地質環境の長期安定性に関する研究 年度報告書(令和5年度)

丹羽 正和; 島田 耕史; 末岡 茂; 石原 隆仙; 箱岩 寛晶; 浅森 浩一; 村上 理; 福田 将眞; 小北 康弘; 鏡味 沙耶; et al.

JAEA-Research 2024-013, 65 Pages, 2024/11

JAEA-Research-2024-013.pdf:4.22MB

本報告書では、高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する研究開発のうち、深地層の科学的研究の一環として実施している地質環境の長期安定性に関する研究について、第4期中長期目標期間(令和4年度令和10年度)における令和5年度に実施した研究開発に係る成果を取りまとめたものである。第4期中長期目標期間における研究の実施にあたっては、地層処分事業における概要・精密調査や国の安全規制に対し研究成果を適時反映できるよう、(1)調査技術の開発・体系化、(2)長期予測・影響評価モデルの開発、(3)年代測定技術の開発の三つの枠組みで研究開発を進めている。本報告書では、それぞれの研究分野に係る科学的・技術的背景を解説するとともに、主な研究成果等について取りまとめた。

Analysis of the stress field around concealed active fault from minor faults-slip data collected by geological survey; An Example in the 1984 Western Nagano Earthquake region

西山 成哲; 中嶋 徹; 後藤 翠*; 箱岩 寛晶; 長田 充弘; 島田 耕史; 丹羽 正和

Earth and Space Science (Internet), 11(6), p.e2023EA003360_1 - e2023EA003360_15, 2024/06

https://doi.org/10.1029/2023EA003360

活断層が確認されていない様々なテクトニックセッティングの地域において、マグニチュード67クラスの地震が発生することがある。地震被害の低減のためには、そのような地震を発生させる伏在断層を把握することが重要であるが、それを把握するための手がかりとなる証拠は少ない。1984年に発生した長野県西部地震は、Mj 6.8、震源の深さが2kmと浅部で発生した規模の大きい地震である。本地域は固結した基盤が露出する地域であるにも関わらず、地表地震断層や地震後の地形変状は確認されておらず、震源断層は地下に伏在していることが知られている。本研究では、1984年長野県西部地震の震源地域において、地表踏査により割れ目に認められる条線のデータを集め、その条線形成に影響を与えた応力を、収集したデータを用いた多重逆解法で推定した。その結果、既知の伏在断層周辺の小断層において、本地域にはたらく現在の広域応力と同様の応力が検出された。この小断層の中には、第四紀の火山岩中に認められたものもあり、小断層がごく最近に活動したことを裏付ける。このことは、これらの小断層が伏在断層周辺に発達するダメージゾーンの一部である可能性を示しており、伏在断層を把握するための手がかりとなることが期待される。

地質環境の長期安定性に関する研究 年度計画書(令和5年度)

丹羽 正和; 島田 耕史; 末岡 茂; 藤田 奈津子; 横山 立憲; 小北 康弘; 福田 将眞; 中嶋 徹; 鏡味 沙耶; 小形 学; et al.

JAEA-Review 2023-017, 27 Pages, 2023/10

JAEA-Review-2023-017.pdf:0.94MB

本計画書では、高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する研究開発のうち、深地層の科学的研究の一環として実施している地質環境の長期安定性に関する研究について、第4期中長期目標期間(令和4年度令和10年度)における令和5年度の研究開発計画を取りまとめた。本計画の策定にあたっては、これまでの研究開発成果や大学等で行われている最新の研究成果に加え、地層処分事業実施主体や規制機関等の動向を考慮した。研究の実施にあたっては、地層処分事業における概要・精密調査や国の安全規制に対し研究成果を適時反映できるよう、(1)調査技術の開発・体系化、(2)長期予測・影響評価モデルの開発、(3)年代測定技術の開発の三つの枠組みで研究開発を推進する。

変質岩脈中に密に発達する小断層から推定される地殻浅部の応力状態

安邊 啓明*; 中嶋 徹*; 西山 成哲; 箱岩 寛晶*; 石原 隆仙*; 木田 福香; 小北 康弘; 丹羽 正和

no journal, , 

地殻の応力状態は、深度方向に変化することが知られている。しかし、応力状態の推定に地質時代の変形構造を利用する場合、応力が働いた深度に関する情報を得ることが難しい。本研究では、変質岩脈中に発達する露頭規模の断層(小断層)を使うことで、岩脈が変質を被った深度や環境、変質と小断層形成の前後関係を推定することにより、小断層の形成環境を制約できる可能性について検討した。花崗岩中に貫入する変質岩脈Aを用いて、化学組成分析や鉱物組成分析を行い、岩脈Aの変質環境及び小断層の形成環境を推定した。また、岩脈A中及び母岩中に発達した小断層についてそれぞれ応力逆解析を行い、岩脈A中の小断層の形成機構や母岩との違いを検討した。化学組成分析や鉱物組成分析の結果、岩脈Aの変質は酸化的な環境で生じたこと、岩脈A中の重元素濃集部は剪断変形と同時に沈殿したことが示唆された。小断層解析の結果から、母岩の花崗岩に比べて岩脈A中のほうが小断層群が発達しやすい環境であったと考えられる。

伏在する活断層の周辺地域における小断層を用いた応力逆解析の適用; 1984年長野県西部地震の震源地域における例

西山 成哲; 中嶋 徹; 後藤 翠*; 箱岩 寛晶; 長田 充弘; 島田 耕史; 丹羽 正和

no journal, , 

活断層が確認されていない様々なテクトニックセッティングの地域において、マグニチュード67クラスの地震が発生することがある。地震被害の低減のためには、そのような地震を発生させる伏在断層を把握することが重要であるが、それを把握するための手がかりとなる証拠は少ない。本研究では、伏在断層の存在が明らかとなっている1984年長野県西部地震の震源地域において、地表踏査により割れ目に認められる小断層のスリップデータを集め、多重逆解法を実施した。その結果、既知の伏在断層周辺の小断層において、本地域にはたらく現在の広域応力と同様の応力が検出された。この小断層のスリップデータの中には、第四紀の火山岩中に認められたものもあり、小断層がごく最近に活動したことを裏付ける。このことは、これらの小断層が伏在断層周辺に発達するダメージゾーンの一部である可能性を示しており、伏在断層を把握するための手がかりとなることが期待される。本研究は経済産業省資源エネルギー庁委託事業「令和24年度高レベル放射性廃棄物等の地層処分に関する技術開発事業(JPJ007597)(地質環境長期安定性評価技術高度化開発)」の成果の一部である。

Stress fields affected minor faults around the concealed active fault based on geological survey; An Example in the 1984 Western Nagano Earthquake region

西山 成哲; 中嶋 徹; 後藤 翠*; 安邊 啓明; 箱岩 寛晶; 石原 隆仙; 長田 充弘*; 島田 耕史; 丹羽 正和

no journal, , 

Earthquakes with magnitudes of 6-7 have been reported even in various active tectonic settings where fault deformation topography have not been detected. Therefore, delineating concealed active faults generating such earthquakes is necessary to reduce earthquake damage; however, few studies exist to provide its clues regarding such faults. The 1984 Western Nagano Earthquake in Japan was a main shock with a magnitude of Mj 6.8 and a depth of 2 km at the source. Solid bedrocks are well-exposed in the earthquake source region; however, no surface rupture have been identified, and the active fault is known to be concealed. We collected minor faults-slip data by geological survey around this area and estimated stresses in this area using the multiple inverse method, confirmed that stresses similar to acting faults in this area were detected in minor faults around the known concealed active fault (Nishiyama et al., 2024). In this presentation, we will discuss the stresses that affected the minor faults that develop around the concealed active fault, including newly detected stresses from expanded survey area. The results of the survey were similar to those of Nishiyama et al. (2024) in the area of the expanded survey area. This suggests that the minor faults might be part of the damage zone that has been developed around the concealed active fault. This study indicates the possibility of detecting concealed active faults in the bedrock by geological survey. This study was funded by the Ministry of Economy, Trade and Industry (METI), Japan as part of its R&D supporting program titled "Establishment of Advanced Technology for Evaluating the Long-term Geosphere Stability on Geological Disposal Project of Radioactive Waste (JPJ007597) (Fiscal Years 2020-2022)" and "Establishment of Technology for Comprehensive Evaluation of the Long-term Geosphere Stability on Geological Disposal Project of Radioactive Waste (JPJ007597) (Fiscal Years 2023-2024)".

活断層地形が不明瞭な地域における小断層の応力逆解析; 1984年長野県西部地震の震源周辺地域における例

西山 成哲; 中嶋 徹; 後藤 翠*; 箱岩 寛晶; 末岡 茂; 島田 耕史; 丹羽 正和

no journal, , 

M6-7の規模のいくつかの地震については地表地震断層が不明確とされており、このような地震を引き起こす活断層を把握するための評価手法の確立が必要である。本研究では、明瞭な地表地震断層が現れていない1984年長野県西部地震の震源地域において、地表踏査により収集した小断層の条線データを用いた応力逆解析により小断層の活動に影響を与えたと考えられる応力場を推定し、広域応力場と整合的な小断層が多い領域を抽出した。地表踏査の結果、321条の小断層データを収集した。これら小断層データの位置とデータ数を考慮して調査地域を13個の領域に区分けし、各領域における応力逆解析の結果、伏在断層の上端に近い領域において、本地域の広域応力場と調和的なNW-SE方向に1軸を持つ応力が検出された。これらの領域には、伏在断層の活動に伴って変位した小断層が相対的に多いと考えられ、それらの分布範囲は伏在断層のダメージゾーンもしくはさらに広範囲に広がる変形帯に相当することが予想される。このことから、明瞭な断層変位地形が認められない場合でも、地表踏査によりその分布や影響範囲を推定できると期待される。本研究は経済産業省資源エネルギー庁委託事業「令和2-4年度高レベル放射性廃棄物等の地層処分に関する技術開発事業(JPJ007597)(地質環境長期安定性評価技術高度化開発)」の成果の一部である。