雲仙火山科学掘削：孔井内計測による火山件の構造と応力状態

摘要

山輝掘削の2孔井において，物理検層，孔井内計測により岩石の物理，化学的性質や応力状態などが明らかになった。 しかし，地層が未固結の堆積物中では孔壁の崩壊が激しく，掘削·測定には大きな困雉を伴った。 引き続く火道掘削では，これに加えて高温度（火道近傍では600°C以上），高傾斜（鉛直方向から70°以上の角度をつけて掘削）というさらに厳しい条件が付加される（佐久間·中田, 2002）。 マグマと周辺岩盤との相互作用を明らかにし噴火の特徴を規定した要因を探るためには，孔井検層，孔井内計測による岩石物性，応力，亀裂の透水性などの定量的評価が欠かせない。応力に関連して発生する孔壁の割れ目（ブレークアウトと引張クラック）の検出には，BHTVあるいはマイクロ比抵抗検層（FMSやFMI）が有効である。加えて，温度·圧力·流量測定による割れ目あるいは水みちの位置や透水性の把握は重要である。 高温度，高傾斜掘削井での測定では，チュービング（掘管）を用い，流体循環で冷却しながら検層を実施することも可能である。 また，応力測定実験に関しては，孔井の安全性を考え，ケーシング下部の裸孔部で行うかケーシングにパーフォレーション（穿孔）した箇所で行うなどの対策が必要となろう。本プロジェクトは，ICDP（国際陸上科学掘削計画）からも注目され，大きな期待が寄せられている。 第I期の成果を踏まえ，さらに火道掘削にチャレンジすることは掘削科学の新しい挑戦でもある。