マグマ発生域における地震波減衰のメカニズムに関する実験的研究

岩浆生成区地震波衰减机制的实验研究

• 批准号: 06222218
• 负责人: 佐藤 博樹
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06222218/
• 关键词: 弾性波速度の測定; 岩石の速度異方性; かんらん石の選択配向; パルス透過法と反射法; 地震波の減衰; 部分溶融; 温度構造; 東北日本上部マントル

ピストンシリンダー型高圧発生装置を用いて、高圧下における岩石の弾性波速度測定手法を確立した。高圧下における速度の測定精度を向上させるため、本研究の補助金によって、新たに、パルス透過法と反射法の両手法が行える測定機器を開発し、また、サンプリングレートの速い(1Gサンプル/秒)ディジタルオシロスコープを購入した。面構造の見られる日高変成帯のはんれい岩とかんらん岩について、弾性波速度を0.4から1.3GPaの高圧下で実測した。測定は面構造に平行で速度の速い方向と、面構造に垂直な方向について行い、測定精度を±0.7%まで向上させることができた。面構造の発達しているかんらん岩について、高圧下で7〜8%の速度異方性が認められた。一方はんれい岩の速度異方性は2%以下であった。かんらん岩については面構造とほぼ平行にかんらん石のa軸の選択配向が認められ、測定された速度異方性の原因となっていることが判明した。はんれい岩の速度異方性が小さいのは、その主要構成鉱物である斜長意思と単斜輝石が選択配向をあまり示していないことと調和的であった。また本年度は、東北日本上部マントルのマグマ発生域における温度構造と、それから推定される地震波の減衰の可能性についても研究を行った。火山フロント直下の最上部マントルで2〜3%の部分溶融が期待され、温度は40、65、90kmの深さでそれぞれ1270、1360、1460℃であった。このように高温の部分溶融領域の存在が、島弧上部マントルにおける地震波の減衰を引き起こしていると考えられる。背弧側80kmほどの深さでは2つの大きな高温領域がみられ、それがさらに浅部で細かく枝分かれし、東北日本の火山直下まで上昇している様子が認められた。メルトを含む領域は、数十kmほどの大小のダイアピルのようなかたまりとなってマントルウェッジ中深部に沿って存在し、マントル深部からの高温の上昇流の中に局在する部分溶融塊が、島弧の火成活動を引き起こしていることが認められた。

The SPONTANSCHILIND-type high-pressure generator was used, and a method for measuring the seismic wave velocity of rocks under high pressure was established. The measurement accuracy of the velocity under high pressure is improved. The grant, the new transmission method and the reflection method of this study are used to develop the measurement machine, and the speed of the measurement (1G/sec) is purchased. The surface structure was observed at a high temperature, and the wave velocity was measured at a high pressure of 0.4 GPa. Measure the velocity in the direction parallel to the surface structure, the vertical direction of the surface structure, the measurement accuracy is ±0.7% and upward. The surface structure is developed to 7 ~ 8% velocity anisotropy under high pressure. The speed of one side of the rock is less than 2% To identify and determine the causes of velocity anisotropy, we should select and align the a-axis of rock in parallel with each other. The velocity anisotropy of the rock is small and the main component is clinopyroxene. This year, the study on the possibility of attenuation of seismic waves in the upper part of Tohoku Japan was carried out. 2 ~ 3% partial melting at the uppermost part of the volcano at temperatures of 40, 65 and 90km at depths of 1270, 1360 and 1460℃. The existence of high temperature and partial melting field, the attenuation of seismic wave in the upper part of island arc, and the investigation of seismic wave attenuation 80km deep on the back arc side, 2 km deep in the high temperature field, 2 km deep in the shallow part, 3 km deep in the deep part, 3 km deep part, 3 deep part, 3 km deep part, There is a high temperature upwelling in the middle of the deep part of the mountain, and the volcanic activity of the island arc is initiated.

项目成果

Tomoeki Nakakuki: "Interaction of the upwelling plune with the phase and chemical boundary at the 670km discontinuity:effects of temperature-dependent viscosity" Earth and Planetary Science Letters. 121. 369-384 (1994)

Tomoeki Nakakuki：“上升流冲锋与 670 公里间断处的相和化学边界的相互作用：温度依赖性粘度的影响”《地球与行星科学快报》。

Hiroki Sato: "H_2O and magematism in island arc mantle inferred from seismic anelasticity and heat flow data" Journal of physics of the Earth. 42. 439-453 (1995)

Hiroki Sato：“根据地震迟弹性和热流数据推断岛弧地幔中的 H_2O 和岩浆作用”地球物理学杂志。

佐藤博樹: "ソリダス温度における弾性波速度の見積りと低速度層の温度構造" 地震. 48(印刷中). (1995)

Hiroki Sato：“固相线温度下的弹性波速度和低速层的温度结构的估计”地震 48（出版中）。

佐藤博樹: "地震波速度構造から求めた日本列島上部マントルの温度と部分溶融量-島弧におけるマグマの発生-" 地震. 48(印刷中). (1995)

Hiroki Sato：“根据地震波速度结构确定日本列岛上地幔的温度和部分熔化量 - 岛弧中岩浆的生成 -”地震 48（出版中）。

Hiroki Sato: "The generalized upper wrantle thermal structure of the westernU.S.and its relationslinp to seismic attenuation,heat How,partinl mett and magma ascent and emplacement,in:magnatic Systems,M.P.Ryan,ed." Academic Press, 259-290 (1994)

Hiroki Sato：“美国西部广义的上角热结构及其与地震衰减、热流、部分温度和岩浆上升和就位的关系，见：磁力系统，M.P.Ryan，编辑。”