2017 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, 理学院, 教授 (10334525)
渡邊 了 富山大学, 大学院理工学研究部(都市デザイン学), 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)
風早 康平 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 上級主任研究員 (50356763)
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 弘前大学, 理工学研究科, 教授 (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 国立研究開発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 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 研究グループ長 (80358051)
市來 雅啓 東北大学, 理学研究科, 助教 (80359182)
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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 |
北上山地南部で広帯域MT観測・3次元解析を実施し、深度5-15kmに低比抵抗体の存在をイ メージした。さらに紀伊半島の広帯域データの3次元構造解析を進め、熊野酸性岩体の高比抵抗がプレート上面付近に達しそれが固着域に対応すること、熊野酸性岩体の高比抵抗の縁部に温泉が分布することを見出した。無水透輝石多結晶焼結体の弾性波速度測定を行った。また、青色片岩を、高圧下で昇温しながら弾性波速度を測定し、脱水反応と弾性波速度の関係を調べた。細粒アルミナを焼鈍して熱クラックを生じさせ、弾性波速度の低下を詳細観察した。天然の花崗岩と蛇紋岩の高封圧下での電気伝導度（σ）は、ある圧力でクラックが閉じる挙動を示すが、試料によりその圧力は異なり，粒界構造の違いを反映していることを見出した。岩石・流体物性をフォワードに再現する数値モデルを構築し、地震波速度・電気伝導度のインバージョンを行う準備を行った。また、含水岩石物性を考慮したマントル対流シミュレーションを行い、地球様のプレート運動が再現される条件を制約した。地殻流体の組成の時間変化を捉えるための質量分析計を観測点に設置できるように改良した。マントルヘリウムを測定するための付属装置の開発を進めた。東北地方において，マグマ起源地殻流体の上昇域を明らかにするため，Cl-Br-Iを用いたマグマ，海水，続成流体の起源分離手法を検討した．また，兵庫県南部において，リモナイトを産する“赤水”湧水の分布調査を行い，有馬型熱水及び断層との関連性を検討した． 2016年熊本地震の強震動で阿蘇山体の透水性が増加したことで説明可能な河川の流量の増加を見出した．井戸の水理試験と長期水位観測で求めた中央構造線断層帯（MTL)の透水係数は、MTLの露頭で断層帯の距離ごとのサンプルから求めた既往研究と類似した値となり、MTLの複雑な透水構造が原位置試験でも示された。
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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、宮城県北部及び紀伊半島南部で3次元比抵抗解析、含水花崗岩や焼結極細粒多結晶体の弾性波速度・電気伝導度測定、無水・含水岩石の地震波速度・電気伝導度を再現する数値モデルを改良、熊本地震震源域周辺の温泉水・地下水の調査と分析、野島断層における揚水試験や地下水位連続観測からの透水係数の透水係数の推定など成果が上がっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
北上山地で補助観測を行い前弧側の3次元比抵抗モデル解析を行う。紀伊半島では長周期MTの補助観測を行い3次元解析を進める。東北地方の長周期MTデータ解析を進める。多結晶焼結体や天然岩石について、含水岩石の封圧下での弾性波速度，電気伝導度測定を行う。
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Research Products
(30 results)
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[Journal Article] High-precision in situ analysis of Pb isotopes in melt inclusions by LA-ICP-MS and application of independent component analysis2018
Author(s)
Hamada, M., Kimura, J.-I., Chang, Q., Hanyu, T., Ushikubo, T., Shimizu, K., Ito, M., Ozawa, T., and Iwamori, H.
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Journal Title
Geochem. J.
Volume: 52(1)
Pages: 69-74
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Extremely weak fault planes: An estimate of focal mechanisms from stationary seismic activity in the San’in district, Japan2018
Author(s)
Iio, Y., Kishimoto, S., Nakao, S., Miura, T., Yoneda, I., Sawada, M., and Katao, H.
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Journal Title
Tectonophysics
Volume: 723,
Pages: 136-148
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Author correction: Uplift of the central transantarctic mountains2018
Author(s)
Wannamaker, P., Hill, G., Stodt, J., Maris, V., Ogawa, Y., Selway, K., Boren, G., Bertrand, E., Uhlmann, D., Ayling, B., Green, A. M., and Feucht, D.
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Journal Title
Nat. Commun.
Volume: 9(1)
Pages: 740
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Progressive evolution of whole-rock composition during metamorphism revealed by multivariate statistical analyses2018
Author(s)
Yoshida, K., Kuwatani, T., Hirajima, T., Iwamori, H., and Akaho, S.
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Journal Title
J. Metamorph. Geol.,
Volume: 36(1)
Pages: 41-54
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Uplift of the central transantarctic mountains2017
Author(s)
Wannamaker, P., Hill, G., Stodt, J., Maris, V., Ogawa, Y., Selway, K., Boren, G., Bertrand, E., Uhlmann, D.,
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Journal Title
Nat. Commun.
Volume: 8(1)
Pages: 1588
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] 鳥取県西部地域における満点地震観測2017
Author(s)
飯尾能久,米田 格,澤田麻沙代,伊藤喜宏,片尾 浩,冨坂和秀,長岡愛理, 松本 聡,宮崎真大,酒井慎一,加藤愛太郎,林 能成,山品匡史, 大久保慎人,野口竜也,香川敬生
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Journal Title
防災研究所年報
Volume: 60 B
Pages: 382-389.
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