Large disequilibrium of U/U isotope ratios in deep groundwater and its potential application as a groundwater mixing indicator

栗林 千佳*; 宮川 和也   ; 伊藤 茜*; 谷水 雅治*

Kuribayashi, Chika*; Miyakawa, Kazuya; Ito, Akane*; Tanimizu, Masaharu*

地下水の流動や分布域の把握に有用な同位体トレーサーの1つとしてU/U放射能比(AR)が用いられている。地下水中におけるARは周囲の母岩との岩石・水反応により変動することが知られているが、深部地下水における研究例は限られている。北海道幌延地域には新第三紀堆積層である珪質泥岩の稚内層および珪藻質泥岩の声問層が分布し、そこには地層堆積時に間隙に取り込まれた海水を起源として埋没続成作用により変質した塩水系地下水(化石海水)が分布する。本研究では酸化還元電位の低い滞留性の深部地下水におけるARの変動について把握するとともに、ARのトレーサーとしての有用性について検討した。その結果、天水浸透率が小さい深部地下水ほど低いARを示した。天水浸透により化石海水が希釈され、イオン強度が低下した結果、収着イオンの脱離や沈殿物の溶解によるUの選択的な脱離・溶解が進行し、ARが増加したと考えられた。さらに、稚内層に産する炭酸塩脈のU-Th年代から炭酸塩沈澱時の地下水のARを推定し、本地域の地下水流動環境の長期変化に関するより詳細な知見を得た。このことから、ARは水質の変動プロセスを把握するトレーサーとして有用であると考えられる。

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