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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2年度)

石丸 恒存; 尾方 伸久; 國分 陽子; 島田 耕史; 丹羽 正和; 島田 顕臣; 渡邊 隆広; 末岡 茂; 横山 立憲; 藤田 奈津子; et al.

JAEA-Research 2021-007, 65 Pages, 2021/10

JAEA-Research-2021-007.pdf:4.21MB

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2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取りまとめた。

報告書

地質環境の長期安定性に関する研究 年度計画書(令和3年度)

石丸 恒存; 國分 陽子; 島田 耕史; 島田 顕臣; 丹羽 正和; 渡邊 隆広; 末岡 茂; 横山 立憲; 藤田 奈津子; 小北 康弘; et al.

JAEA-Review 2021-012, 48 Pages, 2021/08

JAEA-Review-2021-012.pdf:1.64MB

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3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、地層処分事業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

東濃地科学センターにおける鉱物試料の(U-Th)/He年代測定(He測定編)(受託研究)

菅野 瑞穂; 末岡 茂; 福田 将眞

JAEA-Testing 2020-010, 38 Pages, 2021/03

JAEA-Testing-2020-010.pdf:3.07MB

本書は、日本原子力研究開発機構東濃地科学センターで行う(U-Th)/He年代測定法の分析のうち、He測定に係る手順について取りまとめたものである。(U-Th)/He年代測定法はU, Th系列の放射性同位体の$$alpha$$壊変を利用した放射性年代測定法で、熱年代測定に利用可能な測定法である。中でもジルコン,アパタイトを用いることで、低温領域の熱履歴を推定することができる。本書では試料調製の作業は役務作業員や学生実習生など、本作業を初めて行う者や経験に乏しい者が実施する場合があることから、作業手順や注意すべき点などを詳しく記載した。また、作業中に利用できる記録用紙のフォーマットを含めた。

論文

フィッション・トラック法を利用した島弧山地の熱年代学

福田 将眞; 末岡 茂; 田上 高広*

Radioisotopes, 70(3), p.173 - 187, 2021/03

主要な造山帯における、フィッション・トラック(FT)法等による熱年代学は、1970年代以降世界各地で進展してきた。従来の主要研究対象だった大陸造山帯や安定陸塊に加え、最近30年の低温領域の熱年代学の進展により、対象地域が拡大しつつあり、これまで研究が困難だと考えられていた島弧においても精力的に研究が展開中である。本稿では、熱年代学的手法に基づく山地形成過程の推定方法を概観し、弧-海溝系の山地を対象とした熱年代学研究の現状、特に島弧山地における研究事例を紹介する。

論文

伊豆弧の衝突と南部フォッサマグナ地域の山地形成; 低温領域の熱年代学による知見

小林 侑生*; 末岡 茂; 福田 将眞; 長谷部 徳子*; 田村 明弘*; 森下 知晃*; 田上 高広*

フィッション・トラックニュースレター, (33), p.25 - 27, 2020/10

本州弧と伊豆弧の衝突帯である南部フォッサマグナ地域を対象に、熱年代学の手法を用いて山地の隆起・削剥史を検討した。筑波山,足尾山地,奥秩父のアパタイトFT年代は、伊豆弧の衝突以前の冷却・削剥や岩体形成を反映した古い値を示したが、関東山地のアパタイトFT年代や、より閉鎖温度が低いアパタイト(U-Th)/He年代では衝突開始以降の新しい年代値が得られた。アパタイトFTデータに基づいた熱史逆解析の結果、関東山地の北部から中部と身延山地では約1Ma、奥秩父と関東山地の南部では約4-5Maの急冷イベントが認定された。これらの時期は伊豆ブロックと丹沢ブロックの衝突時期とそれぞれ一致しており、伊豆弧の衝突イベントによる本地域の山地形成への影響が示唆される。

論文

熱年代学を用いた北上山地の隆起・削剥史の推定

梶田 侑弥*; 福田 将眞; 末岡 茂; 長谷部 徳子*; 田村 明弘*; 森下 知晃*; Kohn, B. P.*; 田上 高広*

フィッション・トラックニュースレター, (33), p.28 - 30, 2020/10

東北日本弧前弧域に分布する北上山地を対象に、熱年代学的手法を用いて山地の熱史・削剥史を検討した。北上山地を東西に横断する方向にアパタイトのFT法および(U-Th-Sm)/He法を実施した結果、既報年代と併せると、FT年代では東側から西側にかけて系統的に若い年代の傾向を示すのに対し、(U-Th-Sm)/He法では西縁で最も古い年代が検出され、以東ではほぼ一様な年代を示した。今後はより詳細に北上山地の熱史の傾向を議論するため、火山フロントの位置がほぼ現在の位置にあったとされる、1千万年以降の年代が期待できる熱年代学的手法の適用を予定している。

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。

論文

(U-Th)/He thermochronometric mapping across the northeast Japan Arc; Towards understanding mountain building in an island-arc setting

福田 将眞*; 末岡 茂; Kohn, B. P.*; 田上 高広*

Earth, Planets and Space (Internet), 72(1), p.24_1 - 24_19, 2020/02

 被引用回数:2 パーセンタイル:29.83(Geosciences, Multidisciplinary)

島弧の山地形成の解明を目的として、東北日本弧北部において(U-Th)/He熱年代を用いて冷却・削剥史を推定した。10地点の試料から88.6-0.9Maのアパタイト年代、83.9-7.4Maのジルコン年代が得られた。アパタイト年代から推定した削剥速度は、前弧側で$$<$$0.05mm/yrと低い値を示し、古第三紀以降の緩慢な削剥が推測された。一方、奥羽脊梁山地と背弧側では0.1-1.0mm/yr以上の削剥速度が得られ、3-2Ma以降の隆起イベントを反映していると考えられる。このような削剥史の対照性は、東北日本弧南部における先行研究の結果と整合的で、主にプレート沈み込みに起因した東北日本弧全体に共通の性質だと考えられる。一方で、特に背弧側では削剥速度の南北差が大きく、hot fingersのような島弧直交方向の構造の影響が示唆された。

論文

高空間解像度の熱年代マッピングによる奥羽脊梁山地の隆起形態の推定; アパタイトフィッション・トラック法による展開

福田 将眞*; 末岡 茂; 長谷部 徳子*; 田村 明弘*; 森下 知晃*; 田上 高広*

フィッション・トラックニュースレター, (32), p.12 - 16, 2019/12

東北日本弧の奥羽脊梁山地について、稠密な熱年代マッピングと斜面発達モデルの比較によって、隆起形態の制約を試みた。本研究で対象とした奥羽脊梁山地の南部では、山地の外側から内側に向かってアパタイトFT年代が若くなる(削剥速度が速くなる)傾向が見られた。従来提唱されていた奥羽脊梁山地の隆起モデルは、傾動隆起モデルとドーム状隆起モデルの2つであるが、斜面発達モデルを用いた検討によると、このような削剥速度分布は、ドーム状隆起モデルを支持すると考えられる。本研究地域では、脆性的なブロック状の変形よりも、地下の高温領域における塑性変形の伝播が支配的だと考えられるが、奥羽脊梁山地の他の箇所にもこの結果が適用できるかどうかは今後の課題である。

論文

東北日本弧前弧域における熱年代学的研究; アパタイトFT年代予報

梶田 侑弥*; 福田 将眞*; 末岡 茂; 長谷部 徳子*; 田村 明弘*; 森下 知晃*; 田上 高広*

フィッション・トラックニュースレター, (32), p.6 - 7, 2019/12

太平洋プレートと北米プレート間の沈み込み帯に形成された島弧である東北日本弧の前弧域(阿武隈山地・北上山地)を対象として、アパタイトフィッション・トラック法を用いて隆起・削剥史を検討した。試料は、各山地を横断する方向にそれぞれ6地点と5地点で採取した。阿武隈山地では2地点で年代値が得られ、46.1$$pm$$6.9Maと73.9$$pm$$26.7Maと、先行研究と調和的な結果となった。北上山地では、同じく2地点で年代が得られ、66.8$$pm$$10.4Maと65.8$$pm$$10.4Maとなった。この2つの年代は先行研究より有意に若いが、両者の研究地域間には早池峰構造帯東縁断層が分布しており、年代差との関係は今後の検討課題である。

論文

低温領域の熱年代学的手法に基づく南部フォッサマグナ地域の山地の隆起・削剥史解明

小林 侑生*; 末岡 茂; 福田 将眞*; 長谷部 徳子*; 田村 明弘*; 森下 知晃*; 田上 高広*

フィッション・トラックニュースレター, (32), p.8 - 11, 2019/12

本州弧と伊豆弧の衝突帯である南部フォッサマグナ地域の山地において、山地の隆起・削剥史の解明のためにアパタイトフィッション・トラック(AFT)解析を実施した。南部フォッサマグナ地域から離れた筑波山, 足尾山地, 奥秩父では、岩体の形成年代に近いAFT年代が得られたのに対して、身延山地や関東山地では、岩体形成年代より有意に若いAFT年代が得られた。AFT長データを用いた熱史逆解析の結果によると、関東山地北部$$sim$$中央部と身延山地では約1Ma、関東山地南部と奥秩父では4$$sim$$5Ma頃の急冷イベントが推定されたが、これらは伊豆ブロックと丹沢ブロックの衝突時期とそれぞれ一致する。各ブロックの衝突と本地域の山地形成の関係については今後の検討課題である。

論文

Thermal history analysis of granitic rocks in an arc-trench system based on apatite fission-track thermochronology; A Case study of the Northeast Japan Arc

福田 将眞*; 末岡 茂; 長谷部 徳子*; 田村 明弘*; 荒井 章司*; 田上 高広*

Journal of Asian Earth Sciences; X (Internet), 1, p.100005_1 - 100005_9, 2019/06

削剥史推定のため、東北日本弧南部の花崗岩類にアパタイトフィッション・トラック熱年代解析を適用した。前弧側では79.5-66.0Ma、奥羽脊梁山脈では29.8-5.5Ma、背弧側では19.1-4.6Maの年代が得られた。熱史逆解析の結果と併せると、前弧側は新生代を通じて静穏(削剥速度が0.05mm/yr以下)と考えられる一方で、奥羽脊梁と背弧側は3-2Ma以降の隆起に伴う急速な削剥(1-数mm/yr)が推定された。また、奥羽脊梁は傾動ポップアップ型の隆起モデルよりも、ドーミング型の隆起モデルの方が年代分布と整合的である。背弧側山地の隆起開始時期は、従来のモデル(5-3.5Ma)と異なり、奥羽脊梁と同時期(3-1Ma)と推定され、背弧側におけるテクトニクス史の地域差が示唆された。

論文

Thermo2018 @ Quedlinburgの参加報告

福田 将眞*; 末岡 茂; 田上 高広*

フィッション・トラックニュースレター, (31), p.26 - 29, 2018/12

第16回熱年代国際会議(Thermo2018)が、2018年9月16$$sim$$21日にドイツのQuedlinburgで開催された。本会議には、世界29ヶ国から約250人(+15人の招待講演者)が出席し、口頭69件、ポスター150件の計219件の発表が行われた。これらについて、報告者らの印象に残った講演や雑感などを中心に報告する。

論文

低温領域の熱年代学的手法を用いた東北日本弧における隆起・削剥史の解明

福田 将眞*; 末岡 茂; 長谷部 徳子*; 田村 明弘*; 荒井 章司*; 田上 高広*

フィッション・トラックニュースレター, (30), p.7 - 10, 2017/12

東北日本弧の100万年スケールの地殻変動像把握のために、阿武隈山地、奥羽脊梁山脈、朝日山地にて、アパタイトフィッション・トラック(AFT)解析を実施した。前弧側の阿武隈山地では79.5-66.0Maの古いAFT年代が得られ、熱履歴解析の結果や先行データと合わせて、本地域は白亜紀後期以降は比較的安定な削剥環境だったことが推定された。対照的に、奥羽脊梁山脈では29.8-5.5Ma、背弧側の朝日山地では21.0-17.6Maの若いAFT年代が得られた。熱履歴解析の結果や既報のアパタイト(U-Th)/He年代と合わせると、最近数Maの山地形成に伴う急冷を反映していると解釈できる。脊梁山脈と背弧側の一部では、日本海拡大より古い年代も得られたが、これらの解釈に関しては、今後の追加分析が望まれる。

論文

新学術「地殻ダイナミクス」の概要と熱年代学による貢献

田上 高広*; 末岡 茂; Kohn, B. P.*; 福田 将眞*

フィッション・トラックニュースレター, (29), p.1 - 2, 2016/12

新学術研究「地殻ダイナミクス」は2014年度から開始された分野横断型の学術研究プロジェクトで、東北地方太平洋沖地震が起こったテクトニックな背景の解明のために、島弧地殻の基本的な特性や状態の理解を目指している。そのうち、「A02異なる時空間スケールにおける日本列島の変形場の解明」班では、様々な時空間スケールにおける歪・歪速度場の推定と統一的な理解を目指している。われわれは、近年進展の著しい低温領域の熱年代学手法を用いて、地質学的時間スケール(10$$^{5}$$$$sim$$10$$^{7}$$年)の鉛直歪速度の復元を行っている。日本列島における既存の熱年代データのコンパイル、奥羽脊梁山脈の解析、飛騨山脈の解析の3つについて、概要と最新の成果を報告する。

口頭

日本列島の基盤岩類における低温領域の熱年代データのコンパイル

福田 将眞*; 末岡 茂; 田上 高広*

no journal, , 

島弧スケールでの冷却史・削剥史の把握を目的として、日本列島の基盤岩類について、既存の熱年代データのコンパイルを行った。2015年現在までに、未公表データを含む70編以上の文献から、アパタイトFT年代約370点、ジルコンFT年代約650点を取りまとめた。取りまとめの結果、中部$$sim$$近畿の山岳地域や西南日本外帯では豊富なデータが報告されているのに対し、東北日本弧や中国地方では少ないなど、偏りが見られた。なお、東北日本弧については、今回、(U-Th)/He年代のデータが新たに得られたため、これについても速報値を公表予定である。

口頭

Compilation of low-temperature thermochronometric data in the Japanese Islands and preliminary report of (U-Th)/He ages across NE Japan Arc

田上 高広*; 末岡 茂; Kohn, B.*; 福田 将眞*

no journal, , 

東北日本弧の地質学的時間スケールにおける冷却史・削剥史の把握を目的として、既存の熱年代データのコンパイルと、東北日本弧横断方向の(U-Th)/He年代(He年代)の測定を実施した。既報のアパタイトフィッション・トラック年代および、新たに得られたアパタイトHe年代に基づくと、前弧側の阿武隈山地では白亜紀後期から古第三紀初頭の古い年代が得られており、白亜紀後期以降、比較的安定した地質環境が継続してきたことが推定される。一方、奥羽脊梁山地から背弧側にかけては、10Ma以下の極めて若い年代を示し、日本海拡大以降の山地の隆起・削剥や火成活動を反映していると考えられる。

口頭

新学術「地殻ダイナミクス」の概要と熱年代学による貢献

田上 高広*; 末岡 茂; Kohn, B.*; 福田 将眞*

no journal, , 

新学術研究「地殻ダイナミクス」は2014年度から開始された分野横断型の学術研究プロジェクトで、東北地方太平洋沖地震が起こったテクトニックな背景の解明のために、島弧地殻の基本的な特性や状態の理解を目指している。そのうち、「A02異なる時空間スケールにおける日本列島の変形場の解明」班では、様々な時空間スケールにおける歪・歪速度場の推定と統一的な理解を目指している。われわれは、近年進展の著しい低温領域の熱年代学手法を用いて、地質学的時間スケール(10$$^{5}$$-10$$^{7}$$年)の鉛直歪速度の復元を行っている。日本列島における既存の熱年代データのコンパイル、奥羽脊梁山脈の解析、飛騨山脈の解析の3つについて、概要と最新の成果を報告する。

口頭

東北日本弧における(U-Th)/He熱年代マッピング; 長期スケールの地殻変動像の解明に向けて

末岡 茂; 田上 高広*; Kohn, B.*; 福田 将眞*

no journal, , 

東北日本弧の長期スケールにおける隆起・削剥史の解明を目的に、東北日本弧を横断する南北2本の測線において(U-Th)/He熱年代測定を実施した。前弧側の北上山地と阿武隈山地では、約50Maより古い年代が得られ、新生代を通じてテクトニックに安定していたことが推測された。奥羽脊梁山脈および背弧側の各山地では約10Maより若い年代が得られ、日本海拡大以降の山地の隆起・削剥を反映していると解釈できる。東北日本弧の各山地内の年代パターンは西南日本弧の山地とは異なっているように見えるが、これは山地の隆起様式の違いを反映している可能性がある。今後は、測定地点数の増加や、他の熱年代手法の併用により、より詳細な隆起・削剥史の推定を試みる予定である。

口頭

東北日本の基盤岩類における低温領域の熱年代データコンパイル; AFT年代測定結果速報

福田 将眞*; 末岡 茂; 田上 高広*

no journal, , 

東北日本弧の長期スケールにおける隆起・削剥史の解明を目的に、東北日本弧を横断する南北2本の測線において熱年代測定を実施している。本講演では、そのうち南測線におけるアパタイトフィッション・トラック(FT)年代測定結果の速報を報告する。また、既報のFT年代や(U-Th)/He年代と併せて、本地域の山地の隆起・削剥史について議論する予定である。

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