地殻流体の流れを視る: 基礎実験

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地殻流体の流れを視る: 基礎実験

著者隅田育郎

著者別表示 Sumita Ikuro

雑誌名平成23(2011)年度科学研究費補助金新学術領域研究(研究領域提案型) 研究実績の概要

巻 2010 2011

ページ 2p.

発行年 2018‑03‑28

URL http://doi.org/10.24517/00060124

Creative Commons : 表示 ‑ 非営利 ‑ 改変禁止 http://creativecommons.org/licenses/by‑nc‑nd/3.0/deed.ja

(2)

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Report

(2 results)

2011

Annual Research Report

2010

Annual Research Report

Research Products

(23 results)

All 2012 2011 2010 Other All Journal Article Presentation Remarks

地殻流体の流れを視る︓基礎実験 ^Publicly

Project Area

Geoﬂuids: Nature and dynamics of ﬂuids in subduction zones

Project/Area Number

^22109505

Research Category

Grant-in-Aid for Scientiﬁc Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation Type

Single-year Grants

Review Section

Science and Engineering

Research Institution

Kanazawa University

Principal Investigator

隅⽥育郎⾦沢⼤学, ⾃然システム学系, 准教授 (90334747)

Project Period (FY)

2010 – 2011

Project Status

Completed (Fiscal Year 2011)

Budget Amount

*help ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000) Fiscal Year 2011: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000) Fiscal Year 2010: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)

Keywords

マグマだまり / 熱侵⾷ / 鉱物粒⼦ / マグマ上昇 / 層状貫⼊岩体 / マグマ / 部分溶解体 / 貫⼊岩体 / 熱浸⾷

Research Abstract

マグマだまりが熱侵⾷により天井（⺟岩）を部分溶融しながら上昇する過程および沈降する鉱物粒⼦の影響を調べるためのモデル実験を⾏った。ここでメルト・鉱物粒⼦はワックス・ガラスビーズを⽤いてモデル化した。部分溶融した天井を構成する鉱物粒⼦のサイズを可変パラメータとして実験を⾏った。その結果、臨界サイズ0.1 mm以下では熱侵⾷が周期的に起きることが発⾒された。周期的な熱侵⾷は天井から沈降した粒⼦が⼗分に⼩さく沈降速度が遅いため、メルト層がけん濁し安定密度成層を形成するためと理解された。また画像解析により、熱侵⾷の速度は天井を構成する粒⼦サイズには依存しないことが分かった。

さらに構成する粒⼦が異なる２つのサイズからなり、その内の少なくとも１つが臨界サイズ以下である場合、周期的な熱侵⾷が起き、その結果、縞状の堆積層が形成されることが分かった。そして私達の実験において周期的な熱侵⾷が起きる条件は無次元数、Buoyancy Number (B）を⽤いてB > 1と表せることを⽰

した。同じ条件をマグマだまりに応⽤し、マグマだまりの上下の温度差、粒⼦サイズ、粘性率の関数でB>1となる条件を調べたところ、⽞武岩質マグマの温度差が１℃の場合、代表的な粒⼦サイズが約0.6 mm以下になれば周期的な熱侵⾷が起こりうることを⽰した。マグマだまりにはしばしば層状の構造が⾒られるが、その成因は不明であった。私達は熱侵⾷によって層状の堆積構造が形成しうることを実証した。以上の主要な結果に加えて、粒⼦が異なる２つのサイズからなる場合については、そのサイズ・量⽐の組み合わせを変えた場合についても調べ、形成される堆積構造の違いを明らかにした。以上の結果は国際学会２件

（招待１件）、国内学会２件（招待1件、１件は流体⼒学会の注⽬研究に選定された）で発表した。また査読つき国際雑誌に投稿し、途中経過は国内雑誌で発表した。

Current Status of Research Progress

Reason

24年度が最終年度であるため、記⼊しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記⼊しない。

[Presentation] 部分溶融層におけるメルト上昇のモデル実験 

[Presentation] 脆性・塑性遷移領域における浮⼒駆動されるクラックの実験 

[Presentation] 融解により粒⼦が上部から供給される場の熱対流実験 

[Presentation] Experiments on buoyancy-driven crack around the brittle-ductile transition 

[Presentation] Experiments on Upward Migration of a Liquid-Rich Layer in a Granular Medium: Implications for Slab Fluid 

[Presentation] Experiments on melt ascent by thermo-mechanical erosion in a magma chamber 

[Presentation] Exploring ascent mechanisms of geoﬂuids usiing laboratory experiments 

[Presentation] Experiments on melt ascent by thermal erosion in a magma chamber 

[Presentation] マグマの移動が作り出す様々な形︓アナログ実験によるアプローチ 

[Presentation] A laboratory model for melting erosion of a magma chamber roof and the generation of a rythmic layering 

[Remarks] 