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2018 年度 実績報告書

地殻流体の実態と島弧ダイナミクスに対する役割の解明

計画研究

研究領域地殻ダイナミクス ー東北沖地震後の内陸変動の統一的理解ー
研究課題/領域番号 26109006
研究機関京都大学

研究代表者

飯尾 能久  京都大学, 防災研究所, 教授 (50159547)

研究分担者 小川 康雄  東京工業大学, 理学院, 教授 (10334525)
渡邊 了  富山大学, 学術研究部都市デザイン学系, 教授 (30262497)
田中 秀実  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 講師 (40236625)
角森 史昭  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (60291928)
梅田 浩司  弘前大学, 理工学研究科, 教授 (60421616)
石川 正弘  横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 教授 (70232270)
岩森 光  東京大学, 地震研究所, 教授 (80221795)
松本 則夫  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 研究グループ長 (80358051)
市來 雅啓  東北大学, 理学研究科, 助教 (80359182)
研究期間 (年度) 2014-07-10 – 2019-03-31
キーワード地震波速度 / 電気伝導度 / クラック / 含水量 / 有馬型塩水
研究実績の概要

天然岩石を出発物質とした焼結多結晶体の弾性波速度測定、および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い,地球物理学的観測データの新しい解釈を進めた。その結果、(1) 島弧下の地殻・マントルにおける構成岩石やその空間分布、(2)地殻内には流体を含むクラックが存在し開口の大きな部分がチューブ状に連結していること、などを推定した。また、火山岩の溶岩組成分析とその統計解析から、日本列島に供給される深部流体は、沈み込むプレートの性質に応じて島弧沿いに系統的に変化し、特にフォッサマグナ付近を堺として西南日本と東北日本で明瞭な差異が存在することが分かった。東北全域のマントルウェッジおよび北上山地で3次元比抵抗構造解析を行い、上部地殻の岩体分布、前弧下部地殻の流体分布、プレート境界の深度70-80㎞での高電導体の存在を明らかにし、日本列島地下での流体やマグマ活動を制約した。
地下ガスの3He/4He比が高く地下ガスが深部流体起源である本宮観測点の深さ1000mの観測井戸において、野外質量分析装置を設置し、地下ガスの連続分析を実施した。地下水中のヘリウム同位体を計測対象とした研究について、ヘリウムの連続観測およびフラックス計測の観点で検討を行った。長野県大鹿村鹿塩温泉周辺において、周辺の河川水に含まれる深部流体成分の把握・河川流量の観測により、地下深部から地表への深部流体成分の流量を求めた。さらに、阪神地域において深部流体に含まれるCO2による地下水の “赤水”化の分布及び湧出水の化学・同位体組成に関する調査を行った。深部流体の動的パラメタ-の推定に資するため、花崗岩類の深井戸の原位置での透水係数の文献調査を行ない、高温岩体の水圧破砕前の透水性は10^-17m2程度、土岐花崗岩の場合は4.7 x 10^-19が最も低い透水係数であることが分かった。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2018

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Random network model of electrical conduction in two-phase rock2018

    • 著者名/発表者名
      Fuji-ta, K., Seki, M., and Ichiki, M.
    • 雑誌名

      Mineral. Petrol.

      巻: 112(6) ページ: 857-864

    • DOI

      10.1007/s00710-018-0585-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Geochemical database of japanese islands for basement rocks2018

    • 著者名/発表者名
      Haraguchi, S., Ueki, K., Yoshida, K., Kuwatani, T., Mohamed, M., Horiuchi, S., and Iwamori, H.
    • 雑誌名

      The Journal of the Geological Society of Japan

      巻: 124(12) ページ: 1049-1054

    • DOI

      10.5575/geosoc.2018.0027

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Trace-element characteristics of east-west mantle geochemical hemispheres2018

    • 著者名/発表者名
      Iwamori, H., Nakamura, H., Yoshida, M., Nakagawa, T., Ueki, K., Nakao, A., Nishizawa, T., and Haraguchi, S.
    • 雑誌名

      C.R. Geosci.

      巻: 0 ページ: 0

    • DOI

      10.1016/j.crte.2018.09.007

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The relationship between s-wave reflectors and deep low-frequency earthquakes in the northern kinki district, southwestern japan2018

    • 著者名/発表者名
      Katoh, S., Iio, Y., Katao, H., Sawada, M., Tomisaka, K., Miura, T., and Yoneda, I.
    • 雑誌名

      Earth, Planets Space

      巻: 70(1) ページ: 0

    • DOI

      10.1186/s40623-018-0921-6

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] On the evolution of the water ocean in the plate-mantle system2018

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa, T., Iwamori, H., Yanagi, R., and Nakao, A.
    • 雑誌名

      Prog Earth Planet Sci.

      巻: 5(1) ページ: 0

    • DOI

      10.1186/s40645-018-0209-2

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Roles of hydrous lithospheric mantle in deep water transportation and subduction dynamics2018

    • 著者名/発表者名
      Nakao, A., Iwamori, H., Nakakuki, T., Suzuki, Y. J., and Nakamura, H.
    • 雑誌名

      Geophys. Res. Lett.

      巻: 45(11) ページ: 5336-5343

    • DOI

      10.1029/2017gl076953

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Marine magnetotelluric inversion with an unstructured tetrahedral mesh2018

    • 著者名/発表者名
      Usui, Y., Kasaya, T., Ogawa, Y., and Iwamoto, H.
    • 雑誌名

      Geophys. J. Int.

      巻: 214(2) ページ: 952-974

    • DOI

      10.1093/gji/ggy171

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Geofcm: A new method for statistical classification of geochemical data using spatial contextual information2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, K., Kuwatani, T., Yasumoto, A., Haraguchi, S., Ueki, K., and Iwamori, H.
    • 雑誌名

      J. Mineral. Petrol. Sci.

      巻: 113(3) ページ: 159-169

    • DOI

      10.2465/jmps.171127

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Resistivity characterisation of hakone volcano, central japan, by three-dimensional magnetotelluric inversion2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura, R., Ogawa, Y., Yukutake, Y., Kanda, W., Komori, S., Hase, H., Goto, T.-n., Honda, R., Harada, M., Yamazaki, T., Kamo, M., Kawasaki, S., Higa, T., Suzuki, T., Yasuda, Y., Tani, M., and Usui, Y.
    • 雑誌名

      Earth, Planets Space

      巻: 70(1) ページ: 0

    • DOI

      10.1186/s40623-018-0848-y

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 3次元電磁イメージングによる紀伊半島深部の流体分布2018

    • 著者名/発表者名
      木下 雄介、小川 康雄、市來 雅啓、藤田 清士、山口 覚、梅田 浩司、浅森 浩一
    • 学会等名
      地球惑星科学連合大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Chemical geodynamics based on statistical analyses and forward simulation2018

    • 著者名/発表者名
      Iwamori, H.
    • 学会等名
      JpGU.
    • 招待講演
  • [学会発表] 水理試験と地下水圧観測から推定した原位置での断層帯の透水係数2018

    • 著者名/発表者名
      松本 則夫、重松 紀生
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2018年大会
  • [学会発表] Imaging subduction interface coupling using magnetotellurics: Hikurangi Margin, New Zealand2018

    • 著者名/発表者名
      Heise, T. G. Caldwell, E.A. Bertrand, Y. Ogawa, R. Yoshimura, H. Ichihara, S.L Bennie, Z. Saito, K. Seki, Y. Matsunaga, A. Suzuki, Y. Kinoshita and T. Kishita
    • 学会等名
      AGU fall meeting
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 内陸地震、教育現場の防災読本2018

    • 著者名/発表者名
      飯尾能久(分担執筆)
    • 総ページ数
      618
    • 出版者
      京都大学出版会
    • ISBN
      9784814001651
  • [図書] 地震・地殻変動と流体、図説 地球科学の事典2018

    • 著者名/発表者名
      飯尾能久(分担執筆)
    • 総ページ数
      248
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254160727

URL: 

公開日: 2021-01-27  

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