CSAMT比抵抗探査による北海道洞爺カルデラの地下構造の解明  [in Japanese] Subsurface Structure of Toya Caldera, Hokkaido, Japan, as Inferred from CSAMT Resistivity Survey  [in Japanese]

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<p> 北海道南西部に位置する洞爺カルデラは日本有数の陥没カルデラである。このカルデラの地下構造を解明するため,CSAMT法による比抵抗構造探査を行った。探査は洞爺カルデラを北東–南西方向に横断する測線上(測線長16 km,受信点17か所)で行い,カルデラ内の洞爺湖では小型ボートを用いた湖上測定を行った。データ解析は有限要素法を用いた2次元逆解析を用いた。その結果,洞爺カルデラの深度1500 mまでの比抵抗構造が得られた。洞爺カルデラの南西側には低比抵抗領域が存在し,新第三紀0第四紀の変質した安山岩であると推定される。カルデラの北東側には高比抵抗領域が存在し,新第三紀の珪化した流紋岩であると推定される。カルデラ内には均質な中比抵抗領域が存在し,軽石や石質岩片などの火山砕屑物からなるカルデラフィル堆積物であると推定される。カルデラ中央部の中島は高比抵抗領域からなり,中島がデイサイト質の溶岩ドーム群からなることと調和的である。中島とその周囲の隆起域の地下深部には低比抵抗領域(幅4500 m,厚さ1000 m)が存在する。この低比抵抗領域は,中島とその周囲の隆起域を形成した地下のマグマによりカルデラフィル堆積物が加熱され,熱水変質して形成されたと考えられる。</p>

<p> A controlled-source audio-frequency magnetotelluric (CSAMT) survey was conducted over Toya caldera, Hokkaido, Japan, to investigate its subsurface structure. The caldera is 10-11 km in diameter and contains a freshwater lake, Lake Toya, that occupies the entire caldera floor. A post-caldera dacitic dome complex, the Nakajima Islands, is present within Lake Toya. The CSAMT survey was carried out along a 16-km-long line that crosses Toya caldera in a NE–SW direction, passing over the Nakajima Islands. The 17 receiver stations (7 stations located outside of Lake Toya, 5 stations within Lake Toya, and 5 stations on the Nakajima Islands) were distributed along the survey line. Unique on-boat measurements were performed at the stations on Lake Toya. Two-dimensional inversion of the CSAMT data revealed the resistivity structure for the upper 1500 m beneath the caldera. The resistivity structure indicates the existences of high-resistivity (> 100 Ω·m) and low-resistivity (< 30 Ω·m) domains at the northeastern and southwestern sides of Lake Toya, respectively, a medium-resistivity (30-50 Ω·m) domain beneath Lake Toya, a high-resistivity (> 100 Ω·m) layer at the Nakajima Islands, and a low-resistivity (< 10 Ω·m) domain beneath the Nakajima Islands. This resistivity structure, combined with geological and bathymetric data, suggests that the subsurface structure of Toya caldera comprises altered Tertiary to Quaternary volcanic/sedimentary rocks outside of the caldera, and a homogeneous caldera-fill deposit beneath the caldera floor. A 9-km-diameter ring fault may occur along the caldera rim. There is a conspicuous hydrothermal alteration zone beneath the Nakajima Islands that may have formed in response to heating of the caldera-fill deposit by the underlying magma during the volcanic activity that formed the Nakajima Islands.</p>


  • Journal of Geography (Chigaku Zasshi)

    Journal of Geography (Chigaku Zasshi) 127(2), 139-156, 2018

    Tokyo Geographical Society


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