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地殻内の流体移動解明に向けた岩石物性研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K05628
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 固体地球惑星物理学
研究機関富山大学

研究代表者

渡邊 了  富山大学, 学術研究部都市デザイン学系, 教授 (30262497)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード地震波速度 / 電気伝導度 / 岩石物性 / 水 / クラック / 流体 / 地震 / 浸透率 / 地殻 / 岩石 / 輸送特性
研究成果の概要

封圧下での含水岩石の弾性波速度・電気伝導度同時測定,SEMによる空隙の微細構造観察を行った。圧力増加に伴いクラックはほとんど閉じるが,開口の大きな部分は閉じ残る。このような閉じ残り部分が,高圧での地震波速度,電気伝導度を支配していることを明らかにした。また,数値実験によって,25%以上の粒界で開口の大きな部分が連結していれば,流体の連結したネットワークが形成されることを示した。地殻内に存在するクラックにおいても,開口の大きな部分がチューブ状に連結しているはずである。このような空隙構造を考えれば,地殻で観測されている10%程度の地震波速度変化,4桁以上の電気伝導度変化を同時に説明できる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

地殻内部には,さまざまなサイズのクラックが存在しており,開口もクラック内で大きく変化しているはずである。地殻内のクラックにおいても,開口の大きな部分が閉じ残っているはずである。この閉じ残りが,地震波速度や電気伝導度を支配していると考えられる。物性測定と微細構造観察を通して,地殻流体に具体的なイメージを与えたことにより,観測量から流体量を推定することが可能になった。地殻流体は,地殻の変形や地震活動に大きな影響を与えている。流体分布を具体的に推定することは,地震発生の場を理解することであり,地殻における地震活動の深い理解につながると考えている。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Elastic wave velocity and electrical conductivity in a brine-saturated rock and microstructure of pores2019

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Tohru、Makimura Miho、Kaiwa Yohei、Desbois Guillaume、Yoshida Kenta、Michibayashi Katsuyoshi
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 71 号: 1 ページ: 129-129

    • DOI

      10.1186/s40623-019-1112-9

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Fluid distribution in the crust - inference from seismic velocity and electrical conductivity2019

    • 著者名/発表者名
      渡辺 了,吉田健太
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 地震波速度・電気伝導度から推定される地殻内の流体分布2019

    • 著者名/発表者名
      渡辺 了,富岡愛梨奈,吉田健太,Debois Guillaume
    • 学会等名
      日本地質学会第126年(2019年)山口大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A new apparatus for measuring elastic wave velocity, electrical conductivity and permeability of fluid-saturated rocks at various confining and pore-fluid pressures2018

    • 著者名/発表者名
      渡辺 了,片境 悠,荒舘佳子
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2018年大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] A new apparatus for measuring elastic wave velocity, electrical conductivity and permeability of fluid-saturated rocks at various confining and pore-fluid pressures2018

    • 著者名/発表者名
      片境 遥,荒舘佳子,渡邊 了
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2018年大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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