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物理法則―地球統計学の組み合わせによる金属鉱床品位の空間モデリングの深化

公募研究

研究領域スパースモデリングの深化と高次元データ駆動科学の創成
研究課題/領域番号 16H01545
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 複合領域
研究機関京都大学

研究代表者

小池 克明  京都大学, 工学研究科, 教授 (80205294)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2017年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2016年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード空間モデリング / クリギング / 移流拡散方程式 / 黒鉱鉱床 / 斑岩銅鉱床 / 海底熱水噴出域 / 熱水流動 / 鉱床形成 / 多変量解析 / 地球統計学 / 金属鉱床 / 品位分布 / 物理モデル / 形成プロセス
研究実績の概要

秋田県北鹿地域の黒鉱鉱床,インドネシア・スラウェシ島の斑岩銅鉱床でのボーリングによる地質と金属濃度のデータ解析を発展させるとともに,沖縄トラフ西端付近の複数地点で実施された海底ボーリングによる調査データの解析とコア試料の化学分析を行った。まず品位モデリングの精度向上として2つの地球統計学的手法を開発した。すなわち,品位データと地質データを主成分分析に取り入れ,元素間,および地質-元素間の相関性を考慮した手法(PCAK),および地質タイプごとに主要金属濃度のクリギング計算を行い,平行して作成した地質モデルと重ね合わせることで,各地質タイプの分布範囲にクリギング計算結果を合わせるという地質制約手法(KGC)である。これらの手法と従来の地球統計学的シミュレーション法による品位分布を比較したところ,KGCによれば高濃度部の品位推定がより正確になり,その分布形態も明瞭に表されることが確かめられた。次に,物理法則―地球統計学空間推定法SPGで用いる移流拡散方程式に関し,その境界条件とパラメータ分布の設定を改良した。これとKGCとの組合せ結果から,鉱液の流動形態と金属の濃集プロセスの解釈を深められた。斑岩銅鉱床ではデータの統計的性質に基づき,伝導型と移流拡散型のいずれかによる濃集プロセスの境界が特定できるようになった。
さらに,海底熱水噴出域での解析ではボーリング数とデータ量が陸域鉱床域よりも格段に少ないので,シミュレーション法の1つである回転バンド法をPCAK,KGCに適用した。銅,鉛,亜鉛,金,銀を解析の対象としたところ,これらを統合した高濃度部の特徴が第一主成分に現れていることがわかった。主成分値とSPGの組合せによる金属濃度の空間分布から熱水の主要パスと周辺の支脈パスの形態が見出されたとともに,鉱床に関連した熱水変質鉱物の安定化温度を用いて,海底下の鉱床形成温度環境を推測できた。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 7件)

  • [国際共同研究] 雲南財経大学(中国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] バンドン工科大学(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] サンパウロ大学(ブラジル)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] 雲南財経大学(中国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] バンドン工科大学(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] サンパウロ大学(ブラジル)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Spatial simulation and characterization of three-dimensional fractures in Gejiu tin district, southwest China, using GEOFRAC2018

    • 著者名/発表者名
      C. Liu, T. Kubo, L. Lei, K. Koike, W. Zhu
    • 雑誌名

      Natural Resources Research

      巻: 27 号: 1 ページ: 99-108

    • DOI

      10.1007/s11053-018-9381-8

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Identifying Fluid paths and its incorporation into geostatistical frade modelling in hydrothermal metal deposits2017

    • 著者名/発表者名
      L. Lu, K. Koike, K. Kashiwaya, M.N. Heriawan
    • 雑誌名

      Proceedings of International Symposium on Earth Science and Technology 2017

      巻: 1 ページ: 416-419

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Geostatistical modeling of physical properties in a seafloor hydrothermal vent area2017

    • 著者名/発表者名
      V. Ribeiro de Sa, K. Ishizu, K. Koike, T. Goto, K. Suzuki
    • 雑誌名

      Proceedings of International Symposium on Earth Science and Technology 2017

      巻: 1 ページ: 72-75

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Geostatistics-based regional characterization of groundwater chemistry in a sedimentary rock area with faulted setting2016

    • 著者名/発表者名
      L. Lu, K. Kashiwaya, K. Koike
    • 雑誌名

      Environmental Earth Sciences

      巻: 75 号: 9 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1007/s12665-016-5619-0

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Towards physical-geostatistical modeling of metal grade in an ore deposit2016

    • 著者名/発表者名
      L. Lu, K. Koike, T. Kubo, K. Kashiwaya, Y. Tada, R. Yamada
    • 雑誌名

      Proceedings of International Symposium on Earth Science and Technology 2016

      巻: 1 ページ: 93-96

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Correlating physical and lithological properties in a seafloor hydrothermal vent area by geostatistical modeling2018

    • 著者名/発表者名
      Vitor Ribeiro de Sa
    • 学会等名
      資源・素材学会平成30年度春季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 鉱床での金属濃度の地球統計学的モデリングにおける地質情報利用の有効性2018

    • 著者名/発表者名
      切山拓也
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] 地質情報を考慮した地球統計学による鉱石品位モデリング精度の向上2017

    • 著者名/発表者名
      小池克明
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2017年大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
  • [学会発表] Spatial modeling by joint use of physical law and geostatistics for grade analysis in geofluid-caused ore deposit2017

    • 著者名/発表者名
      Lei Lu
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2017年大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
  • [学会発表] Preliminary geostatistical modeling of physical and chemical properties in a seafloor hydrothermal vent area in the Mid-Okinawa Trough2017

    • 著者名/発表者名
      Vitor Ribeiro de Sa
    • 学会等名
      GEOINFORUM-2017(第28回日本情報地質学会総会・講演会)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Integration of spatial models of resistivity and chemical concentration data by drillings for metal-grade imaging of a seafloor hydrothermal vent area2017

    • 著者名/発表者名
      Vitor Ribeiro de Sa
    • 学会等名
      資源・素材 & EARTH 2017 (札幌)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Towards accurate spatial modeling of hydrothermal-originated metal grade by a combination of geostatistics and physical law2017

    • 著者名/発表者名
      Lei Lu
    • 学会等名
      International Meeting on “High-Dimensional Data-Driven Science” (HD3-2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Identifying Fluid paths and its incorporation into geostatistical frade modelling in hydrothermal metal deposits2017

    • 著者名/発表者名
      小池克明
    • 学会等名
      International Symposium on Earth Science and Technology 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Geostatistical modeling of physical properties in a seafloor hydrothermal vent area2017

    • 著者名/発表者名
      Vitor Ribeiro de Sa
    • 学会等名
      International Symposium on Earth Science and Technology 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Towards physical-geostatistical modeling of metal grade in an ore deposit2016

    • 著者名/発表者名
      Lei Lu
    • 学会等名
      International Symposium on Earth Science and Technology 2016
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス
    • 年月日
      2016-12-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bayesian hierarchical approach combined with geostatistics for temperature modeling using a well-logging dataset2016

    • 著者名/発表者名
      Lei Lu
    • 学会等名
      35th IGC International Geological Congress
    • 発表場所
      Cape Town International Convention Centre
    • 年月日
      2016-08-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spatial modeling of metal contents in a kuroko-type deposit by joint use of geostatistics and physical law2016

    • 著者名/発表者名
      Lei Lu
    • 学会等名
      35th International Geological Congress
    • 発表場所
      Cape Town International Convention Centre
    • 年月日
      2016-08-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multiscale fracture system and permeability modeling of a granitic body with a case study of Toki granite2016

    • 著者名/発表者名
      久保大樹
    • 学会等名
      AOGS 13th Annual Meeting
    • 発表場所
      China National Convention Centre, Beijing
    • 年月日
      2016-08-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 地質空間モデリングにおける補助情報利用の有効性2016

    • 著者名/発表者名
      小池克明
    • 学会等名
      GEOINFORUM-2016(第27回日本情報地質学会総会・講演会)
    • 発表場所
      大阪市立大学田中記念館
    • 年月日
      2016-06-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 地球統計学と物理則を組み合わせた金属鉱床品位の空間モデリングの試み2016

    • 著者名/発表者名
      小池克明
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2016年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ
    • 年月日
      2016-05-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-26   更新日: 2018-12-17  

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