重力異常や重力偏差データを用いた間隙率分布の推定手法についての研究

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本研究では，重力探査により，間隙率分布を直接推定する手法とそれを効率よく実施するための最適フィルタの開発を目指している。具体的には，①密度と間隙率の関係を明らかにすることで，重力異常から間隙率分布を逆解析により推定する方法の考案と，②本手法の適用に有用であると思われる浅部密度構造に起因する重力異常を抽出する最適フィルタの設計についての研究である。2020年度は，上述の①のうち，間隙率を介した岩盤の密度構造と重力異常の理論的関係を示した。また②の浅部密度構造に起因する重力異常を抽出する最適フィルタの設計手法の基礎として，重力異常のパワースペクトルから原因層の平均深度と周波数帯を自動で推定する方法を開発した。2021年度は，昨年度の成果を弥陀ヶ原火山地獄谷(富山県)で観測された重力異常に適用した結果，火山性ガスや水に起因する低密度域は周辺の母岩より0.06－0.35 程度大きな間隙率になることが示された。当該地域ではないが，地熱地帯での既存の坑井データに基づく有効間隙率分布や密度－間隙率の関係と比較を行ったところ，推定された間隙率は現実的な範囲にあることが示された。パワースペクトルを用いた重力異常の原因層の平均深度自動推定手法を，従来手法によって議論された地域に適用したところ，両者には当初予想より大きな差異が生じることが判明した。2022年度は，2020年度から懸案となっていた間隙内に入る流体の気液比を考慮したモデルの構築を行い，重力異常として現れる密度構造と気液比の理論的関係を導いた。また，下方接続によるシグナル強化あるいは復元が，深部構造に起因する長波長重力異常に有用であるかどうかということについて考察を行った。その結果，接続深度が大きくなるほど短波長ノイズが急増し，下方接続によるシグナル強化は難しくなることが分かった。