海底孔内計測と深海掘削試料の総合によるプレート沈み込み帯の現行地質過程の解明

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10740237
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 斎藤 実篤 東京大学, 海洋研究所, 助手 (40292859)
• キーワード: プレート沈み込み帯 / 孔内計測 / ODP / 堆積物 / 圧密 / 流体移動

研究概要

本研究では準備作業として、国際深海掘削計画(ODP)で得られた掘削コアデータ、孔内計測データの中から、特にプレート沈み込み帯に焦点を絞り、データの系統的収集、整理を行った。対象とした海域はバルバドス沖、コスタリカ沖、日本海溝、南海トラフである。収集・整理したデータの品質を検査した後に、コアの岩相、変形構造、流体組成と孔内計測による現場物性データとを精密に対比する作業を行った。
データ処理・対比作業の結果をもとに、以下のようなデータ解析と解釈を行った。
(1)堆積物の圧密と歪の決定とそのモデル化
プレート沈み込み帯での堆積物の圧密を理論的、および解析的な手法で正規圧密、テクトニック圧密、過剰荷重圧密の3成分に分離し、プレート沈み込み方向に沿った変化、地域による変化を算出した。この結果、過剰荷重圧密成分が、最も重要な寄与成分であることが判明した。また、堆積物の圧密量から歪速度を算出し、堆積物の種類や層厚、プレート沈み込み様式対応関係を評価した。
(2)堆積物の体積変化率、透水率、間隙水圧から理論的および解析的に流体移動量を見積もり、岩相や地域による変化を評価し、プレート沈み込み帯内の流体移動様式に制約を与えた。その結果、珪質な化石層の存在が流体の排出源と流路として重要な役割を果たしていることが判明した。また、孔内計測データから解析した流体排出量は、コア試料の実験結果に基づく流体排出量よりも1桁大きいことが判明した。

研究成果

• [文献書誌] Saneatsu Saito: "Major and trace element geochemistry of sediments from East Greenland Continantal Rise"Proc. ODP, Scientific Results. 152. 19-28 (1998)
• [文献書誌] Goldberg,D. and Saito,S.: "Detection of gas hydrates using downhole logs"Geological Society, London, Special Publication. 137. 129-132 (1998)
• [文献書誌] Moore,J.C., Klaus,A., Saito,S., and others: "Consolidation patterns during initiation and evolution of a plate-boundary decollement zone : Northern Barbados accretionary prism"Geology. 26. 811-814 (1998)
• [文献書誌] Taira,A., Saito,S., Aoike,K., Morita,S., and others: "Nature and growth rate of the Northern Izu-Ogasawara arc crust and their implications to continental crust formation"The Island Arc. 7. 395-407 (1998)
• [文献書誌] 斎藤実篤: "深海掘削と孔内計測 -孔内観測ステーションの設置に向けて-"科学技術ジャーナル. v.8,no.7. 22-23 (1999)
• [文献書誌] 江口暢久,斎藤実篤,平 朝彦: "ジョイデス・レゾリューション横浜寄港"海洋調査技術科学誌. 11. 43-46 (1999)
• [文献書誌] Silver,E., Kimura,G., Blum,P., and Leg170 Shipboard Party: "Proc. ODP, Initial Reports, 170"College Station, TX(Ocean Drilling Program). 458 (1998)
• [文献書誌] Moore,J.C., Klaus,A., and Leg 171 A Shipboard Party: "Proc.ODP ,Initial Reports, 171A"College Station, TX(Ocean Drilling Program). 106 (1998)