計測サイトとして選定した。有馬温泉の既存の分析値を解析し、深部流体の流量の定量化のモデルケースとして解析を行った。また、台湾南部の泥火山流体について、深部起源の流体フラックスの定量に着手した。2014年11月22日長野県北部の地震(M6.7)直後に湧出した温泉・ガスの緊急調査を繰り返し行い、湧出量が減少傾向であることやガスの主成分がメタンであることを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
地震-火山活動、地殻変動など、地殻ダイナミクスの理解に重要と考えられる「地殻流体の分布や流量」を明らかにすることが、本計画研究の目的であり、新学術領域「地殻流体」で得られた知見を発展させ、地磁気地電流(MT)観測・岩石物性測定・地殻流体インバージョン・深部由来流体計測により、流体分布や流量の定量的制約を目指している。本年度は、MT観測による比抵抗構造とその時間変化の推定、クラック量の異なる岩石試料を用いて、含水状態での弾性波速度と電気伝導度測定により物性と流体量の関係の調査、地震波・電磁気データのインバージョン手法の改良、3Heを計測可能な野外質量分析装置の製作と田辺市本宮町・有馬・台湾南部における流体計測など、成果が上がっているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
幅広い組成と内部構造をもつ岩石物性を調べるために、人工試料作成と天然岩石採取、岩石試料の弾性波速度の測定と空隙・クラックによる影響評価、加熱によるクラック生成とその制御法の確立を行う。地殻から沈み込むスラブまでの電気伝導度構造を捉えるために、紀伊半島での稠密広帯域MT探査および東北日本弧での長周期MT探査を行う。上記の結果を流体パラメター[岩質、流体種（マグマ、水溶液、ガス）と量、連結度等]に焼直すために構築されたインバージョンモデルを既存データに予察的に応用する。また、地殻流体の物質的実態を捉えるために、深部由来流体の採取・分析を行う。西南日本における野外質量分析装置の計測サイトの現地試験や採水を行い、水文地質学的な背景を明らかにする。同装置を完成させ、西南日本における計測サイトに設置する。台湾の泥火山の既存の水質・ガス分析値を用いて深部流体の流量の定量化とメカニズム解明を行う。
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[Journal Article] Imaging the hydrothermal system beneath the Jigokudani valley, Tateyama volcano, Japan: Implications for structures controlling repeated phreatic eruptions from an audio-frequency magnetotelluric survey2015
Author(s)
Seki, K., Kanda, W., Ogawa, Y., Tanbo, T., Kobayashi, T., Hino, Y., and Hase, H.
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Journal Title
Earth Planets Space
Volume: 67
Pages: 6
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Seismic velocity structure in and around the Naruko volcano, NE Japan, and its implications for volcanic and seismic activities2014
Author(s)
Okada, T., T. Matsuzawa, J. Nakajima, N. Uchida, M. Yamamoto, S. Hori, T. Kono, T. Nakayama, S. Hirahara, and A. Hasegawa
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Journal Title
Earth Planets and Space
Volume: 66
Pages: 114
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Detailed seismic attenuation structure beneath Hokkaido, northeastern Japan: Arc-arc collision process, arc magmatism, and seismotectonics2014
Author(s)
Kita, S., J. Nakajima, A. Hasegawa, T. Okada, K. Katsumata, Y. Asano, and T. Kimura
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Journal Title
J. Geophys. Res. Solid Earth
Volume: 119
Pages: 6486-6511
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Three-dimensional magnetotelluric imaging of crustal fluids and seismicity around Naruko volcano, NE Japan2014
Author(s)
Ogawa, Y., Ichiki, M., Kanda, W., Mishina, M., and Asamori, K.
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Journal Title
Earth Planets Space
Volume: 66
Pages: 158
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Groundwater, possibly originated from subducted sediments, in Joban and Hamadori areas, southern Tohoku, Japan2014
Author(s)
Togo, Y. S., Kazahaya, K., Tosaki, Y., Morikawa, N., Matsuzaki, H., Takahashi, M., and Sato, T.
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Journal Title
Earth, Planets and Space
Volume: 66
Pages: 131
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] 3-D electrical resistivity modeling using land and marine MT data in the back-arc area of the NE Japan subduction zone2014
Author(s)
Ichihara, H., Tada N., Baba, K., Kasaya, T., Ichiki, M., Kaida , T., Ogawa, Y.
Organizer
22nd EM Induction Workshop
Place of Presentation
Weimar, Germany
Year and Date
2014-08-24 – 2014-08-30
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[Presentation] Three Dimensional Electrical Conductivity Model in the Subduction Zone beneath Northeastern Japan: Towards Geofluid Mapping in the Crust and Uppermost Mantle2014
Author(s)
M. Ichiki, Y. Ogawa, K. Toshiki, T. Demachi, S. Hirahara, Y. Honkura, H. Ichihara, W. Kanda, T. Kono, T. Koyama, M. Matsushima, T. Nakayama, H. Sakuma, S. Suzuki, H. Toh, M. Uyeshima
Organizer
AOGS
Place of Presentation
Sapporo, Japan
Year and Date
2014-07-28 – 2014-08-01
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