地殻物性の異方性と弾性波動現象に関する地球工学的研究

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04452265
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 石井 吉徳 東京大学, 工学部, 教授 (40011142)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤永 好宣 東京大学, 工学部, 助手 (40010988) ; 加藤 俶史 東京大学, 工学部, 助手 (50010989) ; 六川 修一 東京大学, 工学部, 助教授 (50183710)
• Keywords: インバージョン / ART法 / 回折トモグラフィ / AVO / 透過波 / 異方性 / 反射振幅

Research Abstract

本年度は、地震トモグラフィ解析技術の実用化の問題点及び地殻物性解析技術の高度化を重点に研究を行った。波線論に基づくインバージョンでは多成分観測記録を用い、その主成分方向の解析および座標変換により初動部の明瞭化を試み、より高精度の解析を行った。その結果明瞭化された初動部より読み取った初動走時は、他の水平2成分及び垂直成分より早くなることがわかった。また坑井用受振器の回転の様子をモニターできること、波の屈折を考慮したインバージョンそのものにも有限波長を用いた探査ゆえの限界のあること等が明らかになった。一方波動の現象を利用した回折トモグラフィの研究では、インバージョン手法を数理的に攻究し、シミュレーションによってその有効性を検討した。更にこの方法で最も問題とされていた散乱場の抽出では、測定データの編集によって、平面波の入射と同等の理論を適用する方法を考案し、さらに二次元フーリエ変換により、波数ー周波数領域におけるフィルターによって直接波の除去法を考案した。この方法によって、回折トモグラフィは実用化に大きく前進したといえる。また、これらの手法の検証に当たっては透過波を用いた室内模型実験を用いたが、研究の過程で実験手法の確立をが図られるとともに透過波の基本的挙動を解明することができた。
一方、地殻物性の高精度測定では、探査技術で測定される物理データと地殻の物性値との関係をを解明するための基礎データを取得した。まず、入射反射波と地殻の不均質性あるいは水分の影響にともなうP波、S波のレスポンスの高精度測定技術の開発とそれを用いた地殻の異方性の基礎研究を行った。さらに地震反射法におけるAVOの基礎研究として、弾性的性質の異なる複数の媒質境界における波動の入射角度と反射振幅の関係を攻究した。その結果岩石の異方性に関し、従来にはない新しい情報の得られる可能性のあることが示唆された。