[M-IS22] 海底のメタンを取り巻く地圏-水圏-生命圏の相互作用と進化

[MIS22-P04] 日本海酒田沖及び上越沖表層型メタンハイドレート胚胎域のワイヤライン検層結果と貯留層性状の推定

*鈴木 清史¹、佐藤 幹夫¹、吉岡 秀佳¹、PS21, CK22-03C, CK23-02C 乗船研究者一同 (1.国立研究開発法人 産業技術総合研究所)

キーワード：表層型ガスハイドレート、ワイヤライン検層、堆積物物性、P波・S波速度

産業技術総合研究所（産総研）の表層型メタンハイドレート（MH）の資源開発のための取り組みは、2013〜2015年度の資源量把握のための調査の後、2016〜2018年にかけての「表層型MHの回収技術に係る調査研究」を経て、2019年からは生産技術の開発、海洋調査、環境影響評価に関わる研究へと進めている。その中で、生産技術の開発に関わる海洋調査として海底地盤強度調査があり、これまで３年間に酒田沖と上越沖の２海域で実施した。このうち、地球深部探査船「ちきゅう」（JAMSTEC所有）を用いて実施した２航海では、堆積物コアを取得し室内土質試験を行うと共に、およびワイヤライン（WL）検層によりMH貯留層の物性把握を試みた。WL検層は音波検層、核磁気共鳴検層、比抵抗検層、密度検層、およびパルス中性子を用いた中性子検層を実施し、地層内の孔隙率やMH飽和率、中性子捕獲断面積等の情報について取得した。
調査を行った山形県酒田沖及び新潟県上越沖は、これまでの調査で表層型メタンハイドレートの賦存が確認されているが、酒田沖では酒田海丘（SK）の１ヶ所、上越沖では上越海丘（JK）と海鷹海脚(UTN)の２ヶ所の、計３ヶ所の調査地点でそれぞれ参照地点(RE)とMH胚胎地点(MH)の２坑を掘削した。それぞれの参照地点の結果から、その地域における堆積物の物性を把握し、これを参考としてMH胚胎地点の結果を整理したところ、MH胚胎地点について新規に情報が得られた。まず、MH胚胎地点について、比抵抗イメージログや比抵抗検層の結果に加え、音波探査の結果を用いた解析を試みたところ、メタンハイドレートが特に多く存在する下限の深度は、酒田海丘の掘削地点では20mBSF付近までに限られており、これは地温勾配から推定されるMH安定領域下限よりかなり浅い。一方、上越海丘の掘削地点では分布下限深度は106mBSF付近、海鷹海脚の掘削地点では96mBSF付近と判明し、 MH安定領域下限付近までメタンハイドレートの胚胎が認められた。MH胚胎地点においては、嵩密度とNMR孔隙率から求めたMH飽和率は0〜100％まで深度毎に変化に富んでおり、比抵抗とMH飽和率の相関も一部明瞭でなかった。検層で得られる地層の比抵抗値は、MH飽和率だけではなく MHの胚胎形態のほか、孔隙水の塩化物イオン濃度や気相のメタンの存在など、複数の要因で左右されることが考えられるため、検層の中性子捕獲断面積や弾性波速度の結果からも、原位置の地層状況について検討を進めている。これらと室内土質試験の結果から、表層型MH貯留層の垂直方向の不均質性や地盤強度の検討を行う。
本研究は、経済産業省のメタンハイドレート研究開発事業の一部として実施した。