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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。

論文

原子力機構におけるFTおよび(U-Th)/He分析施設の現状と展望

末岡 茂; 島田 耕史; 菅野 瑞穂; 横山 立憲

フィッション・トラックニュースレター, (33), p.15 - 18, 2020/10

原子力機構における(U-Th)/He年代およびFT年代測定の分析施設について紹介する。FT法については、FT自動計測装置の導入を行い、分析の迅速化・簡便化を行った。また、ジルコンを対象とした分析環境の整備も進めている。今後の課題としては、LA-ICP-MSを用いたウラン濃度測定手順の確立などが挙げられる。(U-Th)/He法については、新たなHe質量分析計(Alphachron)を導入し、He濃度測定の自動化を行った。U-Th濃度の測定が今後の課題として挙げられる。

論文

FT自動計測装置を用いたアパタイトFT密度測定作業時間と結果

島田 耕史; 末岡 茂

フィッション・トラックニュースレター, (33), p.19 - 21, 2020/10

もんじゅ敷地内の花崗岩から分離したアパタイト粒子と、新たに作成した標準試料(Durango産アパタイト)のフィッション・トラック(FT)密度を、FT研究の初心者である筆頭著者がFT自動計測装置で計測した結果および作業時間を報告する。本自動計測装置は本邦初の導入であり、測定作業時間は大幅に低減した。また得られたFT密度は共著者による既往報告と調和的であり、熟練者の専門的経験に基づく適切な指導があれば、初心者でも熟練者と遜色のないデータを短時間で得られる可能性が示唆された。

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。

報告書

地震及び断層活動による二次的影響に関する知見の整理(受託研究)

後藤 翠; 村上 雅紀*; 酒井 隆太郎*; 照沢 秀司*; 末岡 茂

JAEA-Review 2020-003, 60 Pages, 2020/03

JAEA-Review-2020-003.pdf:4.43MB

地層処分システムに影響を及ぼす可能性がある天然現象の一つに、地震及び断層活動が挙げられる。地震及び断層活動では、断層変位による直接的な影響に加え、地震動に伴う湧水の発生や泥火山の活動、地震断層の活動により引き起こされる流体の移行経路の変化や副断層の形成のような二次的な影響も考慮する必要がある。本稿では、これらの二次的な現象による地層処分システムへの影響の理解を目的として、水理学的影響(湧水・泥火山)、力学的な影響(副断層)を対象に、既往研究を収集し取りまとめた結果を報告する。関連するキーワードを各国語で検索することで、国内外の142編の文献を収集することができた。その結果、それぞれの二次的影響の研究事例を概観し、地層処分の観点で今後の評価技術の高度化に必要な課題を抽出した。地震等の影響による湧水については、湧出機構、影響範囲、活動履歴に関する事例の蓄積を課題として示した。泥火山については、形成の要因となる異常間隙水圧のメカニズムの検討及び予測手法の高度化を課題として示した。副断層については、詳細な分布の把握と形成機構の検討の蓄積が課題であると示した。

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:0 パーセンタイル:100(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

Electron Spin Resonance (ESR) thermochronometry of the Hida range of the Japanese Alps; Validation and future potential

King, G. E.*; 塚本 すみ子*; Herman, F.*; Biswas, R. H.*; 末岡 茂; 田上 高広*

Geochronology (Internet), 2(1), p.1 - 15, 2020/01

石英の電子スピン共鳴(ESR)法は、岩石の冷却史の推定に有効な可能性が示唆されていたが検証が不十分だった。本研究では飛騨山脈の試料を用いてESR熱年代法の検証を行った。Al中心とTi中心の熱安定性は従来の予想より低く、長石のルミネッセンスと同程度と推定された。ESRデータから推定された熱史は、同じ試料のルミネッセンスデータから推定された熱史と同様のパターンを示した。一方、ESRの方がより長期間の熱史を復元することができ、石英のESR熱年代法が第四紀後期の地形発達史の解明に広く有用である可能性が示された。

論文

第43回日本フィッション・トラック研究会実施報告

末岡 茂

フィッション・トラックニュースレター, (32), p.20 - 22, 2019/12

第43回フィッション・トラック研究会が、2018年11月28日から11月30日にかけて、神戸市元町のJEC日本研修センターにて開催された。本研究会は、ESR応用計測研究会及びルミネッセンス年代測定研究会と合同で行われ、42名の参加者により、29件の発表が行われた。また、11月29日には、第43回フィッション・トラック研究会総会も行われ、今後のフィッション・トラック研究会の体制や運営方法などについて議論された。

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。

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。

論文

Thermal fluid activities along the Mozumi-Sukenobu fault, central Japan, identified via zircon fission-track thermochronometry

末岡 茂; 郁芳 隋徹*; 長谷部 徳子*; 村上 雅紀*; 山田 隆二*; 田村 明弘*; 荒井 章司*; 田上 高広*

Journal of Asian Earth Sciences; X (Internet), 2, p.100011_1 - 100011_11, 2019/11

ジルコンフィッション・トラック(ZFT)熱年代により、茂住祐延断層沿いの熱異常検出を試みた。ZFT年代は110-73Ma、ZFT長は7.1-9.0$$mu$$mを示し、これらを基にした熱史逆解析の結果から、約60Maと30-15Maの再加熱イベントが認定された。前者は約65Maの神岡鉱床の形成に伴う熱水活動を反映していると考えられる。後者は日本海拡大時の火成活動起原の加熱で、高温流体の滞留が介在している可能性が高い。

論文

低温領域の熱年代学の原理と地殻浅部のテクトニクスへの応用

末岡 茂; 田上 高広*

地学雑誌, 128(5), p.707 - 730, 2019/10

熱年代学は熱による放射年代の若返りを利用して、試料の熱史を推定する学問領域であり、世界各地において隆起・削剥史の解明に用いられてきた。本稿では、前半部では熱年代学の原理についてレビューする。すなわち、代表的な熱年代学的手法、熱アニーリングの数学的モデル、閉鎖温度やpartial annealing zoneの概念、熱史の逆解析手法などについて紹介する。後半部では、テクトニクスへの応用と題して、隆起・削剥に係る用語の整理、年代から冷却史や削剥史を復元する手法、主要な応用事例などについて述べる。

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

Low-temperature thermochronological database of bedrock in the Japanese Islands

末岡 茂; 田上 高広*

Island Arc, 28(4), p.e12305_1 - e12305_8, 2019/07

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Geosciences, Multidisciplinary)

日本列島における長期の削剥史の把握のため、日本列島の基盤岩類における低温領域の熱年代データをコンパイルした。計90編の文献、1096地点のデータから、アパタイトフィッション・トラック年代418点、ジルコンフィッション・トラック年代851点、アパタイト(U-Th)/He年代42点、ジルコン(U-Th)/He年代30点が収集された。データの密度には地域差があり、今後はデータ数の少ない地域でのデータの充実、特に報告数が少ない(U-Th)/He年代の測定が望まれる。

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。

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。

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