2011 Fiscal Year Annual Research Report
地殻流体の流れを視る：基礎実験
Publicly Offered Research
| Project Area | Geofluids: Nature and dynamics of fluids in subduction zones |
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| Project/Area Number |
22109505
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
隅田 育郎 金沢大学, 自然システム学系, 准教授 (90334747)
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| Keywords | マグマだまり / 熱侵食 / 鉱物粒子 / マグマ上昇 / 層状貫入岩体 |
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| Research Abstract |
マグマだまりが熱侵食により天井（母岩）を部分溶融しながら上昇する過程および沈降する鉱物粒子の影響を調べるためのモデル実験を行った。ここでメルト・鉱物粒子はワックス・ガラスビーズを用いてモデル化した。部分溶融した天井を構成する鉱物粒子のサイズを可変パラメータとして実験を行った。その結果、臨界サイズ0.1 mm以下では熱侵食が周期的に起きることが発見された。周期的な熱侵食は天井から沈降した粒子が十分に小さく沈降速度が遅いため、メルト層がけん濁し安定密度成層を形成するためと理解された。また画像解析により、熱侵食の速度は天井を構成する粒子サイズには依存しないことが分かった。さらに構成する粒子が異なる２つのサイズからなり、その内の少なくとも１つが臨界サイズ以下である場合、周期的な熱侵食が起き、その結果、縞状の堆積層が形成されることが分かった。そして私達の実験において周期的な熱侵食が起きる条件は無次元数、Buoyancy Number (B）を用いてB > 1と表せることを示した。同じ条件をマグマだまりに応用し、マグマだまりの上下の温度差、粒子サイズ、粘性率の関数でB>1となる条件を調べたところ、玄武岩質マグマの温度差が１℃の場合、代表的な粒子サイズが約0.6 mm以下になれば周期的な熱侵食が起こりうることを示した。マグマだまりにはしばしば層状の構造が見られるが、その成因は不明であった。私達は熱侵食によって層状の堆積構造が形成しうることを実証した。以上の主要な結果に加えて、粒子が異なる２つのサイズからなる場合については、そのサイズ・量比の組み合わせを変えた場合についても調べ、形成される堆積構造の違いを明らかにした。以上の結果は国際学会２件（招待１件）、国内学会２件（招待1件、１件は流体力学会の注目研究に選定された）で発表した。また査読つき国際雑誌に投稿し、途中経過は国内雑誌で発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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