Seismic Constraint on the Fluid‐Bearing Systems Feeding Hakone Volcano, Central Japan
Seismic Constraint on the Fluid‐Bearing Systems Feeding Hakone Volcano, Central Japan
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日本中部箱根火山流体承载系统的地震约束
DOI：
10.1029/2020jb020341
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发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Sakai Shin'ichi
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kashiwagi Hirokazu;Nakajima Junichi;Yukutake Yohei;Honda Ryou;Abe Yuki;Sakai Shin'ichi
调查活火山下的异质结构对于更好地了解火山活动和更好地减轻火山风险非常重要。在日本中部，箱根火山最近出现了浅层地震群和深层低频地震（DLFE），这可能与地热或深层岩浆活动有关。为了对这座火山下方的补给系统进行成像，我们使用永久和密集分布的临时地震仪站记录的波形数据估计了3-DP波衰减结构。我们首先确定地震的拐角频率，然后进行联合反演，以获得衰减项（t*）和场地响应。最后反演ft * 值，以估计50公里深度的衰减结构。深度≤5 km处的高衰减区表明断裂带渗透有热液流体。大地测量观测揭示的高应变率区与5-10 km深度的高衰减体在空间上相关，这表明滞弹性变形在高衰减区中占主导地位。在箱根火山下10-20公里深处成像的中等衰减的近垂直体积连接到Mt.富士在深度≥30公里，通过一个近水平通道在深度约25公里。下地壳中的DLFE和与流体相关的活动，如上地壳中的地震群，都发生在这个体积中。因此，该区域被解释为一个含流体通道，允许岩浆流体上升到箱根火山。
Investigating heterogeneous structures beneath active volcanoes is important for better understanding of volcanic activity and improved mitigation of volcanic risk. In central Japan, Hakone volcano has recently shown shallow earthquake swarms and deep low‐frequency earthquakes (DLFEs), which are probably related to geothermal or deep magmatic activity. In order to image the feeding system beneath this volcano, we estimate 3‐DPwave attenuation structure using waveform data recorded at permanent and densely distributed temporary seismograph stations. We first determine corner frequencies of the earthquakes and then perform a joint inversion to obtain attenuation terms (t*) and site responses. Values oft* are finally inverted to estimate the attenuation structure to a depth of 50 km. High‐attenuation zones at depths ≤5 km suggest that fracture zones are permeated with hydrothermal fluids. A high–strain rate zone revealed by geodetic observations is spatially correlated with a high‐attenuation volume at depths of 5–10 km, suggesting that the anelastic deformation is dominant in the high‐attenuation zones. A subvertical volume of moderate attenuation that is imaged at depths of 10–20 km beneath Hakone volcano is connected to the top of a zone of partial melting beneath Mt. Fuji at depths ≥30 km through a subhorizontal channel at a depth of ~25 km. DLFEs in the lower crust and fluid‐related activity such as earthquake swarms in the upper crust occur in this volume. The zone is thus interpreted as a fluid‐bearing pathway, which allows the rise of magmatic fluids to Hakone volcano.
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