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。

这项研究研究了硫化物矿物质的影响，与其他岩石成分相比，这些矿物质的电导率极高，因为岩石中的过量导电材料对整个岩石的电磁特性，具体取决于岩石中硫化物矿物质的形态。先前的研究提出了一个模型样品，该模型样品没有彼此相互作用的分散硫化物矿物质，并且已经进行了各种研究，包括使用人工样品进行数值计算和室内测试。但是，实际上，硫化物矿物质在实际地质结构中的沉淀不是相等的颗粒，被认为是在岩石裂纹内沉淀的主流硫化物静脉，并在海底烟雾中摸索质量硫化物。实际上，未遵循先前理论的样品已在包含大块和钢铁硫化物矿物质的天然岩石样品中得到了证实。在这项研究中，我们考虑了类似的巨大矿物排列，并在包含钢丝硫化物矿物质的多孔岩石内创建了一个当前的仿真模型，并创建了一个人工样品，以通过块状硫化物矿物质的排列来测量电流浓度，并在其中进行了计算和实验。今年的结果是，完成了当前模拟的实施，获得了室内测试的实验数据，并且还可以观察硫化物矿物质的电特性如何实际上是由于线性连续性和当前方向上的线性连续性和放置效率而发生的。此外，可以证实，当硫化物矿物可以与电流方向线性连接时，即当硫化物矿物静脉与当前方向平行时，即使是硫化物矿物的硫化物矿物质，甚至很少的硫化物矿物质的体积比总数约为0.05，总体上可以提高整个岩石的电导率几次。