[S-EM14] Electric, magnetic and electromagnetic survey technologies and scientific achievements

[SEM14-P16] 東北地⽅南部の広域地殻⽐抵抗構造探査（続報）

*若尾 尚幸¹、本山 葵¹、市來 雅啓¹、小川 康雄²、上嶋 誠³、浅森 浩一⁴、内田 利弘⁵、長谷 英彰⁶、小山 崇夫³、坂中 伸也⁷、山谷 祐介⁵、相澤 広記⁸、海田 俊輝¹ (1.東北大学、2.東京工業大学理学院火山流体研究センター、3.東京大学地震研究所、4.独立行政法人日本原子力研究開発機構、5.産業技術総合研究所、6.地熱技術開発(株)、7.秋田大学大学院国際資源学研究科、8.九州大学大学院理学研究院)

我々はこれまで東北地方南部で観測された広帯域MTデータを統合し、広域地殻比抵抗構造解析を進めてきた（本山 他,2019 JpGU; Motoyama et al., 2020 JpGU）。しかし統合したデータセットは、福島・山形県境付近の観測が空白となっている。この広帯域MTデータの空白地域は、東北地方太平洋沖地震後に群発地震が活発化した地域である(Okada et al., 2015)。その地域における地震波反射面の解析では、群発地震震源域とほぼ重なるように海抜深さ5～15 kmに地震波反射面が確認されており、流体の存在が示唆されている(鈴木, 2018 東北大学修士論文)。しかしMotoyama et alが推定した比抵抗モデルでは、この群発地震域は100~1000Ωm程度の平均的比抵抗を示しており、流体の存在を示唆する結果とはなっていない。一方、その地域のさらに深部における下部地殻から最上部マントル(深さ15km~40km)には低比抵抗体が存在し、低比抵抗体の境界部分に深部低周波地震が発生している。本研究ではこの広帯域MT観測の空白域で新たに吾妻山の探査を目的として観測された広帯域MTデータ18観測点(Ichiki et al., 2021)を加え、観測点が加わることによる分解能向上をチェッカーボードテストによって評価し、広域地殻比抵抗構造を再解析した。 　　 　
　最初にPhaseTensorで比抵抗構造の特徴と傾向を確認した。吾妻山周辺の周期約10秒におけるPhase Tensor行列式の平方根Φ_2では、吾妻山北東側では深部に高比抵抗体、南西側では深部に低比抵抗体の存在を示唆している。このことから、吾妻の観測点直下を境界として、南西側に流体の存在が示唆される結果となった。
　チェッカーボードテストでは、深さ5kmに置かれた一辺10kmの低比抵抗体ブロックからなる浅部のチェッカーボードモデルと深さ20kmに置かれた厚さ20km、水平一辺40kmの低比抵抗体ブロックからなる深部のチェッカーボードモデルを評価した。浅部チェッカーモデルの結果では、群発地震域直上に新たに加えた観測点は存在しないため、群発地震震源域の分解能は大きく改善されなかった。しかし深部チェッカーボードモデルの結果では新観測点を加えることにより、その周辺でのチェッカーブロックの境界の再現度が大きく向上した。その為地殻深部から最上部マントルに存在する低比抵抗体と深部低周波地震の位置関係について信頼度の高い議論が期待できる。今後、Usui (2015)による4面体要素有限要素法を用いた3次元インバージョン解析を行い、比抵抗構造を推定する予定である。