An Evaluation of the long-term stagnancy of porewater in the neogene sedimentary rocks in northern Japan

北海道北部における新第三系堆積岩中の間隙水の長期にわたる安定性の評価

中田 弘太郎*; 長谷川 琢磨*; 大山 隆弘*; 石井 英一   ; 宮川 和也   ; 笹本 広   

Nakata, Kotaro*; Hasegawa, Takuma*; Oyama, Takahiro*; Ishii, Eiichi; Miyakawa, Kazuya; Sasamoto, Hiroshi

高レベル放射性廃棄物地層処分の安全評価におけるシナリオの一つとして、地下水シナリオがある。地下水シナリオに基づく安全評価において、長期間にわたり地下水の移動が遅いことは重要な要因である。本研究では、透水性の低い堆積岩地域の一例として、北海道幌延地域に分布する新第三系の海成堆積岩である声問層と稚内層中の地下水の安定性について、塩素やヘリウムの同位体及び水の安定同位体を用いて調査・考察を行なった。その結果、稚内層の深部地下水は、約100万年前から始まった地層の隆起後も、天水の影響を受けることなく、安定に存在している可能性が示された。一方、声問層や稚内層浅部の地下水は、地層の隆起後、天水の影響を受けており、このことは地下水年代測定の結果からも支持された。本地域の様に、地層の圧密・続成作用を受けた厚い堆積層では、間隙水・結晶水の放出等の影響を受け、地下水の絶対年代を正確に推定することは難しい。しかし、本研究において検討した地下水年代測定の結果と地史との比較は、地下水の流動性に関わる概略的な評価(長期にわたる地下水の安定性の有無)を行う上で有効な手段であると考えられる。

A groundwater scenario is one of the scenario for safety assessment of geological disposal of high-level radioactive waste. In the safety assessment for groundwater scenario, the slow groundwater flow for a long-term should be an important factor. In the present study, study on stability of groundwater in the Koetoi and Wakkanai formations of Neogene marine based sedimentary rock at the Horonobe area, Hokkaido was performed by investigating the isotopes of chlorine and helium, and the stable isotopes of water. As the results, the stability of groundwater in deeper part of the Wakkanai formation was suggested due to no direct evidence of meteoric water intrusion during the uplift since ca. 1 Ma. Contrary, the groundwater both in the Koetoi formation and the upper Wakkanai formation would be unstable because the meteoric water intrusion was suggested by paleohydrogeological condition and the results of groundwater dating. Likely the Horonobe area, the accurate dating of groundwater would be difficult due to the complex effects of upward and mixing water derived from diagenesis in the thick sediment formation. However, a comparative procedure using both the results of groundwater dating and paleohydrogeological information would be useful for general evaluation of groundwater flow conditions for the long-term (i.e., check the possibility for long-term stability of groundwater).