背斜軸周辺の大気中メタンアノマリについて

下茂 道人*; 丹羽 正和; 宮川 和也; 安江 健一*; 戸野倉 賢一*; 徳永 朋祥*

深田地質研究所年報, (23), p.21 - 34, 2022/00

深田地質研究所と東京大学,原子力機構は、共同研究として、地下深部で生成したガスが断層を通じて地表へ放出されることに着目し、キャビティーリングダウン分光法(CRDS)を用いた可搬型分析装置による大気環境中のメタンや二酸化炭素濃度の時空間変化を迅速に捉えることで、断層の地表分布の調査手法の開発に取り組んでいる。これまでの北海道幌延町における調査により、背斜軸上の尾根部において、メタン湧出箇所を新たに確認した。本稿では、背斜軸に沿ったメタン湧出箇所の連続性やメタンフラックス、地中レーダーによる地下構造調査および既存のボーリング調査結果の再考の結果を報告する。想定背斜軸上の5箇所においてメタンの湧出が確認されたことから、背斜軸に沿い、地下からメタンが滲出している可能性が高いことが確認された。メタン湧出箇所における地中レーダーの結果、滲出点を頂点とする上側に凸の反射面が確認され、滲出点の直下に背斜軸が位置することが確認された。本研究の結果から、CRDSと物理探査、ボーリング調査、地球化学分析を組み合わせることにより、地下の流体移動経路に関する情報が得られる可能性が示された。

大気中メタンの分布に基づく断層周辺のガス移行経路の推定

下茂 道人*; 丹羽 正和; 宮川 和也; 天野 健治; 戸野倉 賢一*; 徳永 朋祥*

深田地質研究所年報, (22), p.119 - 137, 2021/00

深田地質研究所と東京大学,原子力機構は、共同研究として、地下深部で生成したガス(地下ガス)が断層を通じて地表へ放出されることに着目し、キャビティーリングダウン分光法を用いた可搬型分析装置による大気環境中のメタンや二酸化炭素濃度の時空間変化を迅速に捉えることで、断層の地表分布の調査手法の開発に取り組んでいる。幌延町が位置する天北盆地周辺は、褶曲構造が発達しており、褶曲軸とほぼ平行に大曲断層が同町を南北に縦断している。大曲断層周辺では、地表に油・ガス徴が確認されており、地下から油・ガスが地表に到達する移行経路が存在している可能性が考えられる。本稿では、徒歩測定による大気中メタン濃度測定結果を報告するとともに、ガス滲出箇所の分布や地質構造から想定される大曲断層周辺の地下流体の移行経路について述べる。

沿岸部および沿岸海底地下水の水理・地球化学環境の評価に関する研究

徳永 朋祥*; 谷口 真人*; 嶋田 純*; Zhang, J.*; 稲葉 薫; 三枝 博光; 岩月 輝希

JNC TY7400 2003-003, 142 Pages, 2003/05

JNC-TY7400-2003-003.pdf:6.85MB

高レベル放射性廃棄物の地層処分研究開発や一般の廃棄物処分事業において安全性を評価する上での重要な課題は、廃棄物中に含まれる有害物質が地下水とともに移行し、生物圏に到達する可能性を評価することである。最近の陸水循環系の検討からは、海底からの淡水性地下水の直接湧出があることが明らかにされてきている。従って、沿岸域における海底地下水湧出の実態を明らかにすることは、物質の生物圏への放出経路を知る上で重要な課題の一つと捉えられる。また、沿岸域における地下水流動とそれに伴う物質移行問題に関しても明らかにすることが重要である。本研究では、上述のように重要な課題が多々あるのにもかかわらず、総合的な検討がなされてこなかった沿岸域の地下水流動系と海底からの地下水湧出現象を明らかにすることを目的とした研究を試みた。調査地域としては、陸域を対象とした総合的な地下水調査が過去になされてきている富山県黒部川扇状地およびその沖合とし、以下の検討を行ない、成果を得た。1)海底からの淡水性地下水湧出地点を把握する手法の構築と現地での適用 2)海底からの淡水性湧出地下水を採取する手法の構築と現地での適用3)海底からの地下水湧出量の計測 4)沿岸域の地下水流動系を明らかにするための水文学的、地球化学的検討 5)淡水性地下水湧出の起源を明らかにするための陸域と海域の両者を考慮した地球化学的検討 6)メタン濃度およびメタンの炭素同位体比に基づいた地下水流動・沿岸地下水湧出の検討 7)数値解析的アプローチを用いた沿岸域における地下水流動評価

幌延地域における塩素安定同位体比を用いた塩水淡水挙動評価

徳永 朋祥*; 木村 ゆき*; 井尻 裕二*; 本島 貴之*; 國丸 貴紀; 高本 尚彦*; 嶋田 純*; 細野 賢一*

no journal, , 

地下水中の主要な溶質である塩素は、同位体の質量差に起因する拡散係数のわずかな違いにより、拡散過程において安定同位体の分別を起こすことが知られている。そこで、筆者らは、この地下水中に含まれる塩素の安定同位体比Cl(=Cl/Cl)に着目し、塩素安定同位体比の空間分布から移流が卓越した場か、拡散が卓越した場かを直接的に評価し、地下水流動解析結果の妥当性を検証する技術の開発に取り組んでいる。これまでに、熊本県八代湾において測定を行い、その適用性について検討を行ってきた。本論では、幌延深地層研究所周辺の複数のボーリング孔で得られたコア試料から抽出された間隙水の塩素濃度及び塩素安定同位体比を測定し、淡水と塩水の密度差を考慮した地下水流動解析結果との比較検討を実施した結果について報告する。

Active fault investigation by trace methane gas measurement in the atmosphere using cavity ring-down spectroscopy; An Example at the Atera Fault, Gifu prefecture, Japan

下茂 道人*; 丹羽 正和; 天野 健治; 徳永 朋祥*; 戸野倉 賢一*; 松岡 俊文*; Biraud, S.*

no journal, , 

本研究では、岐阜県に分布する活断層である阿寺断層を事例対象として、キャビティリングダウン法による可搬型の高精度メタンガス検出装置を用いた活断層調査技術の適用性を検討した。複数地点・方法での観測及び採取したメタンガスの分析からは、本手法が地下深部からの流体移行経路としての断層の検出技術に適用できる見通しが示された。

CRDS微量ガス検知器の石油ガス探鉱への応用; 予察的探鉱のすすめ

下茂 道人*; 横井 悟*; 宮川 和也; 丹羽 正和; 松岡 俊文*; 徳永 朋祥*

no journal, , 

CRDS(Cavity Ringdown Spectroscopy)による微量ガス検知器は、高い計測/時間分解能に加え可搬型装置が開発され、既にガス生産施設等でのメタン漏洩検知にも使用されている。一方で、より基礎的/地質的な、例えば活断層等における地下の流体移行経路の推定あるいは石油ガス探鉱への応用も考えられる。本講演では、油・ガス徴の存在が知られている新潟県見附地域,山形県余目地域、及び北海道幌延地域におけるCRDS微量ガス検知器を用いた測定事例について紹介する。

Precise trace gas measurements for identifying pathways around faults and anticlinal axis; A Field survey example at Horonobe, Hokkaido, Japan

下茂 道人*; 丹羽 正和; 宮川 和也; 安江 健一*; 徳永 朋祥*; 戸野倉 賢一*; Biraud, S.*

no journal, , 

本研究では、幌延地域の断層や褶曲を事例対象として、可搬型高精度ガス測定によって断層や褶曲における地下からのガス移行経路を把握するための調査技術の検証を行い、その有効性を示すことができた。