公告/发布日期:2022/04/27

mile米乐中国官方网站 可视化分布在多摩川低地地下的“软层”

-揭示过去地面沉降/地震损坏与地下结构之间的关系-

积分

  • 展示多摩川低地冲积层分布和形成的《冲积层图集》已发布
  • 提供覆盖整个冲积低地的软层分布
  • 可作为地震等灾害准备和基础设施建设的基本信息

摘要

米乐m6官方网站(以下简称“AIST”)、日本地质调查所、研究所规划本部首席研究员田边进、福冈大学首席规划官中岛丽、石原义朗助理教授、《多摩川低地的冲积层》阿特拉斯'' 已释放。

位于东京和神奈川县边界的多摩川流域的地下冲积土未合并地层分布较厚。这次多摩川低地的冲积层含水率很高软层存在于广阔的区域,并将其分布可视化为冲积土图集。这本冲积层图集展示了冲积层的地下结构和形成情况,提供了整个多摩川低地的鸟瞰图,这里集中了住宅区、工业区和主要交通网络。该地区软土层的分布与过去地面沉降的程度吻合较好,表明冲积层较厚的地区在大正关东地震中遭受的震害较大。预计冲积层图集将被国家和地方政府以及行业用于灾害对策和基础设施开发。

从今天开始,您可以从日本地质调查局网站 (https://wwwgsjjp/researches/project/coastal-geology/miscellaneous-map/miscellaneous-map042html)。

概览图

多摩川低地冲积层深度分布(左)和软层厚度分布(右)。
冲积层分布在低地地下,深度达70 m,软层沿海岸广泛分布,内陆零星分布。灰色是高原和丘陵。


研究的社会背景

全国主要城市约占全国10%冲积低地的平原上大约50%的人口和75%的资产集中在这片冲积低地。由于冲积低地地势平坦,适合发展住房、工厂、交通网络等。另一方面,冲积低地由于地处低洼地,易受洪涝灾害影响,且由于地面松散,也是地震破坏、地面沉降等地质灾害较易发生的地方。因此,需要根据冲积层地下结构与地质灾害的关系,开发可用于防灾措施和工业选址的地质信息。

 

研究历史

2007年,AIST开始了“海岸地区地质和活动断层调查”(以下简称“海岸地区项目”),目的是弄清一直是地质信息空白地区的海岸地区的地质和活动断层的实际状况。该项目迄今为止已在能登半岛北部、新泻、福冈、石狩低地南部、骏河湾北部、房总半岛北部、相模湾和伊势湾进行了调查。在许多这些区域中,已经创建了深度分布图作为冲积层的基本信息。然而,目前尚无法按成分和物理性质来显示冲积矿床的分布。

《多摩川低地冲积层地图集》是海岸带项目的研究成果之一。多摩川是流入东京湾的河流中流量最大的。沿河分布的玉川低地,不仅包括京滨工业区和羽田机场,还包括神奈川县川崎市、横滨市以及东京都大田区的行政区划,是首都圈中人口和资产最集中的地区。

针对多摩川低地的冲积层,大量放射性碳日期值进行开创性研究在这种情况下,日期值为 73 点的 5 件参考核心和 800 本书无聊的日志数据,明确了冲积层的分布和形成的轮廓。除了这些数据之外,最新的冲积层图集还使用了 9 个标准岩心,其中包含 123 个新年龄值和 8,700 条钻孔日志,从而获得了捕获整个冲积低地的数据,其精度和密度在世界其他任何地方都是无与伦比的(图 1)。这是日本首次为冲积低地构建如此精确的空间数据。如此大量的数据使得详细了解冲积矿床的地质结构和形成成为可能,从而创造新的科学发现。

图1

图 1 用于创建冲积层图集的数据位置图(顶部)和沿 XY 横断线显示参考岩心的地质横截面(底部)。
同一条时间线显示了地层的堆积。 8000年前的同一时间线表明,河口逐渐向近海移动。

 

研究内容

9 个标准岩心,挖掘长度为 10 至 45 m,此外还有详细的沉积物描述、贝类化石硅藻化石的识别以10cm的间隔测量粒径和水分含量。通过综合解释这些信息,我们重建了地层的沉积环境。从岩心获得的植物碎片以 2 m 的间隔使用放射性碳进行测年,并重建了千年来冲积层的形成过程(图 1;Tanabe 等,2022,沉积地质学)。

使用川崎市、横滨市、东京都政府和公共工程研究所发布的 8,700 个钻孔日志,并使用与福冈大学联合开发的技术(石原等人,2013 年,地质杂志),50 m × 50 m × 1 m 网格体素模型创建了(Tanabe 等人,2021,PEPS)。

泥中冲积层的含水量相对于沙中较高。这是因为泥浆颗粒之间具有较大的空隙。含水量也随沉积环境的不同而变化;在多摩川低地,约20%为陆地泥层,约30%为海洋泥层。此次,揭示了内湾一万年前形成的泥层中,存在含水量超过40%的泥层。这种内湾泥浆层显示在钻孔测井数据中。N含在软泥层中的含量为5以下。

巨大分析谷在没有河沙供应的小山谷中N值为5以下的软层特别厚。此外,软层的斑片状分布与1985年之前的地面沉降分布密切匹配(图2)。此外,由于地下水抽水的规定,地面沉降现已减少。

分布在羽田机场下方的多摩川低地的松软层原生粘土层的存在是众所周知的。软层的一类是敏感粘土,也分布于埼玉县中川低地、大阪府河内低地、佐贺县有明海北岸低地。敏感粘土分布于各地冲积低地及内湾深处。然而,关于它的起源仍有许多未知之处。

在日本的其他冲积低地中,预计冲积低地、内海湾的内部部分和小型分割山谷中会存在软层。此外,软层呈斑状分布,是由以下原因造成的:不均匀沉降的可能性会发生。此外,在中川低地,这种软层的分布有与 1923 年大正关东地震严重受损地区分布相匹配的趋势(Tanabe et al, 2021, Geosciences)。然而,多摩川低地的相同损害似乎与冲积层的厚度有关,而不是与软层的分布有关(图3)。川崎站以南地区,冲积层分布深度达40~50m,相当于大正关东地震中木屋受损率超过60%的地区。

这本冲积土图集揭示了多摩川低地的软层是在内湾形成的,并首次将其大范围分布可视化。此外,该图集的重要意义在于,它能够通过将冲积层地下结构与地面沉降和地震破坏进行比较来评估其影响。冲积层图集阐明了地质地层的形成机制,使预测软土层的分布成为可能,有望成为人口集中的冲积低地城市发展和基础设施建设的基础资料。

图 2

图2 横滨市软土层与地面沉降的比较。
黑线表示截至1985年以5-20厘米间隔的累积沉降量。软层的厚度和累积沉降量的分布非常吻合。

图 3

图3 1923年大正关东地震冲积层深度分布与木屋受损率分布对比。
黑线表示间隔 10 m 的冲积层深度等值线。冲积层较深的地区,损坏率往往较高。

 

未来计划

目前,海岸带项目正在对纪伊水道进行地质和活动断层调查,并计划在和歌山平原创建冲积层地图集。通过扩大冲积层图集的覆盖范围,我们不仅可以预测软土层的普遍性和起源,还可以预测地层性质和地质灾害的分布。

论文信息

标题:多摩川低地冲积图集
作者:田边进1·石原芳郎2·中岛丽3

1 地质调查中心地质信息研究部平原地质课题组首席研究员
2 福冈大学理学院地球与球体科学系助理教授
3 产业技术综合研究所企划本部企划总长

引文信息

Susumu Tanabe、Rei Nakashima、Yoshiro Ishihara,2022,全新世早期东京湾河口沉积体从海侵到海退的转变:沉积相、几何形状和堆积模式。沉积地质学, 428, 106059

Yoshiro Ishihara、Yuki Miyazaki、Chikako Eto、Shiori Fukuoka、Katsumi Kimura,2013 年,使用东京港区钻孔信息的浅层 3D 地质和地面模型。地质学杂志,119,554–566。

Susumu Tanabe、Yoshiro Ishihara,2021 年,下切山谷底部起伏的地形和砾石层的形成:面向东京湾的低地下方末次盛冰期的例子。地球与行星科学进展,8, 20。

Susumu Tanabe、Yoshiro Ishihara、Toshimichi Nakanishi、Jan Stafleu、Freek S Busschers,2021 年,全新世海洋泥浆的分布及其与 1923 年日本东京都区地震灾害造成的损害的关系。地球科学,11, 272。


术语解释

◆图集
图画集。除了冲积层的地质结构外,该冲积层图集还包括参考岩心、地质剖面、古地理和其他绘图。[返回来源]
◆冲积低地/冲积层
大约 20,000 年前的冰河时期,日本列岛周围的海平面比现在低约 120 米。随着海平面下降,多摩川沿岸形成了深约70米的山谷,称为怀石谷。随着冰河时代后海平面上升,被分割的山谷充满了河流提供的沉积物。这样围垦土地形成的地貌称为冲积低地,构成冲积低地的地层称为冲积层。[返回参考源]
◆未合并
未凝固。[返回来源]
◆软层
这个词指的是软质地层,例如含有大量水的泥土,在本文档中N指值为 5 或以下的地层。[返回来源]
◆放射性碳日期值
年龄值是利用放射性碳同位素通过放射性衰变减少的事实确定的,半衰期为 5730 年。[返回来源]
◆参考核心
已经过各种分析的钻孔岩心,例如沉积物描述以及物理性质和放射性碳日期的测量。用作地质地层分级和沉积环境恢复的标准。[返回来源]
◆无聊的日志数据
来自结构施工期间进行的钻孔调查的材料。钻孔核心的颗粒大小和颜色、所含化石的特征以及地面的硬度(N值)等。[返回来源]
◆硅藻化石
具有硅质外壳的单细胞藻类化石。它可以作为过去沉积环境和盐度的指标。尺寸约为001至1毫米。[返回来源]
◆体素模型
钻孔测井数据岩性N以 50 m x 50 m x 1 m 网格的形式空间显示值。[返回来源]
N
用作硬度指标。N确定该值的钻孔调查也称为“标准渗透测试”。[返回来源]
◆怀石国
大约 20,000 年前的冰河时期,海平面下降,河流向下侵蚀而形成的山谷。[返回来源]
◆原生粘土层
最初沉积的天然粘土层。[返回来源]
◆敏感粘土
一种粘土,其强度会随着最轻微的刺激而降低。敏感粘土N它通常显示 1 或更小的值。[返回来源]
◆不均匀沉降
当结构等施加覆盖压力时,结构会因地面不平坦而倾斜和下沉。又称不等沉降。[返回来源]


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