術支援を行える基盤がある.
巻末資料
1. 「地球をのぞくファイバースコープ ̶陸上掘削サイエンス・プラン」
編集委員会名簿
編集委員
浦辺 徹郎,中田 節也,池田 隆司,藤本 光一郎,井龍 康文,長沼 毅,山川 稔,木村 克己,
小村 健太朗,谷 藤吉郎*,木村 学,小松原 純子,山田 隆二(所属は執筆者欄参照.*日鉱探開(株))
執筆者
はじめに 藤井 直之(名古屋大学大学院環境学研究科)・浦辺 徹郎(東京大学大学院理学系研究科)
1 浦辺 徹郎(東京大学大学院理学系研究科)
2 中田 節也 編
2.1 中田 節也(東京大学地震研究所)
2.2 村岡 洋文(産業技術総合研究所 地圏資源環境研究部門)
2.3 池田 隆司(北海道大学大学院理学研究科)
2.4 渡辺 寧(産業技術総合研究所 地圏資源環境研究部門)
3 藤本 光一郎 編
3.1 佐藤 比呂志(東京大学地震研究所)
3.2 藤本 光一郎(東京学芸大学教育学部)
飯尾 能久(京都大学防災研究所)
嶋本 利彦(京都大学大学院理学研究科)
3.3 池田 隆司(北海道大学大学院理学研究科)
山野 誠(東京大学地震研究所)
3.4 小松原 純子(産業技術総合研究所 活断層研究センター)
池原 研(産業技術総合研究所 地質情報研部門)
3.5 狩野 謙一(静岡大学理学部)
3.6 清川 昌一(九州大学大学院理学研究科)
尾上 哲治(鹿児島大学理学部)
4 井龍 康文 編
4.1 井龍 康文(東北大学大学院理学研究科)
4.2 後藤 和久(東北大学大学院工学研究科附属災害制御研究センター)
多田 隆治(東京大学大学院理学系研究科)
5 長沼 毅 編
5.1 長沼 毅(広島大学大学院生物圏科学研究科)
高井 研(海洋研究開発機構 極限環境生物圏研究センター)
5.2 内田 隆(石油資源開発(株))
松本 良(東京大学大学院理学系研究科)
6 山川 稔 編
6.1 武田 精悦(日本原子力研究開発機構・幌延)
山川 稔(地球科学技術総合推進機構)
6.2 武田 精悦(日本原子力研究開発機構・幌延)
山川 稔(地球科学技術総合推進機構)
6.3 藤井 直之(名古屋大学大学院環境学研究科)
7 木村 克己 編
7.1 木村 克己(産業技術総合研究所 地質情報研究部門)
7.2 高橋 雅紀(産業技術総合研究所 地質情報研究部門)
7.3 安原 正也(産業技術総合研究所 深部地質環境研究センター)
8 小村 健太朗 編
8.1 木村 彰宏(全国ボーリング技術協会)
薦田 靖志(全国ボーリング技術協会)
8.2 遠藤 猛(シュルンベルジェ(株))
伊藤 久男 (海洋研究開発機構地球深部探査センター)
8.3 長沼 毅(広島大学大学院生物圏科学研究科)
8.4 小出 馨(日本原子力研究開発機構・東濃)
山川 稔(地球科学技術総合推進機構)
8.5 小村 健太朗(防災科学技術研究所 固体地球研究部門)
山田 隆二(防災科学技術研究所 固体地球研究部門)
8.6 廣野 哲朗(海洋研究開発機構 高知コア研究所)
徐 垣(海洋研究開発機構 高知コア研究所)
8.7 角井 朝昭(産業技術総合研究所 地質情報研究部門)
9 木村 学(東京大学大学院理学系研究科)
おわりに 浦辺 徹郎(東京大学大学院理学系研究科)
査読者
泊次郎(東京大学大学院総合文化研究科)
2.用語解説
アルファベット
AE 法: Acoustic Emission 法.岩石コアを一軸圧縮試験 にかけ,加重を増加しながら岩石内に発生する微小破 壊を計測し,発生頻度の急増する時点を地殻応力とす る.
API: アメリカ石油協会(American Petroleum Institute)
による規格.
ASR 法: Anelastic Strain Recovery 法.岩石コア*の採取 後の非弾性回復歪を種々の方向で計測し,任意の時刻 の偏差歪の比から地殻応力の偏差成分の比を求める.
DRA 法: Deformation Rate Analysis 法.岩石コア*を一 軸圧縮試験にかけ,加重を繰り返し載荷しながら軸歪 を計測し,応力‒歪差(連続する 2 回の載荷による歪の 差)曲線の屈曲点を地殻応力とする.
DSA 法: Differential Strain Analysis 法.岩石コア*に静 水圧をかけ,種々の方向の歪と圧力を増加させながら 計測し,圧力‒歪曲線の折れ曲がり終了点での非線形歪 の比から地殻応力の比を求める.
HQ: 掘削工法の一つであるワイヤライン工法*でのダイ ヤモンドビットの規格の一つ.標準的には,HQ は外 径約 98 mm,内径は約 60 mm で,この直径のコアが 採取される.このほかに AQ(外径約 48 mm),BQ(外 径約 60 mm),NQ(外径約 76 mm),PQ(外径約 123 mm)などがある.また,地質条件によっては外径を若 干大きくしたビット(オーバーサイズビット)が使用 される.
ICDP: International Continental Scientific Drilling Program ̶国際陸上科学掘削計画.1996 年に発足.
現在の加盟国は 13 カ国.以下のサイエンス・プランが あ る . ”Scientific Rationale for Establishment of International Program of Continental Scientific Drilling”.
IODP: Integrated Ocean Drilling Program ̶統合国際深 海掘削計画.ODP の後継として日,米,欧の主導の下 2003 年に発足.サイエンス・プランは”Earth,Ocean and Life”.
KCL/リグネート泥水: 崩壊防止機能を持つ KCL/リグネ ートポリマー泥水にリグネート(分散材)を添加した 掘削流体*.地層圧力が上昇し泥水比重が高くなった際 の適正な粘性を維持する効果がある.
ODP: Ocean Drilling Program ̶国際深海掘削計画.
1968 年に深海掘削計画(DSDP)として発足した海底 の科学掘削の後継計画として 1984 年に発足.
PDC ビット: 合成ダイヤモンド粉を適当な形状に焼結し たものを刃先として埋め込んだビット.地質に合わせ た変化に富む刃先を作ることが可能である.
あ行
アスペリティ: 特にプレート*間地震において,通常は強 く固着しており,大地震発生時に大きく急激にずれて 大きなエネルギーを出す領域を指す.地震のたびに場 所を変えるのではなく,同じアスペリティが繰り返し すべって地震を発生すると推定されている.
圧縮応力場: 地球表層はプレート*の運動によって水平方 向に押されたり引っ張られたりしているため,断層や 褶曲などの地質構造が形成される.水平方向に押す力 を圧縮応力といい,逆断層や横ずれ断層が形成される.
一方,水平方向に引っ張られる(引張応力)と正断層 が形成され,アフリカの大地溝帯のような地殻の裂け 目が形成される.
アニュラーベロシティ: 孔内の環状部(孔径と掘削管の間 隙部)を上昇していく流体の上昇速度.一般に掘削用 泥水*に適用.
アプセット: 鋼管の管端を鍛造して肉厚を増加すること.
外周が肉厚になったものを外アプセット,内径側に肉 厚増加したものを内アプセットという.
イールドバリュー: 泥水中に含まれている粘土粒子間のけ ん引力の大きさを流動下で測定した値.
インプリビット(Impregnated Bit): ダイヤモンド粒 が粉状金属マトリックス中に一様に分布され,一緒に 焼結されたビット.一般に硬い石の掘削に使用される.
ウォータースイベル: ポンプから送られた掘削流体*をロ ッド*上部端から,ロッド内に供給する装置.
エアロゾル: 気体中に微細な気体または液体の粒子が浮遊 している状態.大噴火では二酸化硫黄がエアロゾルと なって成層圏を漂う.エアゾルと同じ.
応力解放法: 孔底部に歪ゲージ等を設置した後,オーバー コアリングまたは追切りにより地殼応力を解放し,そ れにともなう孔壁ないし孔底の歪変化を計測して,理 論関係式から解放された地殻応力値と応力方位に換算 する.
か行
可採年数: 確定鉱量を年間消費量で割った比.あと何年間 資源が使用可能かを示す指標.
火砕流噴火: 火山ガス,火山灰,軽石などが一丸となって
高速で山の斜面を流れ下る噴火様式を火砕流とよばれ,
カルデラが作られるような巨大噴火では火砕流の噴火 を伴うことが多い.
ガスキック: 地層中のガスが孔内へ侵入してくること.掘 削中の地層圧が裸孔部に働く掘削泥水柱圧よりも高い 場合に起こる.
カップリング: ロッド*,ケーシング*の継手.
カッティングス: 掘削時にビットによって破砕された岩石 の小片.掘削流体により地上に取り除かれる.地下の 岩石・鉱物の種類,粒度分布,微化石の種類などの情 報を得ることができる反面,正確な深度や堆積組織や 構造を見るには適していない.
火道: マグマが噴火する際に地下のマグマの溜まりから火 口まで通過する経路のことをいう.
仮ケーシング: →ケーシング.
カルクアルカリ岩系: 環太平洋火山帯に広く見られ,玄武 岩・安山岩・デイサイト・流紋岩のシリーズで代表さ れる岩系.カルクアルカリとはアルカリ元素に乏しい ということ.
間隙水圧: 土粒子や岩石の鉱物粒子のすき間や孔隙を満た している水(間隙水)に働く圧力のこと.岩石の破壊
(=地震)に有効な応力は,地殻に働いている全応力 と間隙水圧の差に相当する.また,液状化現象や圧密 沈下過程にも大きく関与している.
間隙率: 多孔質物質の細孔の全体積を物質全体の体積で割 った比率.孔隙率,多孔度ともいう.
含水鉱物: 結晶構造中に水を含む鉱物.高温状態に置かれ ると,水を放出して,無水鉱物に変化・分解すること が多い.
気液 2 相ゾーン: 地熱循環系の浅部で,圧力の低下等によ り,液体から蒸気の分離が起こるゾーン.
掘削流体: 坑井内を循環する流体のことで,坑底から掘り くずを除去し地上に上げる,ビットを冷却し潤滑性を 与える,などの機能を持つ.水をベースにベントナイ トを加えた泥水がよく使われる.
珪質堆積物: シリカ(SiO2)に富む堆積物・堆積岩の総称.
珪質軟泥や放散虫チャート,珪藻土のような珪質の微 化石を起源とする堆積物や,珪華のような温泉沈殿物 などがある.
ケーシング: 掘削されたままの孔にケーシングパイプと呼 ばれる鋼管により内枠を付けること。孔壁の崩壊を防 止するなどの働きがある.仮ケーシングは下部へのコ アリング掘削を行うために一時的に敷設するケーシン グ.
ケロジェン: 堆積岩に含まれる有機溶媒に溶けない有機物 の総称.炭素,水素,窒素,硫黄などから成る高分子
化合物で,化学構造は不定.これの熱分解により石油 などの炭化水素が形成されると考えられている.
検層: ロギング.坑井掘削中および終了後に,地下の地質,
坑井の性状などを測定するため,センサーを降ろして 地層の化学的および物理的情報を深度に対して連続的 に測定すること.
コア: 岩芯.岩石採取を目的として掘削中の坑井において 採取される円柱状の岩石サンプル.鉱物分析,化学分 析のほか,表面の汚染された部分を取り除いたサブコ アからの微生物分析など,カッティングスにはない利 点をもつ.
コイルド・チュービング: ドラムに巻かれた連続的なドリ ルパイプで,ダウンホールモーター*を先端部に取付け て掘削に用いる.付替え作業を行なう必要がないため スムーズに作業を行なえる等の利点があるが,費用が 高い.
孔隙率: →間隙率.
さ行
サーフェイスビット(Surface-set Bit): ダイヤモンド 粒が金属表面だけに埋め込まれたビット.一般に軟ら かい石の掘削に使用される.
サイドトラック: 枝堀りのこと.既存の掘削孔の適当な深 度から,別の方向に向けて掘り直すこと.孔内のトラ ブルで先に進めなくなった場合や,違う方向を探りた い時に,今までに掘った井戸の一部をそのまま利用し てコストを節約するために行う.
サブストラクチャー: 櫓や掘削装置等を地上の所定高さに 設置するための下部構造物.孔口装置を取り付けるた めに必要とする.
沈み込み帯: プレート*が沈み込んでいる帯状の地域.プ レートの収束境界.沈み込み帯の上には島弧*が形成さ れ,付加体*の形成,巨大地震,火山活動が起こること が知られている.
縞状鉄鉱層: 珪質堆積物と赤鉄鉱(Fe2O3)のような含鉄 鉱物からなる縞状構造の顕著な層状に発達する鉄鉱床.
世界の鉄資源の 90 %以上を供給している.大部分は 25 ‒ 18 億年前に当時の海底に堆積した.
順序外衝上断層: アウトオブシークエンススラスト.付加 体の中で衝上断層が次々と形成される場合,新しい断 層は前縁側に向かって,古い断層の下盤側に形成され るが,一部の衝上断層は,すでに存在していた衝上断 層を後背地側から切って形成される.それを順序外衝 上断層と呼ぶ.
衝上断層: スラスト.地殻が部分的に短縮し,上盤側の岩 層が下盤側の岩層にのし上げた断層.