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火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査研究 (概要)

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二口 克人*; 桜本 勇治*

Futakuchi, Katsuhito*; Sakuramoto, Yuji*

高レベル放射性廃棄物の地層処分に係わるナチュラル・アナログ研究の一環として,火山ガラス及びベントナイトの変質性状に関する調査を実施した。火山ガラスについては,284年前に噴出した富士宝永スコリアガラス,45,000年前に噴出した高塚山火山起源のスコリアガラスを調査した。スコリアの変質に関与した地下水の水質は,宝永スコリアではCa-HCO3型(溶存成分量0.34$$sim$$0.66 meq/l),高塚山スコリアでは Ca-HCO3型あるいはそれに極めて近い型(溶存成分量が1.01$$sim$$1.4 meq/l),南房総鴨川のスコリアではCa-HCO3型(溶存成分量が50$$sim$$220meq/l)であった。なお宝永スコリアでは深度が増加するにしたがってHCO3-及びSiO2濃度が増加する傾向が認められた。南房総鴨川のスコリアの変質は,顕微鏡観察及びX線回折分析結果により,スコリア凝灰岩中のスコリアでは安野層以下,泥岩中に取り込まれたスコリアでは天津層以下の層準に認められ,その変質層は非晶質あるいはモンモリロナイトから構成されていることが判明した。また,自生鉱物の分布を利用した古地温の解析から,天津層最上部で69$$^{circ}C$$に達し,この値と積算層厚から算出した地温勾配は約 1.8$$^{circ}C$$/100mで,現在の地温勾配と同程度であったと考えられ,安野層上部で約50$$^{circ}C$$に達していたと推定される。ベントナイトについては,モンモリロナイトとセリサイトを含む粘土鉱床を対象として調査を実施した。調査・分析結果に基づき本鉱床の変質分帯を行った。認められた変質帯を黒雲母流紋岩体の中心から周辺部の順に並べると,I.パイロフィライト帯(I帯)II.リサイト帯(II帯)3.高結晶度のモンモリロナイト帯(3帯)4.セリサト/モンモリロナイト混合層帯(4帯)5.低結晶度のモンモリロナイト(5帯)となり,このうちの4帯から5帯は黒雲母流紋岩体の貫入による熱変質により,I帯から3帯までは熱水の侵入により生成されたと推定された。これらの地質現象は,後期中新世後期に,1)白色流紋岩の活動とそれに伴う凝灰岩の推積2)黒雲母流紋岩体の貫入3)黒雲母流紋岩体の熱変質による4帯及び5帯の形成4)黒雲母流紋岩体に沿った熱水の上昇5)熱水によるI帯,II,3帯の形成の順に進行したと考えられる。また,変質に関与した熱水は,変質鉱物及び変質岩の化学組成等を考慮する

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