JPS5943378A - 自然微動から有望地熱掘削域を特定する地熱探査法 - Google Patents
自然微動から有望地熱掘削域を特定する地熱探査法Info
- Publication number
- JPS5943378A JPS5943378A JP57153487A JP15348782A JPS5943378A JP S5943378 A JPS5943378 A JP S5943378A JP 57153487 A JP57153487 A JP 57153487A JP 15348782 A JP15348782 A JP 15348782A JP S5943378 A JPS5943378 A JP S5943378A
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- JP
- Japan
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- epicenter
- frequency
- geothermal
- phase difference
- measured
- Prior art date
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/01—Measuring or predicting earthquakes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は活動的な地熱断層および地熱貯留層内で熱応力
によって局所的な地層の変形や岩石に亀裂が生ずること
が期待され、これらに起因して発生ずる自然微動の統計
的な処理によって発生源の震央位置を推定し、地熱探査
域で有望な掘削域を特定する地熱探査法に関するもので
ある。
によって局所的な地層の変形や岩石に亀裂が生ずること
が期待され、これらに起因して発生ずる自然微動の統計
的な処理によって発生源の震央位置を推定し、地熱探査
域で有望な掘削域を特定する地熱探査法に関するもので
ある。
対象とする振動は所謂グランドノイズで、振動の振幅は
通常の地震などと比較して小さく、振動計への入力時間
判定が困難な微動である。
通常の地震などと比較して小さく、振動計への入力時間
判定が困難な微動である。
このような微小振動を対象とするのは一般に地震の発生
頻度はマグニチュードが１小さくなると、約１０倍にな
る傾向を示すように、微小振動ほど短期間の観測によっ
て統計処理が可能であることと、さらに地熱地域では自
然微動がそうでない地域と比較して高いなどの理由によ
る。
頻度はマグニチュードが１小さくなると、約１０倍にな
る傾向を示すように、微小振動ほど短期間の観測によっ
て統計処理が可能であることと、さらに地熱地域では自
然微動がそうでない地域と比較して高いなどの理由によ
る。
活動的な地熱断層（ここで言う地熱断層とは地下深部の
高温流体が上昇する局所的な通路をさす）、あるいは地
熱貯留層領域の特定に関して、通常の微小地震探査が震
源推定の過程で地下速度構造を検討し、その遠いから該
地域を推定する関接的な方法に対して、直接的な特定を
狙いとしている。
高温流体が上昇する局所的な通路をさす）、あるいは地
熱貯留層領域の特定に関して、通常の微小地震探査が震
源推定の過程で地下速度構造を検討し、その遠いから該
地域を推定する関接的な方法に対して、直接的な特定を
狙いとしている。
活動的な断層や貯留層を震源とする震央頻度分布から該
探査地域を有望地域とそうでない地域に区分する。震央
分布頬度に着目する理由は探査地域地下構造が火山地帯
であることもあって複雑で深度２０００ｍ以浅の速度構
造を適確に把握することが困難であることと、地下構造
が水平多層構造に近いとき震央位置は震源位置と比較し
て、精度よく特定することが可能であるなどによる。
探査地域を有望地域とそうでない地域に区分する。震央
分布頬度に着目する理由は探査地域地下構造が火山地帯
であることもあって複雑で深度２０００ｍ以浅の速度構
造を適確に把握することが困難であることと、地下構造
が水平多層構造に近いとき震央位置は震源位置と比較し
て、精度よく特定することが可能であるなどによる。
探査の予備調査として探査地域の微動振幅水準および該
地域特有の卓越周波数域の決定を行う。該周波数の振動
を複数個で構成された観測系を２ケ所同時に設置して一
定時間間隔で所定の時間幅で所定の数の微動波形を計測
する。一つの観測系を構成する複数の振動計相互間の位
相差を与える最大の相関値（コヒーレンス値）を与える
波数ベクトルを解析し、震央方位を決定する。同時に計
測した他の測系においても同様に同一周波数に関する震
央方位を解析し、二つの観測系から得られる震央方位の
交点から震央位置を決定する。震央分布頻度の該探査地
域での解析手順の概要は以上の如くであるが以下に具体
的にその詳細ついて記す。
地域特有の卓越周波数域の決定を行う。該周波数の振動
を複数個で構成された観測系を２ケ所同時に設置して一
定時間間隔で所定の時間幅で所定の数の微動波形を計測
する。一つの観測系を構成する複数の振動計相互間の位
相差を与える最大の相関値（コヒーレンス値）を与える
波数ベクトルを解析し、震央方位を決定する。同時に計
測した他の測系においても同様に同一周波数に関する震
央方位を解析し、二つの観測系から得られる震央方位の
交点から震央位置を決定する。震央分布頻度の該探査地
域での解析手順の概要は以上の如くであるが以下に具体
的にその詳細ついて記す。
微動計測方法の特徴は地震計群の構成と配置法にある。
地震計は速度型、上下動振動計を基本的に使用する。な
お探査の予備調査においては、水平動振動計（２成分）
も上下動振動計と合せてる成分系で微動を計測する。一
つの観測系での最少地震計群の構成数は理論的には３台
で可能であるが、実測解析を種々検討した結果、卓越周
波数域を網羅できて、なおかつ震央方位解析精度を確保
するには最低６台、通常８台以上で構成するのが最適で
ある。振動計の配置は４台についてはほぼ半径１００ｍ
の位置に他の２〜４台はほぼ半径３００ｍ付近に、全体
の振動計をでき得れば、非対象に配置する。この配置は
地熱地帯における地質構造として、堆積岩のうち、第３
紀層の凝灰質レキ岩あるいは安山岩等の平均的なＰ波速
度（表１参照）として与えられる３Ｋｍ／ｓｅｃの伝播
速度を考えるとき、ほぼ半径３００ｍ以下に配置するこ
とによって、卓越周波数が低周波から５Ｈｚまでの位相
差による震央方位の解析を可能にする。また最大周波数
解析域として内部の４台の振動計による解析によって１
５Ｈｚまでの周波数帯域の解析が可能である。二つの観
測系の中心間の距離は２Ｋｍ前後が最適である。
お探査の予備調査においては、水平動振動計（２成分）
も上下動振動計と合せてる成分系で微動を計測する。一
つの観測系での最少地震計群の構成数は理論的には３台
で可能であるが、実測解析を種々検討した結果、卓越周
波数域を網羅できて、なおかつ震央方位解析精度を確保
するには最低６台、通常８台以上で構成するのが最適で
ある。振動計の配置は４台についてはほぼ半径１００ｍ
の位置に他の２〜４台はほぼ半径３００ｍ付近に、全体
の振動計をでき得れば、非対象に配置する。この配置は
地熱地帯における地質構造として、堆積岩のうち、第３
紀層の凝灰質レキ岩あるいは安山岩等の平均的なＰ波速
度（表１参照）として与えられる３Ｋｍ／ｓｅｃの伝播
速度を考えるとき、ほぼ半径３００ｍ以下に配置するこ
とによって、卓越周波数が低周波から５Ｈｚまでの位相
差による震央方位の解析を可能にする。また最大周波数
解析域として内部の４台の振動計による解析によって１
５Ｈｚまでの周波数帯域の解析が可能である。二つの観
測系の中心間の距離は２Ｋｍ前後が最適である。
計測した振動波形をフーリエ解析して、振動計相互間の
位相差を算出する。位相差とフーリエ成分の関係は（１
）式によって与えられる。
位相差を算出する。位相差とフーリエ成分の関係は（１
）式によって与えられる。
（１）式においてΦｌ−Φｎはｌ番目ｎ番目の振動計の
位相差を示し、ΦｌおよびΦｎは指定の周波数でのフー
リエ成分で複素量である。またΦｌ＊およびΦｎ＊はΦ
ｌおよびΦｎの共やく複素量を示す。
位相差を示し、ΦｌおよびΦｎは指定の周波数でのフー
リエ成分で複素量である。またΦｌ＊およびΦｎ＊はΦ
ｌおよびΦｎの共やく複素量を示す。
平面波を考えて波数ベクトルを■とするとｌ番目とｎ番
目の振動計の位相差は（２）式で与えられる。
目の振動計の位相差は（２）式で与えられる。
（２）式において■および■は該振動計の位置ベクトル
である。
である。
相関関数（コヒーレンシイ）を（１）、（２）式の関係
を考慮して（３）式で与える。
を考慮して（３）式で与える。
（３）式においてＮは振動計の数を示す。また■、ｎは
（５）式で与えられる量で、微動をある時刻から一定時
間間隔（通常１秒〜数秒）計測した波形を一定の時間間
隔に時系列分割したときの（１）式で与えられる量の時
系列数による平均値である。
（５）式で与えられる量で、微動をある時刻から一定時
間間隔（通常１秒〜数秒）計測した波形を一定の時間間
隔に時系列分割したときの（１）式で与えられる量の時
系列数による平均値である。
（４）式におけるＭは分割する時系列数を示し、Φｌ、
ｎはｌ番目の振動計のｍ番目の時系列に対応するフーリ
エ成分を示し、Φｌ、ｍ＊はその共やく複素量である。
ｎはｌ番目の振動計のｍ番目の時系列に対応するフーリ
エ成分を示し、Φｌ、ｍ＊はその共やく複素量である。
相関値（コヒーレンス値）は波数ベクトルの値を変化さ
せて得られ、相関値を最大にする波数ベクトルの値（■
、■）を求めて方位を算出する。相関値を求める過程で
実測された微動波形の質を（クオリテイ）を評価する。
せて得られ、相関値を最大にする波数ベクトルの値（■
、■）を求めて方位を算出する。相関値を求める過程で
実測された微動波形の質を（クオリテイ）を評価する。
着目する周波数ごとに得られる最大の相関値が０．６以
上でない場合には実測された微動波形データの質（クオ
リテイ）が低いので除外する。実測波形データの質を低
下させる起因は人工的な雑音（例えば車の騒音）や風雨
などによる地表上の木々などのゆれその他である。
上でない場合には実測された微動波形データの質（クオ
リテイ）が低いので除外する。実測波形データの質を低
下させる起因は人工的な雑音（例えば車の騒音）や風雨
などによる地表上の木々などのゆれその他である。
波数ベクトル成分（■、■）と伝播方位および見掛の伝
播速度との関係はそれぞれ（６）式および（７）式で与
えられる。
播速度との関係はそれぞれ（６）式および（７）式で与
えられる。
（７）式におけるｆは周波数である。
実施例
１）実施場所：
西霧島地熱開発地域で第１図に示すように霧島第１牧場
の東、実験牧場の北周辺（Ａ）および金湯温泉の北、太
良の東周辺（Ｂ）にそれぞれ振動計測を実姉した。なお
観測系（Ａ）においては図中矢印で示す位置に振動計を
移動した計測も追加した。
の東、実験牧場の北周辺（Ａ）および金湯温泉の北、太
良の東周辺（Ｂ）にそれぞれ振動計測を実姉した。なお
観測系（Ａ）においては図中矢印で示す位置に振動計を
移動した計測も追加した。
２）振動計の設置方法：
第２図に示すように、表層の腐葉土層より深く埋った自
然の転石１に振動計台座２をセッコウ３で固定し、台座
２に振動計４を設置した。なお適当な自然転石がない場
所では腐葉土層より深い穴を掘って、コンクリートを打
込み、その上に台座をセッコウで固定する。
然の転石１に振動計台座２をセッコウ３で固定し、台座
２に振動計４を設置した。なお適当な自然転石がない場
所では腐葉土層より深い穴を掘って、コンクリートを打
込み、その上に台座をセッコウで固定する。
図中５はケーブル線、６は地中を示す。
３）微動計測方法：
振動計からの信号ケーブル線を集約する計測記録中央部
をもうけ、計測機器を収納した収納箱６台を設置して計
測した。収納箱の大きさは横４０ｃｍ、長さ１００ｃｍ
、高さ３３ｃｍである。波形計測は自動タイマーを使用
、人工的な雑音の少ない夜間に実施した。計測時間およ
び収録波形数は２０分間隔に１分強の時間幅で１００波
形以上を記録した。なお計測期間中、風雨等による雑音
の多い日の計測は行なわず、できるだけ質のよいデータ
を得ることを心がけた。
をもうけ、計測機器を収納した収納箱６台を設置して計
測した。収納箱の大きさは横４０ｃｍ、長さ１００ｃｍ
、高さ３３ｃｍである。波形計測は自動タイマーを使用
、人工的な雑音の少ない夜間に実施した。計測時間およ
び収録波形数は２０分間隔に１分強の時間幅で１００波
形以上を記録した。なお計測期間中、風雨等による雑音
の多い日の計測は行なわず、できるだけ質のよいデータ
を得ることを心がけた。
計測感度は１ｍｋｉｎｅとし、波形の他に第３図に示す
タイムコード信号を各カセットレコーダに共通時刻信号
として記録させた。
タイムコード信号を各カセットレコーダに共通時刻信号
として記録させた。
４）微動計測に使用した機器：
振動計：東京測振株式会社製（ＳＭ−１１１Ｓ型および
ＳＭ−１１２Ｓ型） 計測機：東京測振株式会社製小型携帯用地震観測装置 記録計：ソニーマグネスケル株式会社製カセットデータ
レコーダ ５）解析機器及びソフトウエア： データレコーダに記録された波形および時刻信号をマイ
クロコンピューター（国際データ機器株式会社製ＰＤＳ
−ＩＩＩ型）で読み、一次解析処理を行う。データの読
みとり（デイジタル化）用アセンブラプログラムと高速
フーリエ解析プログラム（Ｆ８０フォートラン言語使用
）をリンクしたソフトウエアは熱微動解析用に独自に開
発したものを用いた。一次処理解析結果の内容は計測し
た１波形（約７０秒間）を１２時系列に分割し、指定し
た周波数領域に対応する時系列ごとのフーリエ成分であ
る。
ＳＭ−１１２Ｓ型） 計測機：東京測振株式会社製小型携帯用地震観測装置 記録計：ソニーマグネスケル株式会社製カセットデータ
レコーダ ５）解析機器及びソフトウエア： データレコーダに記録された波形および時刻信号をマイ
クロコンピューター（国際データ機器株式会社製ＰＤＳ
−ＩＩＩ型）で読み、一次解析処理を行う。データの読
みとり（デイジタル化）用アセンブラプログラムと高速
フーリエ解析プログラム（Ｆ８０フォートラン言語使用
）をリンクしたソフトウエアは熱微動解析用に独自に開
発したものを用いた。一次処理解析結果の内容は計測し
た１波形（約７０秒間）を１２時系列に分割し、指定し
た周波数領域に対応する時系列ごとのフーリエ成分であ
る。
フーリエ解析結果を大型コンピューター（ＩＢＭ４３４
１型）に磁気テープを介して入力させ既に述べた方法で
震央位置の解析を行う。
１型）に磁気テープを介して入力させ既に述べた方法で
震央位置の解析を行う。
６）実施結果の説明：
探査地域の震央分布を第４図に示した。震央分布の解析
対象域は第４図示す太線で挾まれた領域である。
対象域は第４図示す太線で挾まれた領域である。
該探査地域で熱微動の卓越周波数が存在し、１〜５Ｈｚ
の低周波域が卓越した周波数帯域であった。第４図に示
す実線の黒丸で示す震央位置は有望な地熱掘削候補地で
あり、該探査法によって推定される活性断層線は、（１
）銀湯付近〜第１牧場付近を結ぶ領域、および（２）太
良温泉〜白水越を結ぶ領茨の２つである。
の低周波域が卓越した周波数帯域であった。第４図に示
す実線の黒丸で示す震央位置は有望な地熱掘削候補地で
あり、該探査法によって推定される活性断層線は、（１
）銀湯付近〜第１牧場付近を結ぶ領域、および（２）太
良温泉〜白水越を結ぶ領茨の２つである。
この探査結果に基づき推定領域を実際に試掘し、満足す
る結果が得られた。
る結果が得られた。
この発明は、以上述べたように構成したから、直接、活
性的な地熱貯留層域或は、活動的な地熱断層領賎を効率
よく捉え得産業上の効果が大きい。
性的な地熱貯留層域或は、活動的な地熱断層領賎を効率
よく捉え得産業上の効果が大きい。
第１図は本発明の実旋例における実施地区の地図、第２
図は振動計の設置態様例を示す図、第３図は計測波を示
す図、第４図は探査地域の震央分布を示す図である。 １・・・転石 ２・・・振動計台座 ３・・・セッコウ ４・・・振動計 ５・・・ケーブル線 ６・・・地中 代理人 谷 山 輝 ｊｊｃ、Ｂ・ １ 手続補正Ｊ−；− １小イ′Ｉの人手 昭（１ｊＫ７０ｊ Ｒ’ｌ願第１り３ｑ−友７号・ト
イ′１との関係 出 願 人 イ” ”１””” ｎ（Ｓ＋ｊ ｉｌ： １代１１１
１Ｋ Ｊ＜手１１１１’ ２ 丁１．１ Ｇ ＴＦ ３
号４代理人 （Ｉ ｉすｒ 東（、Ｖ都１代＋＋＋１＜丸ｆハ内
２／Ｉ’ｔ’ｌＧ番２号丸Ｊ）内式１＋１．Ｗｌｌ＋−
りｔ３３０（−）ｊ 、′二叩。 １５７ ・、・ 、：゛ ７ 袖１１のｌＩ象 −・明ｔｉ
ｌｌ 、リーＩＬ明の、Ｉ細’、Ｊｌ明゛１閉明ＩＩＩ
♂Ｉ□’−ｔぺ１１＾１ｆ）Ｉｌ≧ｔ１説明１６欄８
γ１１ｉ ｌｌＬ’）ｌ’ｌ芥 別ＩＩｔ・ノ）
とおり）補 正 い１ 本願明細書中下記事項を補止いたｔ２ま４−８記 １、第４頁４行［」に １合ぜてる成分系」とあ２）を 「合せて、３成分系」とＨ」市Ｉる。 ２、第７貞３行目に ［（通′畠１秒〜数秒）」と、ｔ＝１４）？１（通常１
分〜数分）」とＦｒｌ止′４ｚ）。 ：３．第７頁−ｒ−から２行目に− ［の質を（クラリティ）」とル、ろケ ［の賃（クズリテイ）］と１・ｊ＋１−４４）０４第１
２ ＧＪ ７杓目に
図は振動計の設置態様例を示す図、第３図は計測波を示
す図、第４図は探査地域の震央分布を示す図である。 １・・・転石 ２・・・振動計台座 ３・・・セッコウ ４・・・振動計 ５・・・ケーブル線 ６・・・地中 代理人 谷 山 輝 ｊｊｃ、Ｂ・ １ 手続補正Ｊ−；− １小イ′Ｉの人手 昭（１ｊＫ７０ｊ Ｒ’ｌ願第１り３ｑ−友７号・ト
イ′１との関係 出 願 人 イ” ”１””” ｎ（Ｓ＋ｊ ｉｌ： １代１１１
１Ｋ Ｊ＜手１１１１’ ２ 丁１．１ Ｇ ＴＦ ３
号４代理人 （Ｉ ｉすｒ 東（、Ｖ都１代＋＋＋１＜丸ｆハ内
２／Ｉ’ｔ’ｌＧ番２号丸Ｊ）内式１＋１．Ｗｌｌ＋−
りｔ３３０（−）ｊ 、′二叩。 １５７ ・、・ 、：゛ ７ 袖１１のｌＩ象 −・明ｔｉ
ｌｌ 、リーＩＬ明の、Ｉ細’、Ｊｌ明゛１閉明ＩＩＩ
♂Ｉ□’−ｔぺ１１＾１ｆ）Ｉｌ≧ｔ１説明１６欄８
γ１１ｉ ｌｌＬ’）ｌ’ｌ芥 別ＩＩｔ・ノ）
とおり）補 正 い１ 本願明細書中下記事項を補止いたｔ２ま４−８記 １、第４頁４行［」に １合ぜてる成分系」とあ２）を 「合せて、３成分系」とＨ」市Ｉる。 ２、第７貞３行目に ［（通′畠１秒〜数秒）」と、ｔ＝１４）？１（通常１
分〜数分）」とＦｒｌ止′４ｚ）。 ：３．第７頁−ｒ−から２行目に− ［の質を（クラリティ）」とル、ろケ ［の賃（クズリテイ）］と１・ｊ＋１−４４）０４第１
２ ＧＪ ７杓目に
Claims (1)
- 探査地域の自然微動を計測し、地熱活動に関与する該地
域特有の卓越周波数領域を決定し、該周波数に関する微
動の位相差によって決定される震源の震央の頻度分布か
ら有望掘削域を特定することを特徴とする自然微動から
有望地熱掘削域を特定する地熱探査法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57153487A JPS5943378A (ja) | 1982-09-03 | 1982-09-03 | 自然微動から有望地熱掘削域を特定する地熱探査法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57153487A JPS5943378A (ja) | 1982-09-03 | 1982-09-03 | 自然微動から有望地熱掘削域を特定する地熱探査法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5943378A true JPS5943378A (ja) | 1984-03-10 |
| JPS6341500B2 JPS6341500B2 (ja) | 1988-08-17 |
Family
ID=15563639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57153487A Granted JPS5943378A (ja) | 1982-09-03 | 1982-09-03 | 自然微動から有望地熱掘削域を特定する地熱探査法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5943378A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6319583A (ja) * | 1986-07-12 | 1988-01-27 | Railway Technical Res Inst | 表層地盤特性検出装置 |
| JPH07172690A (ja) * | 1993-12-21 | 1995-07-11 | Nec Corp | トラバース制御装置の追従誤差補正方式 |
-
1982
- 1982-09-03 JP JP57153487A patent/JPS5943378A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6319583A (ja) * | 1986-07-12 | 1988-01-27 | Railway Technical Res Inst | 表層地盤特性検出装置 |
| JPH07172690A (ja) * | 1993-12-21 | 1995-07-11 | Nec Corp | トラバース制御装置の追従誤差補正方式 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6341500B2 (ja) | 1988-08-17 |
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