深部流体やメルトの挙動と起源:地球化学と地球物理学の融合をめざして

深层流体和熔体的行为和起源：致力于地球化学和地球物理学的融合

• 批准号: 09J01377
• 负责人: 堀口 桂香
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J01377/
• 关键词: ヘリウム; 希ガス; 同位体; 深部流体; 温泉; 地下水; 九州; 別府-島原グラーベン; 南海トラフ地震発生帯掘削計画; 地震

地殻の応力や歪変化に敏感に反応すると考えられる地下水,中でもマントルや地殻を起源とし,流体に濃集しやすいとされるヘリウムの同位体比を空間的・時間的に測定することは,深部流体の挙動や起源および地殻の変形や地震発生メカニズムの理解に役立つことが期待される.日本のような島弧におけるヘリウム同位体比は,火山フロントの前弧側では低く,背弧側で高くなるという傾向が一般的に見られる.今年度の研究対象地域とした九州北部地域は,背弧側に別府-島原グラーベンという背弧海盆の延長と思われる地溝帯が陸上に存在する複雑な構造を呈している.この地域において,温泉水を採取し,そのヘリウム同位体比分析を行った.その結果,この地域のヘリウム同位体比分布は,別府-島原グラーベン直上では高く,その南北地域では低いという特徴を示した.これは,背弧側では高いヘリウム同位体比が得られるという他の島弧地域の一般的なヘリウム同位体比の傾向とは異なっている.この九州におけるヘリウム同位体比の特徴は,地下の地震波速度構造などとも良く一致しており,放射性成分などによる効果ではなく,この地域の地下構造を反映していることがわかった.現在,ヘリウム同位体比の定点連続測定のためのシステム開発を実験室段階で行っている.陸上での時間的に連続なヘリウムの同位体比測定はこれまでに事例がないため,システム完成後は,より時間的に詳細な深部起源流体の挙動を明らかにできることが期待される.

认为地下水的同位素比的测量值对地壳压力和应变变化敏感，尤其是氦气，尤其是氦气源自地幔和地壳，被认为容易浓缩在液体中，有望帮助理解深层流体的行为和起源，以及甲壳和地震和地震机构的不当。通常可以看出，像日本这样的岛弧的氦同位素比在火山阵线的前臂侧较低，而在后弧面高。九州北部地区是今年的区域，展示了一个复杂的结构，在该结构中，裂谷区（似乎是后卫盆地的延伸，beppu-shimahara graben），存在于后卫一侧的土地上。在该区域，收集了温泉水，并进行了同位素比分析。结果，发现该区域氦的氦同位素比相同。拓扑比率的分布的特征在于Beppu-Shimahara Graben上方的高位置，在北部和南部地区的位置较低。这不同于其他岛屿弧区的一般氦同位素比趋势，在后弧侧可以获得高氦同位素比。九州氦同位素比的特征与地下下方的地震速度结构非常吻合，并且已经发现它反映了该区域的地下结构，而不是放射性成分的效果。当前，正在开发一个系统，用于在实验室阶段连续定点测量同位素比率。由于没有在陆地上进行时间连续的氦同位素比测量值的例子，因此可以预期，在系统完成后，可以揭示出更大时间细节的深部流体的行为。

项目成果

The ^3He/^4He ratios in hot spring gases after The Iwate-Miyagi Nairiku Earthquake in 2008

2008年岩手宫城内陆地震后温泉气体中的^3He/^4He比率

• 发表时间: 2009
• 作者: T.Kawakami;R.Takeda;S.Nishihara;T.Saito;M.Shoji;S.Yamada;S.Yamanaka;Y.Kitagawa;M.Okumura;K.Yamaguchi;齋藤徹;齋藤徹;齋藤徹;齋藤徹;Toru Saito;田辺稔;齋藤徹;田辺稔;齋藤徹;Toru Saito;Toru Saito;Toru Saito;齋藤徹;齋藤徹;齋藤徹;齋藤徹;齋藤徹;Keika Horiguchi;Keika Horiguchi;堀口桂香;堀口桂香;堀口桂香;堀口桂香;堀口桂香;堀口桂香
• 通讯作者: 堀口桂香

Time variation of the ^3He/^4He ratios in hot spring gases around the source region of The 2008 Iwale-Miyagi Nairiku Earthquake in 2008

2008年2008年伊瓦勒-宫城内陆地震震源区温泉气体^3He/^4He比值随时间变化

• 发表时间: 2010
• 作者: T.Kawakami;R.Takeda;S.Nishihara;T.Saito;M.Shoji;S.Yamada;S.Yamanaka;Y.Kitagawa;M.Okumura;K.Yamaguchi;齋藤徹;齋藤徹;齋藤徹;齋藤徹;Toru Saito;田辺稔;齋藤徹;田辺稔;齋藤徹;Toru Saito;Toru Saito;Toru Saito;齋藤徹;齋藤徹;齋藤徹;齋藤徹;齋藤徹;Keika Horiguchi;Keika Horiguchi
• 通讯作者: Keika Horiguchi

ヘリウム同位体比からみた2008年岩手・宮城内陸地震前後の深部流体挙動

从氦同位素比看 2008 年岩手宫城内陆地震前后的深层流体行为

• 发表时间: 2010
• 作者: T.Kawakami;R.Takeda;S.Nishihara;T.Saito;M.Shoji;S.Yamada;S.Yamanaka;Y.Kitagawa;M.Okumura;K.Yamaguchi;齋藤徹;齋藤徹;齋藤徹;齋藤徹;Toru Saito;田辺稔;齋藤徹;田辺稔;齋藤徹;Toru Saito;Toru Saito;Toru Saito;齋藤徹;齋藤徹;齋藤徹;齋藤徹;齋藤徹;Keika Horiguchi;Keika Horiguchi;堀口桂香
• 通讯作者: 堀口桂香

Helium isotopic ratios of core samples from IODP Exp.319(NanTroSeie Stage 2)

IODP Exp.319（NanTroSeie Stage 2）岩心样品的氦同位素比

• 发表时间: 2009
• 作者: T.Kawakami;R.Takeda;S.Nishihara;T.Saito;M.Shoji;S.Yamada;S.Yamanaka;Y.Kitagawa;M.Okumura;K.Yamaguchi;齋藤徹;齋藤徹;齋藤徹;齋藤徹;Toru Saito;田辺稔;齋藤徹;田辺稔;齋藤徹;Toru Saito;Toru Saito;Toru Saito;齋藤徹;齋藤徹;齋藤徹;齋藤徹;齋藤徹;Keika Horiguchi;Keika Horiguchi;堀口桂香;堀口桂香;堀口桂香
• 通讯作者: 堀口桂香

南海掘削ステージ2Exp.319にて採取されたコア試料のヘリウム同位体比

南开钻探2期Exp.319采集岩心样品的氦同位素比

• 发表时间: 2009
• 作者: T.Kawakami;R.Takeda;S.Nishihara;T.Saito;M.Shoji;S.Yamada;S.Yamanaka;Y.Kitagawa;M.Okumura;K.Yamaguchi;齋藤徹;齋藤徹;齋藤徹;齋藤徹;Toru Saito;田辺稔;齋藤徹;田辺稔;齋藤徹;Toru Saito;Toru Saito;Toru Saito;齋藤徹;齋藤徹;齋藤徹;齋藤徹;齋藤徹;Keika Horiguchi;Keika Horiguchi;堀口桂香;堀口桂香;堀口桂香;堀口桂香
• 通讯作者: 堀口桂香