空中重力 偏差法探査データ を 用いた -...

21
住鉱資源開発株式会社 〒105-0001 東京都港区虎ノ門3-8-21 虎ノ門33森ビル5F TEL03-5405-2173 FAX03-5405-2175 URLhttps://www.sred.co.jp/ 住鉱資源開発株式会社 〒105-0001 東京都港区虎ノ門3-8-21 虎ノ門33森ビル5F TEL03-5405-2173 FAX03-5405-2175 URLhttps://www.sred.co.jp/ 空中重力偏差法探査データを用いた 3次元密度構造解析 -弟子屈地域の例- 201866住鉱資源開発株式会社 資源環境調査部 野上俊介

Transcript of 空中重力 偏差法探査データ を 用いた -...

Page 1: 空中重力 偏差法探査データ を 用いた - JOGMECgeothermal.jogmec.go.jp/report/file/session_180618_08.pdf住鉱資源開発株式会社〒105-0001 東京都港区虎ノ門

住鉱資源開発株式会社 〒105-0001 東京都港区虎ノ門3-8-21 虎ノ門33森ビル5F TEL:03-5405-2173 FAX:03-5405-2175 URL:https://www.sred.co.jp/住鉱資源開発株式会社 〒105-0001 東京都港区虎ノ門3-8-21 虎ノ門33森ビル5F TEL:03-5405-2173 FAX:03-5405-2175 URL:https://www.sred.co.jp/

空中重力偏差法探査データを用いた3次元密度構造解析

-弟子屈地域の例-

2018年6月6日住鉱資源開発株式会社資源環境調査部 野上俊介

Page 2: 空中重力 偏差法探査データ を 用いた - JOGMECgeothermal.jogmec.go.jp/report/file/session_180618_08.pdf住鉱資源開発株式会社〒105-0001 東京都港区虎ノ門

住鉱資源開発株式会社 〒105-0001 東京都港区虎ノ門3-8-21 虎ノ門33森ビル5F TEL:03-5405-2173 FAX:03-5405-2175 URL:https://www.sred.co.jp/

講演内容

1. 使用データおよび解析法の特徴

2. 解析法の詳細

3. 対象地域

4. 解析結果

5. まとめと今後の展開

2

Page 3: 空中重力 偏差法探査データ を 用いた - JOGMECgeothermal.jogmec.go.jp/report/file/session_180618_08.pdf住鉱資源開発株式会社〒105-0001 東京都港区虎ノ門

住鉱資源開発株式会社 〒105-0001 東京都港区虎ノ門3-8-21 虎ノ門33森ビル5F TEL:03-5405-2173 FAX:03-5405-2175 URL:https://www.sred.co.jp/3

1. 使用データおよび解析法の特徴

従来 本業務

使用データ 重力 重力及び重力偏差

解析法 基盤深度解析 3次元密度構造解析

成果物 基盤の形状 3次元密度分布

地質構造の解釈

大局的な基盤構造に限られる

詳細な地質構造の解釈が可能

Page 4: 空中重力 偏差法探査データ を 用いた - JOGMECgeothermal.jogmec.go.jp/report/file/session_180618_08.pdf住鉱資源開発株式会社〒105-0001 東京都港区虎ノ門

住鉱資源開発株式会社 〒105-0001 東京都港区虎ノ門3-8-21 虎ノ門33森ビル5F TEL:03-5405-2173 FAX:03-5405-2175 URL:https://www.sred.co.jp/4

密度異常

密度異常

gE

gN

gD

E

N

D

重力

GNN GNE GND

GEN GEE GED

GDN GDE GDD

G =gN

gE

gD

g =

GNN

GNE

GNDGEN

GEE

GED

GDN

GDE

GDD

E

N

D

使用データの特徴

重力偏差

大局的な密度構造を反映 浅部の詳細な密度変化を反映

1. 使用データおよび解析法の特徴

Page 5: 空中重力 偏差法探査データ を 用いた - JOGMECgeothermal.jogmec.go.jp/report/file/session_180618_08.pdf住鉱資源開発株式会社〒105-0001 東京都港区虎ノ門

住鉱資源開発株式会社 〒105-0001 東京都港区虎ノ門3-8-21 虎ノ門33森ビル5F TEL:03-5405-2173 FAX:03-5405-2175 URL:https://www.sred.co.jp/5

鉛直成分GDDのみを使用

測線から離れた密度異常体も

正確な位置に解析できる

重力偏差の全成分を用いる利点

測線から離れた密度異常体も

測線直下に解析されてしまう

全成分を使用

Barnes(2008)に加筆

測線

密度異常体

1. 使用データおよび解析法の特徴

Page 6: 空中重力 偏差法探査データ を 用いた - JOGMECgeothermal.jogmec.go.jp/report/file/session_180618_08.pdf住鉱資源開発株式会社〒105-0001 東京都港区虎ノ門

住鉱資源開発株式会社 〒105-0001 東京都港区虎ノ門3-8-21 虎ノ門33森ビル5F TEL:03-5405-2173 FAX:03-5405-2175 URL:https://www.sred.co.jp/

解析法の特徴

従来法(基盤深度解析) 本解析法(3次元密度解析)

密度異常(g/cm3)

地表面

詳細な地質構造の解釈が可能

地表面

地表面

基盤上面

基盤上面

地表面

1. 使用データおよび解析法の特徴

6

Page 7: 空中重力 偏差法探査データ を 用いた - JOGMECgeothermal.jogmec.go.jp/report/file/session_180618_08.pdf住鉱資源開発株式会社〒105-0001 東京都港区虎ノ門

住鉱資源開発株式会社 〒105-0001 東京都港区虎ノ門3-8-21 虎ノ門33森ビル5F TEL:03-5405-2173 FAX:03-5405-2175 URL:https://www.sred.co.jp/7

2. 解析法の詳細

観測値を説明し得る3次元密度分布を逆解析によって求める

3次元密度構造解析

密度モデル

100m100m

4000m

地表面

75~175m(深部ほど大)

解析範囲東西65km×南北60km×深度4km

セル数:約1200万個

【課題】計算に長時間要する

計算量が膨大

Page 8: 空中重力 偏差法探査データ を 用いた - JOGMECgeothermal.jogmec.go.jp/report/file/session_180618_08.pdf住鉱資源開発株式会社〒105-0001 東京都港区虎ノ門

住鉱資源開発株式会社 〒105-0001 東京都港区虎ノ門3-8-21 虎ノ門33森ビル5F TEL:03-5405-2173 FAX:03-5405-2175 URL:https://www.sred.co.jp/8

2. 解析法の詳細

① 計算能力の向上TechnoImaging社のコンピュータクラスター(tic)GPU(NVidia K80)で並列化したコードを使用し、計算時間を短縮

1ヶ月以上(通常のコンピュータ) → 約20時間 ※本解析の場合

② 計算範囲の限定

TechnoImaging社のEMVision®観測点

半径15km有効感度領域

観測信号の95%は約15km以内の密度構造を反映

GDD

GNN

GEE

gD

GNE

膨大な計算量に対する対策

GND

GED

Page 9: 空中重力 偏差法探査データ を 用いた - JOGMECgeothermal.jogmec.go.jp/report/file/session_180618_08.pdf住鉱資源開発株式会社〒105-0001 東京都港区虎ノ門

住鉱資源開発株式会社 〒105-0001 東京都港区虎ノ門3-8-21 虎ノ門33森ビル5F TEL:03-5405-2173 FAX:03-5405-2175 URL:https://www.sred.co.jp/9

初期モデル:均一密度

初期モデルの工夫

初期モデル:2層構造(gDの基盤深度解析結果を使用)

初期モデル

摩周岳

初期モデル

解析結果 解析結果

仁多山摩周岳

仁多山

2. 解析法の詳細

Page 10: 空中重力 偏差法探査データ を 用いた - JOGMECgeothermal.jogmec.go.jp/report/file/session_180618_08.pdf住鉱資源開発株式会社〒105-0001 東京都港区虎ノ門

住鉱資源開発株式会社 〒105-0001 東京都港区虎ノ門3-8-21 虎ノ門33森ビル5F TEL:03-5405-2173 FAX:03-5405-2175 URL:https://www.sred.co.jp/

弟子屈地域

3. 対象地域

10

活火山

第四紀火山

Page 11: 空中重力 偏差法探査データ を 用いた - JOGMECgeothermal.jogmec.go.jp/report/file/session_180618_08.pdf住鉱資源開発株式会社〒105-0001 東京都港区虎ノ門

住鉱資源開発株式会社 〒105-0001 東京都港区虎ノ門3-8-21 虎ノ門33森ビル5F TEL:03-5405-2173 FAX:03-5405-2175 URL:https://www.sred.co.jp/11

主要な火山 屈斜路湖 摩周湖

試錐位置(密度比較用)

アトサヌプリトサモシベ

美羅尾山 仁多山

摩周岳

4. 解析結果

密度断面図位置

Page 12: 空中重力 偏差法探査データ を 用いた - JOGMECgeothermal.jogmec.go.jp/report/file/session_180618_08.pdf住鉱資源開発株式会社〒105-0001 東京都港区虎ノ門

住鉱資源開発株式会社 〒105-0001 東京都港区虎ノ門3-8-21 虎ノ門33森ビル5F TEL:03-5405-2173 FAX:03-5405-2175 URL:https://www.sred.co.jp/

解析結果の妥当性の確認

12

4. 解析結果

Page 13: 空中重力 偏差法探査データ を 用いた - JOGMECgeothermal.jogmec.go.jp/report/file/session_180618_08.pdf住鉱資源開発株式会社〒105-0001 東京都港区虎ノ門

住鉱資源開発株式会社 〒105-0001 東京都港区虎ノ門3-8-21 虎ノ門33森ビル5F TEL:03-5405-2173 FAX:03-5405-2175 URL:https://www.sred.co.jp/

密度断面図および地質解釈図

13

貫入岩

屈斜路湖

屈斜路カルデラ

貫入岩

カルデラ壁カルデラ壁

4. 解析結果

Page 14: 空中重力 偏差法探査データ を 用いた - JOGMECgeothermal.jogmec.go.jp/report/file/session_180618_08.pdf住鉱資源開発株式会社〒105-0001 東京都港区虎ノ門

住鉱資源開発株式会社 〒105-0001 東京都港区虎ノ門3-8-21 虎ノ門33森ビル5F TEL:03-5405-2173 FAX:03-5405-2175 URL:https://www.sred.co.jp/14

基盤の隆起

貫入岩

カルデラ壁

カルデラ

カルデラ壁

密度断面図および地質解釈図

4. 解析結果

Page 15: 空中重力 偏差法探査データ を 用いた - JOGMECgeothermal.jogmec.go.jp/report/file/session_180618_08.pdf住鉱資源開発株式会社〒105-0001 東京都港区虎ノ門

住鉱資源開発株式会社 〒105-0001 東京都港区虎ノ門3-8-21 虎ノ門33森ビル5F TEL:03-5405-2173 FAX:03-5405-2175 URL:https://www.sred.co.jp/15

①詳細な地質構造の解釈

5. まとめと今後の展開

②既存掘削井の位置の再評価

【まとめ】

【今後の展開】

②新たな掘削位置の選定

①他の地域への本解析の適用

空中重力偏差法探査データを用いて3次元密度構造解析を行った結果、以下の点で有効であった

Page 16: 空中重力 偏差法探査データ を 用いた - JOGMECgeothermal.jogmec.go.jp/report/file/session_180618_08.pdf住鉱資源開発株式会社〒105-0001 東京都港区虎ノ門

住鉱資源開発株式会社 〒105-0001 東京都港区虎ノ門3-8-21 虎ノ門33森ビル5F TEL:03-5405-2173 FAX:03-5405-2175 URL:https://www.sred.co.jp/

本報告で示した成果は、以下の各社との協働により得られたものです。ここに記して感謝の意を表します。

株式会社フグロジャパン:業務管理

CGG Aviation LLC:データ取得、解析

中日本航空株式会社:探査ヘリコプター運用

TechnoImagingTM LLC:3次元密度構造解析

謝辞

16

Page 17: 空中重力 偏差法探査データ を 用いた - JOGMECgeothermal.jogmec.go.jp/report/file/session_180618_08.pdf住鉱資源開発株式会社〒105-0001 東京都港区虎ノ門

住鉱資源開発株式会社 〒105-0001 東京都港区虎ノ門3-8-21 虎ノ門33森ビル5F TEL:03-5405-2173 FAX:03-5405-2175 URL:https://www.sred.co.jp/17

参考資料

Page 18: 空中重力 偏差法探査データ を 用いた - JOGMECgeothermal.jogmec.go.jp/report/file/session_180618_08.pdf住鉱資源開発株式会社〒105-0001 東京都港区虎ノ門

住鉱資源開発株式会社 〒105-0001 東京都港区虎ノ門3-8-21 虎ノ門33森ビル5F TEL:03-5405-2173 FAX:03-5405-2175 URL:https://www.sred.co.jp/18

Airborne Gravity Gradient(AGG, 空中重力偏差法)

HeliFALCON®

CGG Aviation

空中重力偏差法測定

航空機に測定器を搭載して重力偏差を測定する探査法

地表高

対地高度 120 m ドレイプ航法

Page 19: 空中重力 偏差法探査データ を 用いた - JOGMECgeothermal.jogmec.go.jp/report/file/session_180618_08.pdf住鉱資源開発株式会社〒105-0001 東京都港区虎ノ門

住鉱資源開発株式会社 〒105-0001 東京都港区虎ノ門3-8-21 虎ノ門33森ビル5F TEL:03-5405-2173 FAX:03-5405-2175 URL:https://www.sred.co.jp/19

U

スカラー場重力ポテンシャル

Y

X

Z

U

空間微分 空間微分

FALCON AGGでは(X,Y,Z)を(N,E,D)とするN:北,E:東,D:下

gy

gx

gz≈g

Y

X

Z

ベクトル場重力加速度

Gxx

Y

X

Z

Gxy

GxzGyx

Gyy

Gyz

Gzx

Gzy

Gzz

テンソル場重力偏差

Gxx Gxy Gxz

Gyx Gyy Gyz

Gzx Gzy Gzz

G=

重力場

gx

gy

gz

g=ジオイド:海水面に相当する重力ポテンシャル面

Page 20: 空中重力 偏差法探査データ を 用いた - JOGMECgeothermal.jogmec.go.jp/report/file/session_180618_08.pdf住鉱資源開発株式会社〒105-0001 東京都港区虎ノ門

住鉱資源開発株式会社 〒105-0001 東京都港区虎ノ門3-8-21 虎ノ門33森ビル5F TEL:03-5405-2173 FAX:03-5405-2175 URL:https://www.sred.co.jp/20

重力偏差(重力勾配)

(鉛直)重力加速度 gz

鉛直重力偏差 Gzz= gz1 - gz2 =

水平重力偏差 Gzx= gz1 - gz3 =

gz2

gz1gz3

重力計地表

zgz

∂∂

( gz1とgz3は地表測点,gz2はgz1の直上点 )

H D

D

Hxgz

∂∂

Page 21: 空中重力 偏差法探査データ を 用いた - JOGMECgeothermal.jogmec.go.jp/report/file/session_180618_08.pdf住鉱資源開発株式会社〒105-0001 東京都港区虎ノ門

住鉱資源開発株式会社 〒105-0001 東京都港区虎ノ門3-8-21 虎ノ門33森ビル5F TEL:03-5405-2173 FAX:03-5405-2175 URL:https://www.sred.co.jp/21

密度構造から生じる重力と重力偏差

鉛直重力 gz

鉛直重力異常gzの鉛直重力偏差Gzzの平面分布が貫入岩が形状を最もよく表している

モデル計算均質な地質

単純な密度構造モデル

貫入岩(高密度の四角柱)

鉛直偏差の平面分布

Gzz

鉛直重力偏差Gzz