クラスター状硫化鉱物結晶の電磁気学的性質の解明を通じた資源量推定法の開発

通过阐明簇状硫化物矿物晶体的电磁特性开发资源估算方法

• 批准号: 22K14634
• 负责人: 大田 優介
• 金额: $ 1.08万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14634/
• 关键词: 岩石物理学; 硫化鉱物; 比抵抗; 海底熱水鉱床

本研究は、岩石中の過剰導電物質として他の岩石構成要素と比して圧倒的な良導電性を持つ硫化鉱物について、硫化鉱物の岩石中の存在形態によって岩石全体の電磁気学的性質に与える影響を調査するものである。既往研究では硫化鉱物同士が相互作用しない等粒分散型のモデルサンプルが提案され、数値計算、人工試料による室内試験など様々な検討が行われてきたが、現実の地質構造における硫化鉱物の沈澱は等粒子であるというよりもむしろ、岩石亀裂内部に沈殿した硫化物鉱脈や海底噴気性塊状硫化物が主流であると考えられる。実際に、塊状硫化鉱物や脈状硫化鉱物を含む天然の岩石試料では、既往理論に従わない試料も確認されている。本研究ではこれらのようなドラスティックな鉱物配置を考慮し、脈状硫化鉱物を内包する多孔質岩石内部の電流シミュレーションモデル生成と、塊状硫化鉱物の配置による電流集中の測定のための人工試料作成を行い、それぞれの計算および実験を実施した。本年度の成果としては、電流シミュレーションの実装が完了し、室内試験の実験データを取得できたほか、実際に硫化鉱物の電流方向への直線的連続性・配置効率によって電気特性が大幅に変化する様子が観察できた。また、硫化鉱物が電流方向に対して直線的に繋がることが可能な場合、すなわち硫化物鉱脈が電流方向と平行である場合には、全体との体積比0.05程度のごく少量の硫化鉱物でも岩石全体の導電率を数倍程度向上させうることも確認できた。

This study investigates the influence of ultra-conductive substances in rocks on the electromagnetic properties of rocks and the existence of sulfide substances in rocks. Previous research has shown that sulfide compounds interact with each other, such as homogeneous particle-dispersed surface particles, numerical calculations, and indoor tests with artificial samples. The research has been carried out extensively. In the current geological structure, sulfide compounds precipitate into homogeneous particles, and sulfide veins and submarine explosive massive sulfides are common in rock cracks. In fact, massive sulfide and vein-like sulfide contain natural rock samples, which are confirmed by previous theories. This study is concerned with the preparation, calculation and implementation of artificial samples for the determination of current concentration in porous rocks with consideration of the arrangement of sulfur compounds in the form of veins. The results of this year are as follows: the installation of current system is completed, the indoor test results are obtained, and the continuity of the current direction of the sulfide is actually observed. For example, if the sulfide pulse is parallel to the current direction, the volume ratio of the whole rock is 0.05, and if the sulfide pulse is small, the conductivity of the whole rock is several times higher.