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海底熱水鉱床の成因解明のための熱水流動シミュレーション法の開発と応用

阐明海底热液矿床成因的热液流模拟方法的开发与应用

基本信息

批准号：
21J14739
负责人：
冨田昇平
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

熱水鉱床の形成プロセスおよび形成条件を明らかにするのを目的として、温度検層・熱流束データ・掘削データ・噴出熱水および海水の化学組成などの調査データが豊富な沖縄トラフ伊是名海穴を対象に、反応輸送シミュレーションを適用した。反応輸送シミュレーションでは、熱と流体の流れ・溶質輸送・化学反応が考慮でき、鉱物の沈殿・溶解を定量的に評価することができる。反応輸送シミュレーションによって海底熱水鉱床の形成プロセスを明らかにするためには、鉱床形成を引き起こす深部熱水の化学組成を明らかにする必要がある。しかしながら、海底下数kmの深部熱水を採取し化学組成を測定することは不可能であるため、地球化学計算による推定が必要である。そこで本研究では、深部熱水の化学組成を推定することを目的に、海水が海底下を流下して高温熱水となる過程を模した一次元反応・輸送シミュレーションを実施した。シミュレーションでは、対象領域内の非熱水地域で得られたボーリングデータに基づいて母岩の化学組成を与え、水・岩石反応を考慮することにより熱水の化学組成変化を再現した。シミュレーションの結果、水・岩石反応に伴う流体の化学組成変化が明らかとなり、海底下の深部熱水の化学組成を推定することができた。次に、上記のシミュレーションで得られた深部熱水を境界条件として与え、熱水が深部から海底面に向かって上昇し、噴出する過程を模した一次元数値モデルを構築し、反応輸送シミュレーションを実施した。シミュレーションの結果、熱水の上昇に伴って圧力が低下し、海底面付近で沸騰が生じること、および沸騰に伴って二酸化炭素の脱ガスが生じ、それに付随してpHが上昇することが示された。また、pHの上昇に起因して、沸騰領域で金属成分を多量に含む硫化鉱物が急激に沈殿することが明らかとなり、沸騰が鉱床形成に重要な役割を果たしていることが分かった。

The formation of the water bed is characterized by the formation conditions of the water bed, the temperature, the flow beam, the temperature, the temperature and the temperature. The chemical reaction, chemical reaction and chemical reaction. The formation of the undersea water bed is very important to the formation of the deep water chemical composition of the deep water. It is impossible to determine that it is not possible to determine the chemical composition of the deep water in the bottom of the sea, and the geochemical calculation is inferred to be necessary. In this study, the chemical composition of deep water is presumed to be the purpose of the experiment, and the model of the process of the flow of high-temperature water under the sea floor is simulated. In recent years, the chemical composition of the parent rock has been studied, and the chemical composition of the chemical composition of water has been studied. The results of the experimental results, the chemical composition of water and rock associated with the chemical composition of fluid, the chemical composition of deep water under the sea, and the presumption of the chemical composition of deep water under the sea. In the second and upper parts of the world, the boundary conditions of deep water are sensitive, the bottom of the sea is close to the bottom of the sea, and the process model is based on the number of variables in the first place, and the response is to be sent to you in response. The results of the experiments show that the strength of the water is low, the bottom of the sea is close to the boiling point, the temperature is low, the surface of the sea is close to the boiling point, the temperature is low, the bottom of the sea is close to boiling water, the bottom of the sea is close to boiling water, the temperature is low, the temperature is low The cause of the hot metal, the large amount of metal components in the boiling field, the vulcanized material, the heat, the heat, the temperature, the temperature and the temperature.