希土類元素・トリウムおよびウランの堆積岩中における保持状態; 北海道幌延地域における調査例

Retention of rare earth elements, thorium and uranium in sedimentary rocks; A Case study in the Horonobe area of Hokkaido, Japan

村上 拓馬; 笹本 広   ; 水野 崇   

Murakami, Takuma; Sasamoto, Hiroshi; Mizuno, Takashi

高レベル放射性廃棄物の地層処分の安全評価に関して、地層中における長期にわたる物質の移動現象を調査するための手法開発が重要である。本研究では、幌延地域の地下深部に分布する堆積岩(声問層および稚内層)を一例に、希土類元素、トリウムおよびウランの分布(保持)状態を調査した。また、水理地質特性や岩相の違いによるこれら元素の分布状態への影響についても検討した。その結果、声問層および稚内層中の希土類元素やトリウムは、陸域起源の砕屑物由来の鉱物や堆積物埋没後の続成作用の過程で生じた二次鉱物に保持されており、地層の違いに依らず比較的均質に分布していると考えられた。また、ウランは、堆積時あるいは続成作用の過程の中で有機物への吸着や有機物の分解に伴う還元環境の形成により地層中に固定され、現在に至るまで長期にわたり保持されてきたと推察された。さらに、水理地質特性・岩相の違いによるこれらの元素の分布状態への影響は認められなかった。

Development of techniques for investigating the long-term migration of elements in deep underground is important with respect to safety assessment for the geological disposal of high-level radioactive waste. As one study of the migration of elements in deep underground, the distribution of REE, Th and U in sedimentary rock of Horonobe area in Hokkaido was investigated, and discussed whether the difference of hydrogeological structure and lithofacies influences on the distributions. As the results, it was considered that REE and Th were mainly retained in minerals originating from terrigenous clastic and secondary mineral occurred in early diagenesis, and their distributions were relatively homogenous in both the Koetoi and Wakkanai formations. Uranium was indicated to be maintained in the sedimentary rock until now after depositing in deep-sea sediment. It was considered that the U deposition was occurred by adsorption on organic matter and reductive precipitation with decomposition of organic matter. In addition, it was confirmed that the distributions of these elements were not influenced by the difference of hydrogeological and lithofacies.