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水素ガス原位置測定による断層破砕帯調査手法の検討

Study on the method of fault zone survey by use of in-situ hydrogen gas measurement

黒澤 英樹; 石丸 恒存 ; 島田 耕史  ; 丹羽 正和  ; 小坂 英輝*; 斉藤 聡*; 二ノ宮 淳

Kurosawa, Hideki; Ishimaru, Tsuneari; Shimada, Koji; Niwa, Masakazu; Kosaka, Hideki*; Saito, Satoshi*; Ninomiya, Atsushi

地震・断層活動は、高レベル放射性廃棄物の地層処分における地質環境の長期安定性を考慮するうえで重要な自然現象の一つである。最近、断層の活動性評価や、断層活動に伴う破断,変形などの影響範囲の把握を目的とした地球化学的調査手法の一つとして、市販の携帯型水素ガス濃度検知器を使って測定する手法が考案された。本研究では、この手法の実用化を図るため、検知器の設置方法や、大気中の水蒸気や測定孔の掘削に伴う擾乱などが測定値に与える影響について検討した。さらに、断層破砕帯における事例研究として、山崎断層帯を対象に広域的な水素ガスの原位置測定を行った。その結果、山崎断層帯沿い及びその延長上にある微小地震密集域に位置する破砕帯や割れ目から高濃度の水素ガスの放出が検知され、一方で、それらから大きく離れた位置にある破砕帯や割れ目からは高濃度の水素ガスの継続的な放出は認められなかった。以上から、本研究で用いた水素ガスの濃度測定法は、地中から放出される水素ガス濃度の原位置測定を広範囲かつ短期間で実施するのに有効な手法であることが確認された。

Research on the influence of fault activity on deep geological environments contributes to the reliability of geological disposal systems for HLW. In this study, preliminary test shows that measured value within 1 hour after measurement start is supposed to include hydrogen gas generated by rock fracturing during the drilling of sampling holes and that stored in surrounding disturbed rocks, though the monitoring from a hand-drilled hole is effective for a rapid measurement. We investigated the concentration of hydrogen gas emitted from the Yamasaki fault zone, in southeast Japan. In our survey, the points where high concentrations of hydrogen gas emission was detected were unevenly distributed along the active fault, and in the southeast portion of the study area where small earthquakes frequently occurred.

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