地殻流体の電磁イメージング

2013 年度 研究成果報告書

• 研究領域: 地殻流体： その実態と沈み込み変動への役割
• 研究課題/領域番号: 21109003
• 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: 理工系
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 小川 康雄 東京工業大学, 火山流体研究センター, 教授 (10334525)
• 研究分担者: 藤田 清 大阪大学, 工学系研究科, 教授 (00283862) ; 神田 径 東京工業大学, 火山流体研究センター, 准教授 (00301755) ; 松島 政貴 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (20242266) ; 芳野 極 岡山大学, 地球物質科学研究センター, 准教授 (30423338) ; 藤 浩明 京都大学, 理学研究科, 准教授 (40207519) ; 上嶋 誠 東京大学, 地震研究所, 准教授 (70242154) ; 市來 雅啓 東北大学, 理学研究科, 助授 (80359182) ; 小山 崇夫 東京大学, 地震研究所, 助授 (00359192)
• 研究期間 (年度): 2009-07-23 – 2014-03-31
• キーワード: 比抵抗 / 流体 / 高温高圧岩石実験 / MT観測

研究概要

東北日本弧の中央部に位置する宮城県鳴子周辺で電磁気観測を高密度に行い、地殻・上部マントルの3 次元比抵抗構造を推定した。活動的な火山である鳴子や鬼首では、地殻深部から地表に向かう鉛直状の低比抵抗異常が解明された。この低比抵抗体は、その上面がほぼ脆性塑性境界に対応することから、メルトではなく高塩濃度の流体だまりであろう。マントルに関しては、沈み込むプレートの上面から低比抵抗体が立ち上がり、その延長が脊梁山地に向かうものと、さらに分岐して日本海側の火山列に至るものが見いだされた。下部地殻条件の含水岩石実験からは、これらの低比抵抗を説明するために、高塩濃度の塩水の存在が必要であることがわかった。

研究成果

• [雑誌論文] A 3-D electrical resistivity model beneath the focal zone of the 2008 Iwate-Miyagi Nairiku earthquake (M 7.2) (2014)
  • 著者名/発表者名: Ichihara, H., S.Sakanaka, M.Mishina, M.Uyeshima, T.Nishitani, Y.Ogawa, Y.Yamaya, T.Mogi, K.Amita and T.Miura
  • 雑誌名: Earth Planets Space 巻: 66 (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] A 3-D resistivity model of the Australian continent using magnetometer array data (2014)
  • 著者名/発表者名: Wang, L., A.Hitchman, Y.Ogawa, W.Siripunvaraporn, M.Ichiki,, K.Fuji-ta
  • 雑誌名: Geophys. J. Int. 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three- dimensional resistivity structure and magma plumbing system of the Kirishima volcanoes as inferred from broad-band magnetotelluric data (2014)
  • 著者名/発表者名: Aizawa, K., T.Koyama, H.Hase, M.Uyeshima, W.Kanda, M.Utsusgi, R.Yoshimura, Y.Yamaya, T.Hashimoto, K.Yamazaki, S.Komatsu, A.Watanabe, K.Miyakawa, Y.Ogawa
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 巻: 119
  • DOI: 10.1002/2013JB010682
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical conductivity of brine-bearing quartzite at 1 GPa : implications for fluid content and salinity of the crust (2014)
  • 著者名/発表者名: Shimojuku, A., Yoshino, T.and Yamazaki, D.
  • 雑誌名: Earth Planets Space 巻: 65 ページ: 2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-Dimensional Electro-magnetic Imaging of Fluids and Melts Beneath the NE Japan Arc Revisited by Geomagnetic Transfer Function Data (2014)
  • 著者名/発表者名: Kanda, W. and Ogawa, Y.
  • 雑誌名: Earth Planets Space 巻: 66 ページ: 39
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-dimensional electrical conductivity structure beneath Australia from inversion of geomagnetic observatory data - Evidence for lateral variations in transition-zone temperature, water content, and melt (2014)
  • 著者名/発表者名: Koyama, T., A.Khan, and A.Kuvshinov
  • 雑誌名: Geophys. J. Int. 巻: 196, 3 ページ: 1330-1350
  • 査読あり
• [雑誌論文] Changes in electrical resistivity track changes in tectonic plate coupling (2013)
  • 著者名/発表者名: Heise, W., T.G.Caldwell, E.A.Bertrand, G.J.Hill, S.L.Bennie, and Y.Ogawa
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett. 巻: 40 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1002/grl.50959
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rapid changes in the electrical state of the 1999 Izmit earthquake rupture zone (2013)
  • 著者名/発表者名: Honkura, Y., N.Oshiman, M.Matsushima, S.Baris, M.Kemal Tuncer, S.Bulent Tank, C.Celik, and E.T.Ciftci
  • 雑誌名: Nature Commun. 巻: 4
  • DOI: 10.1038/ncomms3116
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical characterization of the North Anatolian Fault zone in the Marmara Sea, Turkey by ocean Bottom electromagnetic method (2013)
  • 著者名/発表者名: Kaya, T., T.Kasaya, S.B.Tank, Y.Ogawa, M.K.Tuncer, N.Oshiman, Y.Honkura, M.Matsushima
  • 雑誌名: Geophys. J. Int. 巻: 193 ページ: 664-677
  • 査読あり
• [雑誌論文] Circularly polarised electric fields associated with seismic waves generated by blasting (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsushima, M., Y.Honkura, M.Kuriki, and Y.Ogawa
  • 雑誌名: Geophys. J. Int. 巻: 194 ページ: 200-211
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-dimensional inversion of magnetotelluric phase tensor data (2013)
  • 著者名/発表者名: Patro, P.K., M.Uyeshima, and W.Siripunvaraporn
  • 雑誌名: Geophys. J. Int. 巻: 192 ページ: 58-66
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical conductivity of mantle minerals : Role of water in conductivity anomalies (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshino, T., T.Katsura
  • 雑誌名: Annu. Rev. Earth Planet. Sci. 巻: 41 ページ: 605-628
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluid upwelling beneath arc volcanoes above the subducting Philippine Sea Plate : Evidence from regional electrical resistivity structure (2012)
  • 著者名/発表者名: Hata, M., Oshiman, N., Yoshimura, R., Tanaka, Y., and Uyeshima, M.
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 巻: VOL.117 ページ: B07203
  • DOI: 10.1029/2011JB009109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of temperature, pressure and iron content on the electrical conductivity of olivine and its high-pressure polymorphs (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshino, T., A.Shimojuku, S.Shan, X.Guo, D.Yamazaki, E.Ito, Y.Higo, K.Funakoshi
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 巻: 117 ページ: B08205
  • DOI: 10.1029/2011JB008774
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical conductivity of enstatite as a function of water content : implications for the electrical structure in the upper mantle (2012)
  • 著者名/発表者名: Zhang, B., T.Yoshino, X.Wu, T.Matsuzaki, S.Shan, T.Katsura
  • 雑誌名: Earth Planet. Sci. Lett. 巻: 357-358 ページ: 11-20
  • 査読あり
• [雑誌論文] A regularized three-dimensional magnetotelluric inversion with a minimum gradient support constraint (2012)
  • 著者名/発表者名: Zhang, L., T.Koyama, H.Utada, P.Yu, and J.Wang
  • 雑誌名: Geophys. J. Int. 巻: vol.189, no.1 ページ: 296-316
  • 査読あり
• [雑誌論文] Variations in electrical conductivity of rocks above metamorphic conditions (2011)
  • 著者名/発表者名: Fuji-ta, K, Katsura, T., Ichiki, M., Matsuzaki, T., Kobayashi, T.
  • 雑誌名: Tectonophysics 巻: 504 ページ: 116-121
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical conductivity anisotropy of deformed talc rocks and serpentinites at 3 Gpa (2011)
  • 著者名/発表者名: Guo, X., Yoshino, T., Katayama, I.
  • 雑誌名: Phys. Earth Planet. Inter. 巻: 188 ページ: 69-81
  • 査読あり
• [雑誌論文] A fault-zone conductor beneath a compressional inversion zone, northeastern Honshu, Japan (2011)
  • 著者名/発表者名: Ichihara, H., M.Uyeshima, S.Sakanaka, T.Ogawa, M.Mishina, Y.Ogawa, T.Nishitani, Y.Yamaya, A.Watanabe, Y.Morita, R.Yoshimura, Y.Usui
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett. 巻: 38 ページ: L09301
  • DOI: 10.1029/2011GL047382
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tsunami signals from the 2006 and 2007 Kuril earthquakes detected at a seafloor geomagnetic observatory (2011)
  • 著者名/発表者名: Toh, H., K.Satake, Y.Hamano, Y.Fujii, and T.Goto
  • 雑誌名: J. Geophys. Res.
  • DOI: 10.1029/2010JB007873
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unstable graphite films on grain boundaries in crustal rocks (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshino, T., Noritake, F.
  • 雑誌名: Earth Planet. Sci. Lett. 巻: 306 ページ: 186-192
  • 査読あり
• [雑誌論文] A heating process of Kuchi-erabu-jima volcano, Japan, as inferred from geomagnetic field variations and electrical structure (2010)
  • 著者名/発表者名: Kanda, W., M.Utsugi, Y.Tanaka, T.Hashimoto, I.Fujii, T.Hasenaka, N.Shigeno
  • 雑誌名: J. Volcanol. Geotherm. Res. 巻: 189 ページ: 158-171
  • DOI: 10.1016/j.jvolgeores.2009.11.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Laboratory electrical conductivity measurement of mantle minerals (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshino, T.
  • 雑誌名: Survey in Geophysics 巻: 31 ページ: 163-206
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical conductivity of mantle peridotite at the uppermost lower mantle condition (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshino, T., T.Katsura, D.Yamazaki and E.Ito
  • 雑誌名: J. Phys. Conf. Ser. 巻: 215 ページ: 012102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Groundwater flow and hydrothermal systems within volcanic edifices : Delineation by electric self-potential and magnetotellurics (2009)
  • 著者名/発表者名: Aizawa, K., Y.Ogawa, and T.Ishido
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 巻: 114 ページ: B01208
  • DOI: 10.1029/2008JB005910
  • 査読あり
• [雑誌論文] A model for observed circular polarized electric fields coincident with the passage of large seismic waves (2009)
  • 著者名/発表者名: Honkura, Y., Y.Ogawa, M.Matsushima, S.Nagaoka, N.Ujihara, and T.Yamawaki
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 巻: 114 ページ: B10103
  • DOI: 10.1029/2008JB006117
  • 査読あり
• [雑誌論文] An overview of electrical conductivity structures of the crust and upper mantle beneath the northwestern Pacific, the Japanese Islands, and continental East Asia (2009)
  • 著者名/発表者名: Ichiki, M., K.Baba, H.Toh and K.Fuji-ta
  • 雑誌名: Gondwana Res. 巻: 16 ページ: 545-562
  • 査読あり
• [雑誌論文] The fluid and deformation regime of an advancing subduction system ; Marlborough (2009)
  • 著者名/発表者名: Wannamaker, P.E., T.G.Caldwell, G.R.Jiracek, V.Maris, G.J.Hill, Y.Ogawa, H.M.Bibby, S.B.Bennie, and W.Heise
  • 雑誌名: New Zealand, Nature 巻: 460 ページ: 733-U90
  • DOI: 10.1038/nature08204
  • 査読あり
• [学会発表] Three dimensional resistivity structure under Quaternary calderas in NE Japan (2014)
  • 著者名/発表者名: Ogawa, Y., Ichiki, M., Kanda, W.
  • 学会等名: Geofluid3 symposium
  • 発表場所: Tokyo Institute of Technology
  • 年月日: 2014-03-01
  • 招待講演
• [学会発表] Variation in Electrical conductivity of Rhyolitic melt (2014)
  • 著者名/発表者名: K.Fuji-ta, S.Yamashita, T.Yoshino, M.Seki, M.Ichiki, A.Shimojuku, Y.Wada
  • 学会等名: Geofluid-3 Symposium
  • 発表場所: 東京工業大学、日本
  • 年月日: 2014-03-01
  • 招待講演
• [学会発表] Electrical conductivity of partial molten peridotite : effects of volatile components and shear deformation (2014)
  • 著者名/発表者名: T.Yoshino, B.Zhang
  • 学会等名: Geofluid 3 : Nature and Dynamics of Fluids in Subduction Zones Symposium
  • 発表場所: Tokyo Tech
  • 年月日: 2014-03-01
  • 招待講演
• [学会発表] Structure of the Tongariro Volcanic Complex Magmatic System, New Zealand : Insights from Magnetotelluric Imagining (2013)
  • 著者名/発表者名: Graham J. Hill, T. Grant Caldwell, Yasuo Ogawa, Hugh M Bibby, Stewart L Bennie, Edward A Bertrand, Harry Keys
  • 学会等名: IAVCEI
  • 発表場所: 鹿児島
  • 年月日: 2013-07-23
  • 招待講演
• [学会発表] Network-MT 法の紹介-広域深部電気伝導度構造解明を目指して- (2013)
  • 著者名/発表者名: 上嶋誠
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 千葉県幕張
  • 年月日: 2013-05-22
  • 招待講演
• [学会発表] 鳴子周辺カルデラ地域の地殻深部比抵抗異常と地震波速度構造 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小川康雄・岡田知己
  • 学会等名: 地殻流体研究会
  • 発表場所: 修善寺
  • 年月日: 2013-03-03
  • 招待講演
• [学会発表] 電気伝導度から見た地球内部の水 (2012)
  • 著者名/発表者名: 芳野極
  • 学会等名: 第60回日本地球化学会年会
  • 年月日: 2012-09-12
  • 招待講演
• [学会発表] Electrical conductivity of volatile-bearing partial molten peridotite (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Yoshino
  • 学会等名: AOGS-AGU (WPGM) Joint Assembly
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2012-08-16
  • 招待講演
• [学会発表] Variation in Electrical Conductivity of Hydrous Rock and Mineral (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Fuji-ta, T.Katusra, M.Ichiki, and M.Seki
  • 学会等名: Joint Symposium of Misasa-2012 and Geofluid 2
  • 発表場所: 鳥取県・三朝町、日本
  • 年月日: 2012-03-19
  • 招待講演
• [学会発表] Three-dimensional electro-magnetic imaging of fluids in NE Japan and its seismological and volcanological implications (2012)
  • 著者名/発表者名: Y.Ogawa, H.Fukino, M.Ichiki, W.Kanda
  • 学会等名: Geofluid2 workshop
  • 発表場所: Misasa
  • 年月日: 2012-03-18
  • 招待講演
• [学会発表] Effect of volatile components on electrical conductivity of mantle materials (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Yoshino, T.Katsura, A.Shimojuku
  • 学会等名: AGU fall meeting 2011
  • 発表場所: San Francisco
  • 年月日: 2011-12-07
  • 招待講演
• [学会発表] Origin of lithosphere-asthenosphere boundary inferred from laboratory conductivity measurements (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Yoshino
  • 学会等名: Workshop on "Ocean Mantle Dynamics : From Spreading Center to Subduction Zone"
  • 発表場所: Kashiwa
  • 年月日: 2011-10-04
  • 招待講演
• [学会発表] Effect of volatile components on electrical conductivity of the deep mantle (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Katsura, T.Yoshino
  • 学会等名: IUGG 2011
  • 発表場所: Melborne
  • 年月日: 2011-07-02
  • 招待講演
• [学会発表] Electromagnetic geoflud imaging of NE Japan (2011)
  • 著者名/発表者名: Ogawa,Y.
  • 学会等名: international symposium on geofluids, Geofluid1
  • 発表場所: Tokyo Institute of Technology
  • 年月日: 2011-03-17
  • 招待講演
• [学会発表] Origin of the low velocity zone : perspectives of electrical conductivity and melt morphology (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Yoshino
  • 学会等名: AGU Fall meeting
  • 発表場所: San Francisco
  • 年月日: 20101200
  • 招待講演
• [学会発表] Laboratory-based conductivity structure in the mantle (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Yoshino
  • 学会等名: WPGM
  • 発表場所: Taipei
  • 年月日: 20100600
  • 招待講演
• [学会発表] Laboratory-based conductivity structure in the mantle transition zone (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Yoshino, T.Katsura, K.Baba, H.Utada
  • 学会等名: EGU
  • 発表場所: Vienna
  • 年月日: 20100500
  • 招待講演
• [学会発表] 流体を含む岩石の電気伝導度 (2010)
  • 著者名/発表者名: 芳野極
  • 学会等名: 地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張国際会議場
  • 年月日: 20100500
  • 招待講演
• [図書] Earthquake Research and Analysis - Seismology, Seismotectonic and Earthquake Geology (2012)
  • 著者名/発表者名: Toh, H.and T.Minami
  • 総ページ数: 370
  • 出版者: InTech
• [図書] Geomagnetic Observations and Models (2011)
  • 著者名/発表者名: Rasson, J.L., H.Toh and D.Yang
  • 総ページ数: 343
  • 出版者: Springer
• [図書] 太陽地球系科学 地球内部の電気伝導度(第11章分担執筆)(地球電磁気・地球惑星圏学会学校教育WG 編) (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤浩明
  • 総ページ数: 320
  • 出版者: 京都大学学術出版会
• [図書] Seafloor Observatories - A New Vision of the Earth from the Abyss
  • 著者名/発表者名: Toh, H.and Y.Hamano
  • 総ページ数: 500
  • 出版者: Springer (in press)(予定)
• [図書] Seafloor Observatories - A New Vision of the Earth from the Abyss
  • 著者名/発表者名: Toh, H.and A.De Santis
  • 総ページ数: 500
  • 出版者: Springer (in press)(予定)
• [備考]
  • URL: http://www.geofluids.titech.ac.jp/index.html
• [産業財産権] つまり検出システム (2012)
  • 発明者名: 卜楠、市來雅啓、上野 直宏
  • 権利者名: 卜楠、市來雅啓、上野 直宏
  • 産業財産権番号: 特許第5083956 号
  • 取得年月日: 2012-09-14