Clarification of true pictures of geofluids and their roles on the dynamics of the inland crust

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Crustal dynamics-Unified understanding of intraisland deformation after the great Tohoku-oki earthquake-
• Project/Area Number: 26109006
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Iio Yoshihisa 京都大学, 防災研究所, 教授 (50159547)
• 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, 学術研究部都市デザイン学系, 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 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 東京大学, 地震研究所, 教授 (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) ; 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)
• Project Period (FY): 2014-07-10 – 2019-03-31
• Keywords: 地震波速度 / 電気伝導度 / クラック / 含水量 / 有馬型塩水

Outline of Final Research Achievements

Regarding geofluid distribution, flow and properties in the Japanese Islands, we estimated the distribution of geofluid by experiments and observational studies on seismic velocity-electrical conductivity of rock-fluid system, and clarified that the fluid dehydrated from the subducted slab ascends to the earth surface by geophysical-geochemical observation and numerical simulation. Geochemical observations and numerical simulations revealed that these deep fluids are high-salt and high 3He / 4He fluids represented by Arima-type saltwater, and that they are distributed along the Arima area and the Median Tectonic Line in the Kii Peninsula. The flux of deep fluid in the fault zone was estimated through physical measurement of flow rate and water pressure and measurement of chemical and isotopic composition.

Free Research Field

地震学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

新潟―中部山岳―神戸に至る地域においては、太平洋とフィリピン海プレートの両方から流体が供給されることが、歪集中や山地形成の原因になったことが定量的に示されたことは、内陸地震発生の長期評価・予測の向上に資する重要な成果である。観測された地震波速度と電気伝導度の空間変化が流体連結度の違いにより説明されることを実験データに基づき明らかにしたことは、地下の亀裂の実態に迫る重要な成果である。これまでよくわかっていなかった断層帯での現位置での透水係数を様々な手法により推定できたことは、地震の発生に関する地殻流体の役割を検討するための大きな進展である。