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化学形態及び$$^{129}$$I/$$^{127}$$Iに基づく珪藻質-珪質泥岩中のヨウ素の移行挙動解明

Migration of iodine in diatomaceous and siliceous shales based on speciation and $$^{129}$$I/$$^{127}$$I analysis $$^{129}$$I/$$^{127}$$I

嶋本 洋子*; 高橋 嘉夫*; 天野 由記   ; 松崎 浩之*; 村松 康行*; 岩月 輝希  

Shimamoto, Yoko*; Takahashi, Yoshio*; Amano, Yuki; Matsuzaki, Hiroyuki*; Muramatsu, Yasuyuki*; Iwatsuki, Teruki

幌延深地層研究センターで掘削されたボーリング孔から採取された地下水及び岩石を用いてヨウ素の化学形態及び同位体比に関する分析を行った。その結果、岩石中のヨウ素の濃度は、稚内層(珪質泥岩)と声問層(珪藻質泥岩)の境界付近で急激に濃度が低くなる傾向が見られた。化学形態分析を行った結果、地下水中のヨウ素はヨウ素イオンとして存在していた。また、ヨウ素のK-edge XANES分析結果から、302m(声問層)では無機ヨウ素$$>$$有機ヨウ素、1008m(稚内層)では有機ヨウ素$$>$$無機ヨウ素の傾向が見られた。地下水中の塩素濃度は海水よりも低濃度であるが、ヨウ素は海水よりはるかに高濃度であり、続成過程で固相から溶出したと考えられる。ヨウ素と塩素はよく相関し、地下水中のヨウ素同位体比はいずれの深度でも比較的一定であった。この結果は、幌延地域が隆起し天水の影響を受ける以前に、溶出したヨウ素が稚内層及び声問層の地下水中に比較的均一に分布し、その後塩素と同様に天水による希釈を受けたことによると考えられる。

We determined iodine distribution, speciation, and isotope ratio ($$^{129}$$I/$$^{127}$$I), to investigate long-term migration of iodine in diatomaceous and siliceous shales, using core and groundwater samples collected at JAEA Horonobe underground research center. Iodine in core samples dramatically decreased near the boundary between Wk and Kt Formations. Iodine exists as I$$^{-}$$ in groundwater, while that in shales is a mixture of organic and inorganic I. Iodine isotope ratio ($$^{129}$$I/$$^{127}$$I) is slightly higher in siliceous shale compared with that of groundwater. According to these results, migration of iodine in this area can be expected as follows; (1) iodine accumulated as organic iodine in siliceous sediment. (2) Iodine was released from Wk Formation during diagenetic process as I$$^{-}$$ to form iodine-rich groundwater. (3) Iodine-rich groundwater was distributed to Wk and Kt Formations due to the compaction of the layers. (4) Both iodine and chlorine were diluted by freshwater from the surface.

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