Spatio-temporal dynamisms of fluid-pressure and permeability in arc crusts

弧壳流体压力和渗透率的时空动力学

• 批准号: 22H01329
• 负责人: 宇野 正起
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2027-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01329/
• 关键词: 反応透水実験; 岩石ー流体反応; 透水率変動; 流体圧変動; 変成作用; 流体活動; 沈み込み帯; 深部低周波地震; スロー地震; 地化学機械学習

本年度は，100MPa, 500℃を超える条件下で実験可能な反応透水試験器を開発し，納品することができた．200MPa, 700℃での動作を確認済みである．これは岩石に流体を流しながら反応させる反応透水試験器としては世界でも類をみない高温高圧の試験器である．本装置は来年度立ち上げを行う．また，自然界の岩石ー流体反応帯からは，流体フラックスを制約するとともにそれが誘起しうる地震モーメントを見積り，鉱物脈（角閃石脈）の流体活動時間と誘起される地震モーメントの関係が，スロー地震の継続時間-地震モーメントのスケーリング則に載ることを示した．これは，変成反応条件の鉱物脈が，スロー地震と関係しうることを定量的に示した稀有な例である．さらに，東南極セール・ロンダーネ山地の高温変成岩中の花崗岩質岩脈群について，露頭観察からその破壊モードを明らかにするとともに，岩脈周囲の反応帯中の塩素濃度分布を反応輸送解析することで流体活動時間を制約し，岩脈の方位データの統計解析から応力場および流体圧を決定した．これらの結果より，岩脈および派生する鉱物脈の生成条件が深度20-30kmであること，その流体活動時間が高々100時間程度と短時間であること，岩脈の破壊モードは引張せん断であることを明らかにした．これは，火山下の深部低周波地震の発生震度，継続時間，破壊モードとよく一致しており，火山下の深部低周波地震の物質科学的な実態を明らかにしつつある．

This year, under the condition of 100MPa, 500℃, it is possible to start the reverse osmosis water tester, and confirm the operation of the test equipment under the condition of 200 MPa, 700℃. The water permeability tester is a kind of tester with high temperature and high pressure. This device will be installed annually. The rock fluid in nature reacts to the earthquake, and the fluid flow is restricted by the time of fluid movement and the time of induced earthquake. However, there are rare examples of quantitative analysis of the relationship between earthquakes and adverse conditions. In recent years, granitic dykes in high temperature diagenetic rocks in the East Antarctic mountain areas have been detected by outcrop observation, and the distribution of phosphorus concentration in the reverse zone around the dike is controlled by the reverse transport analysis, the fluid movement time is controlled, and the orientation of the dike is determined by the statistical analysis, the force field and the fluid pressure. As a result, the conditions for the formation of veins are 20-30km deep, the fluid activity time is 100 km high and the time is short, and the veins are broken. The earthquake intensity, earthquake time, earthquake breaking time, and material science of deep low-frequency earthquakes under volcanoes.

项目成果

Elucidating parameters governing elemental transfer during seafloor alteration: Application of machine-learning based Protolith Reconstruction Model (PRM) to seafloor altered basalt, the South and Northwest Pacific regions.

阐明海底蚀变期间控制元素转移的参数：基于机器学习的原岩重建模型（PRM）在南太平洋和西北太平洋地区海底蚀变玄武岩中的应用。

• 发表时间: 2022
• 作者: Satoshi Matsuno;Masaoki Uno;Atsushi Okamoto
• 通讯作者: Atsushi Okamoto

Slab-derived fluid storage in the crust elucidated by earthquake swarm

地震群阐明了地壳中板片衍生的流体储存

• DOI: 10.1038/s43247-022-00610-7
• 发表时间: 2022
• 期刊: Communications Earth & Environment
• 影响因子: 7.9
• 作者: Yusuke Mukuhira;Masaoki Uno;Keisuke Yoshida
• 通讯作者: Keisuke Yoshida

Development of Open Transport of Aqueous Fluid from Pegmatite Revealed by Trace Elements in Garnet

石榴石中微量元素揭示伟晶岩中水流体开放传输的进展

• DOI: 10.1155/2022/8786250
• 发表时间: 2022
• 期刊: Geofluids
• 影响因子: 1.7
• 作者: Nurdiana Astin;Okamoto Atsushi;Uno Masaoki;Tsuchiya Noriyoshi
• 通讯作者: Tsuchiya Noriyoshi

水熱実験から見る海洋リソスフェアの岩石ー水相互作用におけるマグネシウムの重要性

从热液实验看出镁在海洋岩石圈岩石-水相互作用中的重要性

• 发表时间: 2022
• 作者: Atsushi Okamoto;Junpei Sugioka;Takamasa Niibe;岡本敦,西海悠介,ダンダル オトゴンバヤル,宇野正起
• 通讯作者: 岡本敦,西海悠介,ダンダル オトゴンバヤル,宇野正起