Anion exclusion in crystalline rocks; The Influence of rock structure and pore network
結晶質岩における陰イオン排除; 岩石構造と空隙ネットワークの影響
Havlov, V.*; Zuna, M.*; Brzda, L.*; Rosendorf, T.*; Sammaljrvi, J.*; Nenonen, V.*; Siitari-Kauppi, M.*; 笹尾 英嗣 ; Gvodk, L.*
Havlov, V.*; Zuna, M.*; Brzda, L.*; Rosendorf, T.*; Sammaljrvi, J.*; Nenonen, V.*; Siitari-Kauppi, M.*; Sasao, Eiji; Gvodk, L.*
陰イオン排除は主に粘土において注目されてきたが、結晶質岩の一部でも観察されている。陰イオン排除はナノメートルスケールの空隙でも生じうるため、本研究では、結晶質岩のうちチェコ共和国の深成岩(花崗岩類)と変成岩を対象として空隙構造の詳細な特性を調査するとともに、トレーサー物質としてH, Cl, Iを用いた透過拡散試験を実施した。透過拡散試験の結果、いずれの試料においても陰イオンの拡散はHよりも遅いことが確認され、陰イオン排除が生じていると考えられた。また、拡散速度に関しては、深成岩の方が変成岩よりも早い結果が得られた。空隙構造の観察では、水飽和法により空隙率測定に加えて、オートラジオグラフ法によって空隙の分布を調査した。空隙構造に関しては現在も解析中であるが、これまでのところ、拡散速度の違いは空隙の連結性に起因する可能性が示唆されている。
Anion exclusion is a process that has been widely observed mainly with concern to clay materials. However, this process has also been observed in some types of crystalline rock. Because anion exclusion exerts the impact on migration in the most constricted parts of nanometre-scale pores, this study focused on H, Cl and I diffusion together with the characterisation of the rock pore structure of magmatic and metamorphic rocks. Both the anionic species exhibited lower diffusion coefficients than that of H, thus indicating anionic exclusion mainly in the metamorphic rocks studied. The De values for the anions in the metamorphic rocks differed from those in the magmatic rocks by around one order of magnitude. The difference between the De values for magmatic and metamorphic rocks is clearly supported by pore structure visualisation by autoradiography. Preliminary results showed decreasing accessible porosity for anionic species rather than decreasing pore diffusion coefficients.