深部結晶質岩における割れ目の形成・充填過程と透水性割れ目の地質学的特徴;土岐花崗岩を例として

Characterization of water conducting fracture and their long-term behavior in deep crystalline rock; A Case study of the Toki granite

石橋 正祐紀; 安藤 友美*; 笹尾 英嗣   ; 湯口 貴史; 西本 昌司*; 吉田 英一*

Ishibashi, Masayuki; Ando, Tomomi*; Sasao, Eiji; Yuguchi, Takashi; Nishimoto, Shoji*; Yoshida, Hidekazu*

高レベル放射性廃棄物の地層処分では、長期的な透水性構造の変遷を考慮する必要がある。そのため、本研究では透水性割れ目の特徴に着目し、地下約300mの水平坑道から取得したデータに基づいて、透水性割れ目の変遷について検討を行った。その結果、深度300mの坑道では1670本の割れ目が認められ、そのうち約11%の割れ目が透水性割れ目であった。透水性割れ目のうち、グラウト材で充填されるような割れ目は、割れ目周辺母岩の変質が顕著ではなく、方解石で充填される。一方で、グラウト材で充填されていないが、少量の湧水を伴う割れ目は、水みちとして機能していないと考えられるシーリング割れ目と類似した特徴を示す。割れ目充填鉱物と割れ目周辺母岩の変質に基づくと、これらの割れ目は、花崗岩の貫入・定置(ステージI)後の冷却過程における形成及び熱水活動時期における充填(ステージII)、その後の隆起・侵食に伴う開口・伸長(ステージIII)といった履歴が考えられた。また、現在の透水性割れ目は、ステージIIにおいて割れ目の充填による透水性の低下を被るが、その後の隆起・侵食に伴う開口又は伸長による透水性の増大によって形成されたと考える。

Understanding of long-term history of water-conducting features such as flow-path fractures is key issue to evaluate deep geological environment for geological disposal of high-level radioactive waste (HLW). Thus, we conducted study on the geological features and the long-term behavior of flow-path fractures based on the data obtained at -300m levels in the Mizunami Underground research laboratory (MIU), central Japan. Total 1670 fractures were mapped in underground gallery at the -300m levels. Flow-path fractures occupy about 11% of all fractures. The flow-path fractures are divided into grout filling fractures and low inflow-rate fractures. All of the grout filling fractures is filled with calcite as fracture filling minerals without conspicuous host rock alteration around fractures. The low inflow-rate fractures possessed similar geological character with the sealed fractures which are not acted as flow-path. The geological character of fracture filling and host tock alteration around fractures indicates the history of the formation at the time of intrusion and emplacement of host granite (Stage I), then filling at hydrothermal event (Stage II), and finally opening and elongation during exhumation stage (Stage III). In conclusion, the present flow-path fractures were formed by opening and/or elongation of pre-existed fractures, which were filled at the hydrothermal event, at the time of exhumation.