Formative mechanism of inhomogeneous distribution of fractures, an example of the Toki Granite, Central Japan

土岐花崗岩における不均質な割れ目の分布の生成機構に関する検討

笹尾 英嗣   ; 湯口 貴史*; 伊藤 康人*; 井上 貴至*; 石橋 正祐紀

Sasao, Eiji; Yuguchi, Takashi*; Ito, Yasuto*; Inoue, Takashi*; Ishibashi, Masayuki

高レベル放射性廃棄物の地層処分において、割れ目ネットワークの理解は物質移動特性を評価する上で重要な課題である。本報告では、土岐花崗岩を事例として、割れ目の不均一な分布の成因を検討した。土岐花崗岩では、浅部に低角度および高角度傾斜の割れ目の多い部分があるが、深部では割れ目の数は減少し、高角度傾斜割れ目が卓越する。また、高角度傾斜割れ目の密度分布は不均一である。熱年代学および古地磁気学的研究からは花崗岩形成初期には冷却速度が速く、地磁気方位がばらつくことが明らかになった。これらのことから、花崗岩は急速冷却期に不均一に歪が分布し、その結果として脆性領域に達した際に歪分布に基づいて、不均一に割れ目が形成されたと考えられる。このことから、割れ目ネットワークの理解には、花崗岩冷却過程の理解が必要である。

Understanding of the fracture network is important for disposal of high-level radioactive waste. We present our hypothesis on the formative mechanism of inhomogeneous distribution of fracture in the Toki Granite. In the Toki Granite, low- and high-angle fractures are abundant at the shallower part, while less at the deeper part where high-angle fracture is dominant. Distribution of the high-angle fracture is inhomogeneous. Thermochronological study revealed that the rapid cooling occurred at the early stage of granite formation. Paleomagnetic directions of the intact granite were dispersed. This suggests granite was plastically deformed during rapid cooling period. The rapid cooling might cause inhomogeneous distribution of cooling strain. When the granite reached to brittle deformation field, inhomogeneous fracture distribution was formed by the inhomogeneous strain. If so, recognition of the cooling history is essential to understand the distribution of the fracture network.