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報告書

断層変位地形が不明瞭なひずみ集中帯におけるリニアメントカタログの作成; 南九州せん断帯における事例(受託研究)

後藤 翠; 佐々木 亮道*; 小松 哲也; 三輪 敦志*; 照沢 秀司*; 楮原 京子*; 島田 耕史

JAEA-Research 2020-013, 88 Pages, 2020/11

JAEA-Research-2020-013.pdf:22.86MB
JAEA-Research-2020-013-appendix(CD-ROM).zip:0.18MB

活断層を見出す調査技術の向上は、地層処分事業を進めるにあたって、断層のずれに伴う透水性の増加が生じる場所を避ける観点から重要である。通常、活断層の存在は、断層運動の地形学的痕跡である断層変位地形の空中写真判読と、現地の地質調査により確認する。しかし、地形学的な痕跡が不明瞭な場合の調査手法は十分整備されていない。そこで、本研究では、既往の地形学的手法を高度化する観点から、活断層を見出す指標となり得る地形学的特徴の直線状ないし弧状配列(リニアメント)を、通常の活断層研究ではほとんど無視されるような明瞭さが乏しいランクまで判読した。調査地域は、測地学的なひずみ集中帯であり、1997年鹿児島県北西部地震(Mj 6.6)の震源断層が伏在している南九州せん断帯である。本研究では、1/25,000地形図62枚の範囲の空中写真判読を実施し、得られた1,327条のリニアメントを地形図上に示し、リニアメントの分布密度,方向性,長さ,地形,地質などの項目について整理した。その結果、南九州せん断帯方向の東西系のリニアメントが西部で卓越し、鹿児島県北西部地震の余震分布域ではリニアメントが高密度で分布することが明らかとなった。これらの結果とともに、明瞭さ,方向,長さなどと地形的特徴の組み合わせによる類型化に基づく代表的な13条のリニアメントについてカタログをとりまとめた。

報告書

地質環境の長期安定性に関する研究,年度報告書(令和元年度)

石丸 恒存; 尾方 伸久; 國分 陽子; 島田 耕史; 花室 孝広; 島田 顕臣; 丹羽 正和; 浅森 浩一; 渡邊 隆広; 末岡 茂; et al.

JAEA-Research 2020-011, 67 Pages, 2020/10

JAEA-Research-2020-011.pdf:3.87MB

本報は、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3期中長期目標期間(平成27年度$$sim$$令和3年度)における令和元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3期中長期目標期間における研究の実施にあたっては、最終処分事業の概要調査や安全審査基本指針等の検討・策定に研究成果を適宜反映できるよう、(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進めている。本報では、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述べる。

報告書

地質環境の長期安定性に関する研究,年度計画書(令和2年度)

石丸 恒存; 尾方 伸久; 島田 耕史; 國分 陽子; 丹羽 正和; 浅森 浩一; 渡邊 隆広; 末岡 茂; 小松 哲也; 横山 立憲; et al.

JAEA-Review 2020-010, 46 Pages, 2020/07

JAEA-Review-2020-010.pdf:1.89MB

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3期中長期目標期間(平成27年度$$sim$$令和3年度)における令和2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、「地質環境の長期安定性に関する研究」基本計画-第3期中長期計画に基づき、これまでの研究開発成果、関係研究機関の動向や大学等で行われている最新の研究成果、実施主体や規制機関のニーズ等を考慮した。研究の実施にあたっては、最終処分事業の概要調査や安全審査基本指針等の検討・策定に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。

報告書

地質環境の長期安定性に関する研究,年度報告書(平成30年度)

石丸 恒存; 尾方 伸久; 花室 孝広; 島田 顕臣; 國分 陽子; 浅森 浩一; 丹羽 正和; 島田 耕史; 渡邊 隆広; 雑賀 敦; et al.

JAEA-Research 2019-006, 66 Pages, 2019/11

JAEA-Research-2019-006.pdf:4.39MB

本報は、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3期中長期目標期間(平成27年度$$sim$$令和3年度)における平成30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3期中長期目標期間における研究の実施にあたっては、最終処分事業の概要調査や安全審査基本指針等の検討・策定に研究成果を適宜反映できるよう、(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進めている。本報告では、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、主な研究成果及び今後の課題等について述べる。

報告書

地質環境の長期安定性に関する研究,年度計画書(令和元年度)

石丸 恒存; 尾方 伸久; 花室 孝広; 島田 顕臣; 國分 陽子; 浅森 浩一; 丹羽 正和; 島田 耕史; 渡邊 隆広; 末岡 茂; et al.

JAEA-Review 2019-010, 46 Pages, 2019/09

JAEA-Review-2019-010.pdf:2.45MB

本計画書は、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3期中長期目標期間(平成27年度$$sim$$令和3年度)における令和元年度の研究開発計画である。本計画の策定にあたっては、「地質環境の長期安定性に関する研究」基本計画-第3期中長期計画に基づき、第2期中期目標期間(平成22年度$$sim$$平成26年度)における研究開発の成果、関係研究機関の動向や大学等で行われている最新の研究成果、実施主体や規制機関のニーズ等を考慮した。研究の実施にあたっては、最終処分事業の概要調査や安全審査基本指針等の検討・策定に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していく。

論文

長期的な地形変化と気候変動による地下水流動状態の変動性評価手法の構築

尾上 博則; 小坂 寛*; 松岡 稔幸; 小松 哲也; 竹内 竜史; 岩月 輝希; 安江 健一

原子力バックエンド研究(CD-ROM), 26(1), p.3 - 14, 2019/06

高レベル放射性廃棄物の地層処分の安全評価は、処分施設閉鎖後、数万年以上に及ぶ時間スケールを対象として実施される。そのため、長期的な自然現象による影響を考慮した地下水の流速や移行時間といった地下水流動状態の長期変動性の評価技術の整備は重要な技術開発課題である。本研究では、長期的な自然現象のうち隆起・侵食による地形変化や気候変動に着目し、それらに対する地下水流動状態の変動性を、複数の定常解析結果に基づく変動係数で評価可能な手法を構築した。岐阜県東濃地域を事例とした評価手法の適用性検討の結果、過去100万年間の地形変化や涵養量の変化による影響を受けにくい地下水の滞留域を三次元的な空間分布として推定した。本評価手法を適用することで、地層処分事業の評価対象領域において、地形変化や気候変動に対する地下水流動状態の変動性が小さい領域を定量的かつ空間的に明示することができる。さらに、岐阜県東濃地域における事例検討結果を踏まえて、外挿法を用いた地下水流動状態の変動性の将来予測の基本的な考え方を整理するとともに、将来予測手法の適用可能な時間スケールについて考察した。

報告書

地質環境の長期安定性に関する研究,年度報告書(平成29年度)

石丸 恒存; 尾方 伸久; 島田 顕臣; 浅森 浩一; 國分 陽子; 丹羽 正和; 渡邊 隆広; 雑賀 敦; 末岡 茂; 小松 哲也; et al.

JAEA-Research 2018-015, 89 Pages, 2019/03

JAEA-Research-2018-015.pdf:14.43MB

本報は、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3期中長期目標期間(平成27年度$$sim$$平成33年度)における平成29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3期中長期目標期間における研究の実施にあたっては、最終処分事業の概要調査や安全審査基本指針等の検討・策定に研究成果を適宜反映できるよう、(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進めている。本報告では、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、主な研究成果及び今後の課題等について述べる。

論文

Provenance identification based on EPMA analyses of heavy minerals; Case study of the Toki Sand and Gravel Formation, central Japan

清水 麻由子; 佐野 直美; 植木 忠正; 小松 哲也; 安江 健一*; 丹羽 正和

Island Arc, 28(2), p.e12295_1 - e12295_13, 2019/03

 被引用回数:1 パーセンタイル:68.98(Geosciences, Multidisciplinary)

重鉱物には風化に強いものがあり、なかでも固溶体を成す重鉱物は同種の鉱物であっても、化学組成として後背地の岩体の情報を保持していることがある。そのため、重鉱物の種類や存在比に加えて化学組成を知ることは、後背地の岩体と砕屑物を対比する手法として極めて有効である。しかし、偏光顕微鏡を用いた重鉱物の同定では、多量の鉱物粒子を対象とするには非常に手間を要する。本研究では、電子プローブマイクロアナライザ(EPMA)を用いて鉱物の化学組成を分析し、同時に鉱物種の同定や存在比の計測も実施できる手法を構築した。さらにこの手法の有用性を確認するため、既に後背地の検討が進められている岐阜県東濃地域の東海層群土岐砂礫層の試料と、その後背地岩体と推定される基盤岩の試料(苗木・上松花崗岩,濃飛流紋岩)の分析を行い、既往研究と整合的な結果が得られることを確認した。このことから、本手法は後背地解析の手法として有効であると考えられる。

報告書

地質環境の長期安定性に関する研究,年度計画書(平成30年度)

石丸 恒存; 尾方 伸久; 島田 顕臣; 浅森 浩一; 國分 陽子; 丹羽 正和; 渡邊 隆広; 雑賀 敦; 末岡 茂; 小松 哲也; et al.

JAEA-Review 2018-020, 46 Pages, 2019/01

JAEA-Review-2018-020.pdf:1.25MB

本計画書は、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3期中長期目標期間(平成27年度$$sim$$平成33年度)における平成30年度の研究開発計画である。本計画の策定にあたっては、「地質環境の長期安定性に関する研究」基本計画-第3期中長期計画に基づき、第2期中期目標期間(平成22年度$$sim$$平成26年度)における研究開発の成果、関係研究機関の動向や大学等で行われている最新の研究成果、実施主体や規制機関のニーズ等を考慮した。研究の実施にあたっては、最終処分事業の概要調査や安全審査基本指針等の検討・策定に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していく。

論文

第8章 統合自然地理学の実践の場となる地層処分技術の研究開発

小松 哲也

実践統合自然地理学, p.105 - 121, 2018/07

日本列島における高レベル放射性廃棄物の地下処分、すなわち地層処分では、地下300m以深の地質環境の変化を数万年以上先まで評価・予測する技術の開発が求められる。その技術開発が、統合自然地理学の実践の場になることを幌延地域での研究開発事例から示す。

論文

Characteristics of electron spin resonance signal of quartz from sediments and adjacent bedrocks

徳安 佳代子; 安江 健一; 小松 哲也; 田村 糸子; 堀内 泰治

QST-M-2; QST Takasaki Annual Report 2015, P. 189, 2017/03

日本の山地では、一般的に隆起による高度増大に伴い侵食速度が増大する傾向がある。侵食速度が隆起速度と動的平衡状態にある山地では、時間が経っても平均高度が一定に保たれるため、山地から平野にかけての地下水流動は時間経過によって変化しないと考えられる。一方、隆起開始から時間が十分に経過しておらず動的平衡状態に至っていない山地は、今後、高度の増大に伴って地下水流動が変化する可能性がある。放射性廃棄物の地層処分においては、このような地形変化に伴う地質環境を把握することが重要な検討課題となるため、本研究では、砕屑粒子をその周辺の基盤岩中の石英の電子スピン共鳴(Electron Spin Resonance: ESR)信号特性を比較し、石英の供給源を推定する手法の有効性について検討した。ESR測定の結果、堆積物とその起源となり得る基盤岩のESR特性が類似していたことから、石英粒子のESR信号特性を用いる方法は堆積物の供給源推定に有効であると考えらえる。

論文

Local fields at nonmagnetic impurity sites in a perovskite $${rm La_{0.7}Ca_{0.3}MnO_3}$$

佐藤 渉*; 小松田 沙也加*; 長 明彦; 佐藤 哲也; 大久保 嘉高*

Hyperfine Interactions, 237(1), p.113_1 - 113_6, 2016/12

 被引用回数:2 パーセンタイル:28.39

局所磁気および構造の研究を目的に、ペロブスカイト型マンガン酸化物$${rm La_{0.7}Ca_{0.3}MnO_{3}}$$ ($$T_C$$ $$sim$$ 250K)に導入した$$^{111}$$Cd ($$leftarrow$$ $$^{rm 111m}$$Cd)および$$^{111}$$Cd($$leftarrow$$ $$^{rm 111}$$In)プローブ核における磁気超微細場と電場勾配を、時間微分摂動角相関分光法を用いて測定した。77Kの強磁性相において、La/Ca Aサイト上の非磁性$$^{111}$$Cd核では、ごくわずかなsupertransferred magnetic hyperfine field(SMHF)($$<$$0.014T)が明確な電場勾配とともに観察された。この現象は、我々が以前Aサイトの$$^{140}$$Ceプローブ核について測定した大きな磁気超微細場($$B_{hf}$$=6.9T)が、隣接するMnイオンからのSMHFによって配向された4$$f$$スピンの寄与に由来することを示唆している。

論文

パミールにおける新生代の地質構造発達史に関する最近の研究

小松 哲也

地学雑誌, 125(5), p.661 - 698, 2016/10

パミールは中央アジアに位置し、ヒマラヤ-チベット山塊の西端を占める。本総説では、パミールにおける地質構造発達史に関する以下の知見を紹介する。(1)パミールの範囲,気候,地形、(2)パミールの地質構造発達史の理解において鍵となる「テレーンとその成り立ち」、「変成岩ドーム」、「火山活動とアルカリ深成岩の貫入」、「断層とその活動史」、(3)「パミールを含めたヒマラヤ-チベット山塊の沈み込み帯」と「パミールの現在の地殻変形」、(4)パミールにおける新生代の地質構造発達史とそれに係るいくつかのトピック、(5)パミールを対象としたテクトニクス研究についての展望

口頭

岐阜県南東部に位置する屏風山断層の破砕・変質履歴

香取 拓馬*; 小林 健太*; 安江 健一; 丹羽 正和; 小松 哲也; 細谷 卓志*; 笹尾 英嗣

no journal, , 

百万年以上の時間スケールの地形・地質モデルの構築において重要となる断層の発達史に関する調査技術の開発に資するため、東濃地域の屏風山断層を対象とした断層岩の構造解析および化学分析を行った。露頭および薄片観察の結果、断層破砕帯は複数の種類の断層岩に区分され、断層岩によって異なる運動センスを示すことが分かった。粉末X線回折分析による変質鉱物の分布や、蛍光X線分析による化学組成も断層岩ごとに明瞭な違いが見られる。以上の観察および分析に基づくと、断層破砕帯には異なる深度・応力場における複数のステージの活動が保存されている可能性が高い。

口頭

山地形成過程の把握に必要な後背地解析技術の研究; 石英の放射線損傷を用いた手法

安江 健一; 小松 哲也; 徳安 佳代子; 田村 糸子; 堀内 泰治

no journal, , 

山地の発達段階の理解は、将来の地下水の流れ等の地質環境の予測・評価において重要である。山地の発達段階は、山地形成過程から推定できることから、山地形成過程を把握するための後背地解析技術の開発が必要である。本研究では、堆積物に普遍的に含まれ風化に強い石英とジルコンに着目して、地球化学特性・物理化学特性・放射年代値を指標とした堆積物の供給源を推定する手法の開発・体系化を進めている。今回、物理化学特性を指標とした手法の一つとして、電子スピン共鳴(ESR)信号から得られる放射線損傷の特徴を用いた堆積物の供給源を推定する手法に関する研究を行った。その結果、砂礫層から抽出した石英のESR信号強度の特徴は、砂礫層の礫種や砂粒の特徴と調和的であり、堆積物の供給源の変化が影響していると考えられた。今後は、石英の光ルミネッセンス信号・熱ルミネッセンス信号やジルコンの地球化学特性・放射年代値等を指標とした手法、テフラ対比による堆積時期の把握等も組み合わせて後背地解析技術の開発・体系化を進めることが課題である。

口頭

東海層群下部の指標テフラ、下石火山灰層の放射年代と記載岩石学的特徴

星 博幸*; 田村 糸子; 小松 哲也

no journal, , 

山地の発達段階の理解は、将来の地下水の流れ等の地質環境の予測・評価において重要である。山地の発達段階は、山地周辺に分布する砂礫層の供給源や堆積時期の情報から検討することができる。本研究では、周辺山地の隆起を示唆する砂礫層の堆積時期をテフラから推定する技術について報告する。研究に用いた指標テフラは、東海層群下部の土岐口陶土層に挟在する下石火山灰層である。下石火山灰層の放射年代、古地磁気方位、記載岩石学的特徴は以下の通りであった。(1)U-Pb年代とFT年代は、それぞれ10.6$$pm$$0.2Ma(誤差2$$sigma$$)、FT年代は13.1$$pm$$0.8Ma(誤差1$$sigma$$)である。(2)古地磁気方位については正極性が得られた(偏角10.1$$^{circ}$$, 伏角44.0$$^{circ}$$, $$alpha$$95= 3.3$$^{circ}$$, 6試料の固有磁化方位の${it in situ}$平均方位)。10.6Ma前後は古地磁気の正磁極期にあたっていることから、決定された古地磁気極性とU-Pb年代は整合的である。(3)下石火山灰は火山ガラス主体で、$$beta$$-石英および微量の黒雲母を含む。火山ガラスの形態はスモールバブル型や平行型が多く、屈折率は1.497-1.500である。主成分はFeO=1.03%, CaO=0.64%, K$$_{2}$$O=4.36%、微量成分はBa=736ppm, La=15ppmである。

口頭

地形学図と後背地解析による鮮新-更新世の古地理復元の試み

小松 哲也; 安江 健一

no journal, , 

地殻変動が大きい日本列島においては、百万年単位の時間スケールで、丘陵・山地が形成される。そのため、放射性廃棄物の地層処分では、丘陵・山地の発達が地質環境へ与える影響を評価することが重要となる。こうした背景をもとに、本研究では、東濃地域を事例に、丘陵・山地の形成史を明らかにする手法の開発を行った。小起伏面を対象とした地形学図の作成と砂礫層を対象とした後背地解析(礫種組成、礫のファブリック、基質中の岩片と鉱物片の組成)の2つの手法を用いた結果、(1)小起伏面上に分布する土岐砂礫層と呼ばれる主に鮮新統-更新統の河成の砂礫層は、そのすべて同時期に堆積したものではないこと、(2)小起伏面上の砂礫層は、現在の土岐川の分水界を越えて河川が流入していた時代に堆積したこと、が推定された。

口頭

地質環境長期安定性評価確証技術開発; 後背地解析技術に関する研究

安江 健一; 須貝 俊彦*; 徳安 佳代子; 小松 哲也; 堀内 泰治; 清水 整*; 森田 泰彦*

no journal, , 

原子力機構では、自然現象に伴う超長期の地質環境の変動を把握できる数値モデルの構築とそのモデルの構築に必要な個別要素技術の開発を目的として、「地質環境長期安定性評価確証技術開発」を進めている。この技術開発の一環として、山地の形成過程を把握するための「後背地解析技術」の研究を原子力機構と東京大学が共同で行った。本研究では、堆積域における既存ボーリング試料を用いてXRF分析とESR測定を行い、それらの地球化学的・物理化学的特徴を明らかにし、後背地解析技術としての有効性を検討した。その結果、XRFによる地球化学特性及びESR信号特性は、後背地解析における有効な指標になる可能性が示された。今後は、山地に分布する岩石の地球化学特性及びESR信号特性も踏まえて、堆積プロセスなどを検討することが課題である。また、本分析・測定の鮮新世$$sim$$更新世の堆積物に対しての適用性確認も課題である。

口頭

地質環境長期安定性評価確証技術開発,2; 地質環境長期変動モデル(幌延地域)

松岡 稔幸; 小松 哲也; 安江 健一; 尾上 博則; 大山 卓也; 岩月 輝希; 笹尾 英嗣; 梅田 浩司

no journal, , 

日本原子力研究開発機構では、将来の自然現象に伴う地質環境特性の長期安定性を評価するために必要な超長期の地質環境特性の変動を考慮できる数値モデル(以下、地質環境長期変動モデル)の構築に関する技術開発を進めている。本稿では、幌延地域を事例とした地質環境長期変動モデルの技術開発に関するこれまでの取り組み及び成果の概要を示す。地質環境長期変動モデルの開発は、海水準変動による陸域の変化や地形・地質の変化などを考慮して、海域と陸域を含む東西約100km、南北約30kmの領域を対象とし、これまでに整理した過去数百万年から現在までの地形・地質発達史に基づき、現在及び過去の地形・地質モデル(約1Ma、約330ka)を構築した。さらに、構築した地形・地質モデルをベースとした地下水流動解析を実施し、その解析結果に基づく地下水流動特性の長期変動の空間分布の推定、地下水流動特性評価における重要因子の抽出手法を具体例として示した。

口頭

地質環境長期安定性評価確証技術開発,1; 地質環境長期変動モデル(東濃地域)

尾上 博則; 小松 哲也; 安江 健一; 岩月 輝希; 竹内 竜史; 加藤 智子; 笹尾 英嗣; 梅田 浩司

no journal, , 

日本原子力研究開発機構では、将来の自然現象に伴う地質環境特性の長期安定性を評価するために必要な超長期の地質環境特性の変動を考慮できる数値モデル(以下、地質環境長期変動モデル)の構築に関する技術開発を進めている。本稿では、東濃地域を事例とした地質環境長期変動モデルの技術開発に関するこれまでの取り組み及び成果の概要を示す。地質環境長期変動モデルの開発は、約20km四方の土岐川流域を対象とし、これまでに整理した過去数百万年から現在までの地形・地質発達史に基づき、現在及び過去の地形・地質モデル(300万年前, 100万年前, 45万年前, 14万年前)を構築した。さらに、構築した地形・地質モデルをベースとした地下水流動解析を実施し、その解析結果に基づく地下水流動特性の長期変動の空間分布の推定、地下水流動特性評価における重要因子の抽出手法を具体例として示した。

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