処分環境下でのガラス変質に関するナチュラルアナログ研究

Natural analogue studies of long term alterration of volcanic glass under the high level radioactive waste disposal conditions

二口 克人*; 桜本 勇治*; 廣木 峰也*

Futakuchi, Katsuhito*; Sakuramoto, Yuji*; Hiroki, Minenari*

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、火山ガラスの変質性状に関する調査を実施した。火山ガラスの埋没続成作用による変質に関して、温度、埋没時間、変質に関わる地下水の組成をキーワードとして文献調査を実施した。また火山ガラスについては、南関東において財団法人防災科学技術研究所によって実施された、地殻活動観測井(横浜孔)の掘削時に採取された三浦層群の火山灰に含まれる火山ガラスの変質について調査した。変質状況および変質条件を把握するために、火山灰の薄片観察、コアの希釈法で得られた水試料および横浜孔近傍の深部地下水の水質分析、そしてコアの微化石分析を実施した。薄片観察結果では、火山灰中のガラスは全て鉱物結晶に変質していることが認められた。希釈法で得られた間隙水の組成から、変質に関与した水はClイオンに富むことが推定され、横浜孔近傍の深部地下水の組成は化石海水と天水起源の地下水との混合であることが判明し、これらのことから横浜孔の火山ガラスの変質に関与した水は化石海水的な水質であったことが確認できた。微化石分析の結果、調査対象の火山ガラスは3.654.2Ma.の堆積年代であることが解り、三浦層群上部に相当することが確認できた。以上のことから、調査対象の火山ガラスは、環境温度が約70Cで約50万年間の期間に化石海水的な地下水環境の下で、全てがモンモリロナイトおよび斜プチロル沸石に変質した天然事例と考えられた。

The alteration characteristics of volcanic glass and bentonite in geological medium are investigated as natural analogues of geological disposal of high-level radioactive wastes. For the study of alterlation of volcanic glass, literature survey, petrographical observation by using optical microscope, chemical analysis of pore water and groundwater, and microbiostratigraphical study were carried out. The volcanic ashes were collected from a borehole, which had been drilled in the Kanto region by the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention. The volcanic glass was wholly altered in thin sections. Chemical analysis of pore water indicate the chloride-rich composition. And chemical analysis of groundwater, which are pumped up near the studied borehole, indicate the mixing product of connate marine water and fresh groundwater. Fossil evidence suggests that the studied volcanic glass is 3.654.2Ma. in age, and is correlated with upper Miura Group. This study leads to the following conclusion. The volcanic glass, under the temperature condition 70C, was wholly altered to montomorillonite and clinoptilolite. This case must be occurred in the connate marine water at last 0.5 Ma..