Mechanical strength of the transition zone at the boundary between opal-A and opal-CT zones in siliceous rocks

珪質岩中のオパールA/オパールCT境界における遷移帯の力学強度

石井 英一   ; 真田 祐幸; 岩月 輝希  ; 杉田 裕 ; 操上 広志  

Ishii, Eiichi; Sanada, Hiroyuki; Iwatsuki, Teruki; Sugita, Yutaka; Kurikami, Hiroshi

塊状の珪質泥岩(オパールCTゾーン)の珪藻質泥岩(オパールAゾーン)との境界付近に、高い一軸圧縮強度を示す部分が認められた。その硬質部に関して、全化学組成はとりわけシリカの付加的なセメント作用や鉱物組成の違いを示さない。一方、硬質部はオパールAとオパールCTが共存する遷移帯に対応している。電子顕微鏡(SEM画像)は、遷移帯において、珪藻から構成される既存の骨格の空隙に微細なオパールCTが沈殿していることを示す。一方、遷移帯の下位では、そのような骨格は珪藻よりも細粒で球状なオパールCTの集積によって再構築されていることを示す。おそらく、硬質部はオパールAとオパールCTの共存によってより強固な骨格/セメント硬化がもたらされたことにより形成されたものと考えられる。遷移帯は一般的に強固に、そして脆性的になりやすく、岩石が変形を受けている場合は、地下水流動に対して大きな影響力を持ちえる。

In a massive siliceous mudstone at the Horonobe Underground Research Laboratory site, a "hard part" showing remarkably high unconfined compressive strength was observed at the top of the siliceous mudstone (opal-CT zone) bounding overlying diatomaceous mudstone (opal-A zone). The "hard part" corresponds to a transition zone where opal-A and opal-CT coexist. Bulk chemistry and SEM images indicate that the "hard part" results from the stronger framework/cementation by the coexistence of opal-A and opal-CT. A transition zone can be generally stronger and more brittle and, if it is deformed, have significant impact on fluid flow.