Crustal structure and growth of the Forearc region of Izu-Ogasawara arc

（独）海洋研究開発機構(JAMSTEC)では、2002年から伊豆・小笠原・マリアナ島弧において、大陸地殻の生成過程を明らかにすることを目的に構造調査を進め、現在の島弧地殻のボリュームより多くの玄武岩マグマが必要で島弧地殻を生成する過程でマフィックな島弧地殻の一部をマントル内に戻していること（Takahashi et al., 2007, 2008; Tatsumi et al., 2008）、火山フロントと背弧側の地殻の厚さ分布には相関があり過去のリフティングが検出されたこと（Kodaira et al., 2009）などがわかってきた。前弧域の地殻に関しては、厚い地殻と薄い地殻が存在すること（Takahashi et al., 2011）、地磁気異常から島弧的な構造があること（Yamazaki and Yuasa, 1998）がわかっているが、地殻構造から実証されていなかった。前弧域の地殻構造を求め、地殻進化の影響をどの程度受けているのか、前弧域の島弧成長を明らかにするために、（独）海洋研究開発機構の深海調査船「かいれい」を用いて人工地震探査を行った。 地震探査の測線は、新黒瀬からスミス海脚、第二東鳥島海丘、大町海山を通って、小笠原トラフに至る。得られた速度構造から前弧域は25km程度の地殻の厚い部分と10～15km程度の薄い部分があることが明らかになった。厚い地殻は、北緯32.5度付近、スミス海脚、第二東鳥島海丘、大町海山の下に分布する。新黒瀬側は厚い地殻を持たない。大町海山の内部には異常に厚い下部地殻が分布する。薄い地殻が分布するところでは、堆積層が厚く地殻の厚さの半分近くを占める。大町海山以外の地殻が厚く分布するところでは、P波速度6km/sの速度コンターが上に凸、7km/sの速度コンターが下に凸の形状を示す。火山フロントに沿った地殻構造では、むしろ6km/s以下の速度を持つ層が厚いことが示されている（Kodaira et al., 2007）。これは、前弧域下の島弧地殻は、火山フロント下と比較して未分化な物質を多く含むことを示唆おり、過去の掘削結果とも整合する（e.g., Taylor, 1992）。前弧海盆下の島弧地殻の分布は、地磁気異常の空間分布（Yamazaki and Yuasa, 1998）とよく合致する。新黒瀬周辺で見られる地磁気異常は、本研究から明らかになった地殻が薄く地殻全体が盛り上がっている形状と合致する。伊豆小笠原島弧の本州弧への衝突が新黒瀬の浅海部を作っているものと示唆される。SCG66-03発表要旨 / 日本地球惑星科学連合2012年大会（2012年5月20日～5月25日, 幕張メッセ国際会議場） / 日本惑星科学連合の許諾に基づき本文ファイルを掲

Velocity structure of the fore-arc region of the Ogasawara Ridge and distribution of horizons

小笠原海嶺はフィリピン海プレート上の島弧地殻としては、もっとも古い島弧の一つとして島弧生成時の地殻を含む地殻が分布すると知られている（例えば、Ishizsuka et al., 2006）。これらのことは、これまでに行われてきた構造探査結果からも示唆されている。海嶺を横断する調査からは、P 波速度6.4-6.6 km/s の上部地殻とP 波速度7.0-7.2 km/s の下部地殻が同定された（Takahashi et al., 2009）。しかし、海嶺軸に沿った方向の調査からは、海洋性地殻と同等の薄い地殻の分布が明らかになり、海嶺の最浅部近傍の狭いエリアに薄い地殻が存在することが明らかになっている（Kodaira et al., 2012）。しかもその厚さは、海嶺に沿った方向に大きく変化する。一方、しんかい6500 を用いた海底観察からは、boninite、fore-arc basalt、gabbro、peridotite が分布していることが明らかになっており（Ishizuka et al.,2006）、オフィオライトの構造、つまり島弧生成前の古い海洋性地殻が存在しているのではないか、と議論された。太平洋プレート上の構造との共通的な特徴が地震学的に確認できるかどうか、この層序の海嶺の前弧域直下への連続性を確認するため、2011 年に構造探査を実施した。これらの構造は島弧の初期生成の鍵になるため、IODP の掘削提案も提出された。紹介する調査は、このIODP 掘削提案の事前調査の一環として行われた。調査は（独）海洋研究開発機構の深海調査船「かいれい」を用いて行われた。マルチチャンネル反射法探査データのみならず（444channels, 25 m group interval）、海底地震計を用いた屈折法探査データも取得した。使用したエアガンは総容量7800 cu.in.のAPG ガンで、反射法探査向けには50 m、屈折法探査向けには200 m 間隔で発振した。測線長は約250 kmで、海底地震計43 台を5 km 間隔で設置した。得られた反射断面は非常に複雑な様相を呈する。少なくとも測線全体に渡って連続する反射面は見当たらない。いくつかの小海山があるが、これらの海山はなだらかな傾斜をしており、また火山フロント上の海山で見られるようなすそ野に広がる厚い堆積物も見られない。海底地震計の記録も、海底地震計直上から40?60 km の範囲でしか初動が読み取れず、複雑な速度構造が分布していることを示唆している。peridotite が広く存在していれば、8 km/s 前後の見かけ速度の走時が読み取れるはずだが、そのような部分は、測線の中央部付近の海嶺の一部に限定された。また、初動走時が不連続でジャンプするような低速度層の分布を示唆する記録も得られた。浅部の構造は深部と比較して均質であり、5.0-5.5 km/s、6.0-7.0 km/s の層が広範囲に分布している。以前の調査結果によれば、上盤側の地殻と海洋性地殻が接している場所に本発表の測線があり、部分的に上盤側のperidotite 層がこの測線直下に分布しているものと思われる。海底から約4 秒のところには、比較的明瞭な反射波が読み取れた。本発表では、トモグラフィックインバージョンによる暫定的に決定した速度構造と反射面の分布を紹介する。また、反射記録断面から上盤側の反射面と沈み込む太平洋プレート上面からの反射波を同定し、オフィオライト構造を確認するために、得られた速度構造と海洋性地殻の類似性、相違性を確認する。B21-12発表要旨, 日本地震学会2012年度秋季大会（2012年10月16日～19日, 北海道函館市

Velocity structure along the Ogasawara Ridge fore-arc region

The Ogasawara Ridge is known as one of oldest arc on the Philippine Sea Plate. This Ridge has very complex structure. According to refraction survey crossing the ridge, the ridge has a very thin granitic layer with velocity of approximately 6 km/s, an andesitic layer with a velocity of 6.4-6.6 km/s and gabbroic layer with a velocity of 7.0-7.2 km/s (Takahashi et al., 2009). On the other hand, the thin crust with a thickness less than 10 km distributes beneath the shallowest topographic peak (Kodaira et al., 2012). According to geologic studies, boninites, fore-arc basalts, gabbros and peridotites were collected by Shinkai 6500 dives on the trench slope (Ishizuka et al., 2006). The observation is expected to be helpful for subduction initiation studies because these geological sequences are similar characteristics of ophiolite. Therefore, we carried out refraction survey using ocean bottom seismographs (OBSs) along the strike of the Ogasawara Ridge to detect such geological sequences using seismic imaging technique as one of site surveys for IBM drilling. This survey was carried by using R/V “Kairei” of Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC) in 2011 and we collected not only OBSs data but also multi-channel reflection data (MCSs) on a seismic line with a length of 250 km. Total 43 OBSs were deployed at an interval of 5 km and the airgun shooting with a total capacity of 7800 cu.in. was 200 m interval. First arrivals on OBS records are traced to offsets of 40-60 km, and the data is generally noisy suggesting complexity of fore-arc structure. If there is peridotite layer in the hanging wall side, the refractions with apparent velocity of about 8 km/s are identified, and discontinuous jump of the first arrivals should be at far side due to subducting oceanic crust. The observed refractions, however, have apparent velocities between 6.0-7.5 km/s to far side. Refractions with an apparent velocity of 8 km/s seem to be limited in narrow area. In addition, the jump of first arrivals is also identified on some OBS records, but it is not common character for whole of the line. We introduce the tentative tomographic image obtained by using first arrivals and reflection points distribution. Although the plate boundary structure is very complex, the structure of the hanging wall is relatively homogeneous. Then, we compared the structural image obtained by this study with geologic observation.Poster abstract T51D-2620 presented at 2012 Fall Meeting, AGU, San Francisco, Calif., 3-7 Dec

Investigation of Preprocessing for Seismic Attenuation Profiling to Image the Earthquake Swarm Associated with the 2000 Eruption of the Miyakejima Volcano in Japan

By using profiling that focuses on seismic attenuation instead of reflectivity, we investigate geological structures in volcanic areas and fractured areas, where seismic reflections are difficult to observe. A previous study successfully visualized the hypocenter distribution of the earthquake swarm associated with the 2000 Miyakejima eruption from the seismic attenuation profile of a seismic line. However, any significant geologic features were not figured out on other nearby lines. In this paper, we re-evaluated our preprocessing of the seismic reflection data, which are the input for the seismic attenuation profiling method, with an eye toward improving frequency preservation. First, deconvolution was excluded from the preprocessing sequence, because it can potentially change the frequency content of seismic data. Second, a very small NMO stretching factor of 0.1, which does not allow reflections to stretch more than 10%, was adopted to minimize the frequency distortion by NMO correction. As a result, clear high-attenuation anomalies showed up on seismic attenuation profiles of the other nearby lines, which are consistent with typical geological features known in the study area: earthquake swarm and volcanic activity. This paper demonstrates that appropriate preprocessing was able to improve the accuracy of imaging geological structures by seismic attenuation profiling

KR19-06C Cruise report

調査海域: 日本海・山形沖 / Area: Off Yamagata, Japan Sea ; 期間: 2019年8月5日～2019年8月24日 / Operation Period: August 5, 2019～August 24, 2019http://www.godac.jamstec.go.jp/darwin/cruise/kairei/kr19-06c/

今夏のJAMSTECによる日本海東縁ひずみ集中帯の地震探査航海速報

http://www.godac.jamstec.go.jp/darwin/cruise/kairei/kr11-08/ehttp://www.godac.jamstec.go.jp/darwin/cruise/kaiyo/ky09-06/

R/V KAIMEI Cruise Report KM21-04

調査海域: 北海道南東沖, 茨城県沖 / Area: Off the southeastern Hokkaido to off the Ibaraki Prefecture, Northwestern Pacific Ocean ; 期間: 2021年7月4日～2021年7月17日 / Operation Period: July 4, 2021～July 17, 2021http://www.godac.jamstec.go.jp/darwin/cruise/kaimei/km21-04/