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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。
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10.60.2Ma(誤差2)、FT年代は13.10.8Ma(誤差1)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, 伏角44.0, 95= 3.3, 6試料の固有磁化方位の平均方位)。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、-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%, KO=4.36%、微量成分はBa=736ppm, La=15ppmである。
徳安 佳代子; 安江 健一; 小松 哲也; 田村 糸子; 堀内 泰治
no journal, ,
原子力機構では、東濃地域に分布する堆積物を事例に、石英のESR信号特性を用いて、砕屑粒子の供給源を推定する手法の開発を進めている。東濃地域を流れる木曽川支流の付知川と阿寺断層の間に位置する採石場には、土岐砂礫層が厚さ約30mで堆積しており、その周辺には、基盤岩である濃飛流紋岩と山陽帯及び領家帯の花崗岩類などが分布している。石英粒子のESR特性は、その起源に関する情報を示す可能性があるため、本技術開発では、堆積物及び周辺基盤岩の石英粒子のESR特性を明らかにするとともに、ESR特性を用いた供給源推定手法の有効性について検討を行った。ESR測定に用いた試料は、土岐砂礫層及び、その周辺に分布する基盤岩(濃飛流紋岩、山陽帯及び領家帯の花崗岩類)である。ESR測定の結果、下部の砂層の信号強度は濃飛流紋岩の値に近く、上部の砂層の信号強度は山陽帯花崗岩に近い値を示した。これより、下部の堆積時(約3.9-2.0Ma)には流域に花崗岩が露出しておらず、上部の堆積時(約2.0Ma以降)に花崗岩が露出した可能性が推定でき、ESR信号特性を用いることで堆積物の供給源の変化を推定できる可能性が見出された。
徳安 佳代子; 安江 健一; 小松 哲也; 田村 糸子; 堀内 泰治
no journal, ,
本技術開発では、山地の形成過程把握に向けた後背地解析技術として堆積物中の石英粒子ESR信号特性を用いた手法開発を進めている。東濃地域には、中新世の瑞浪層群と中新更新世の東海層群(上位の土岐砂礫層を含む)が広く分布しており、その基盤は北部北東部では主に美濃帯の中生代付加体堆積岩と濃飛流紋岩、山陽帯の花崗岩、南部では主に領家帯の花崗岩類である。このような地質的特徴は、堆積物の供給源特定に適している。ESR測定に用いた試料は、木曽川支流の付知川と阿寺断層の間の採石場にみられる土岐砂礫層中の砂層、東濃地域とその周辺に分布する基盤岩(濃飛流紋岩、山陽帯及び領家帯の花崗岩類)である。露頭観察から砂礫層の下部と上部では後背地が異なることが想定される。ESR測定を行った結果、下部の堆積時(約3.92.0Ma)には流域に花崗岩が露出しておらず、上部の堆積時(約2.0Ma以降)に花崗岩が露出した可能性が推定でき、ESR特性により堆積物の供給源の変化を推定できる可能性が見出された。本報告は、経済産業省資源エネルギー庁委託事業「地層処分技術調査等事業(地質環境長期安定性評価確証技術開発)」の成果の一部である。
徳安 佳代子; 田村 糸子; 小松 哲也; 安江 健一
no journal, ,
ことができる。OSL年代測定法は、堆積物に普遍的に存在する石英や長石に適用できるため、離水年代を決定するのに効果的な手法である。近年、欧州や豪州などの大陸で一般的になったものの、日本での適用はまだ後れており、特に河川堆積物のOSL法を用いた年代測定事例は限られている。そこで本研究では、日本における段丘堆積物中の石英を用いたOSL年代測定法を整備するため、堆積物に挟在する指標テフラとの関係性から、OSL法を用いた年代測定結果の妥当性と手法の有効性について検討する。試料は木曽川沿い及びその支流の付知川沿いの河成段丘堆積物から採取した。段丘堆積物は、葉理の発達した砂層及び二次堆積したと考えられる軽石層から構成されている。軽石層は、鉱物組成、火山ガラスや斑晶鉱物の屈折率及び主成分分析により、On-Pm1テフラ(100ka;小林ほか、1967;竹本ほか、1987)であると同定された。これは、段丘堆積物が100ka以降に堆積したことを示している。堆積物から抽出された石英粒子は、通常のSAR法(Murray and Wintle、2000)により測定され、4050kaの年代値が得られた。試料のOSL信号(減衰曲線)は、OSL年代測定に不適なmedium成分からなるため、年代値が低く見積られている可能性がある。そこで、年代測定に最適なOSL成分(fast成分)を解析で抽出し、fast成分からのOSL信号を用いて蓄積線量推定を試みる必要がある。
鏡味 沙耶; 横山 立憲; 梅田 浩司*; 安江 健一*; 丹羽 正和; 古澤 明*; 田村 糸子*
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テフロクロノロジーは、過去数百万年前以降の隆起・沈降、侵食・堆積、断層運動などの地質イベントを精度よく理解するために重要である。従来、鉱物組成や火山ガラスの形態・屈折率・主要元素組成を指標としてテフラを対比し(町田・新井2003)、給源の推定や、テフラ層の年代(噴火年代)との前後関係から堆積層の年代決定が行われてきた。しかし、従来の手法では、特徴が良く似たテフラを対比することが困難なことも多い。これらを識別するために、火山ガラスの微量元素組成を対比の指標に加えることで、より精度の高いテフラの対比が可能となってきた。例えば、十和田カルデラ起源の噴出時期の異なる2つのテフラは、火山ガラスの屈折率や主要元素組成において類似しているが、鉛の含有量に差異が認められている(古澤2017)。ローカルテフラだけではなく、広域テフラにおいても、微量元素組成のデータベースは主要元素組成と比較して未だ十分ではない。本研究では、広域テフラの微量元素組成に係るデータベースの拡充を目的とし、中部日本に広く堆積しているテフラの一つである大田テフラ(Znp-Ohta:~3.8Ma)を対象に火山ガラスの主要元素及び微量元素組成分析を行った。分析には、原子力機構東濃地科学センター所有のEPMAとLA-ICP質量分析装置を用いた。Znp-Ohtaと火山ガラスの主要元素組成が比較的類似している広域テフラとして、谷口テフラ(Tng:~2.2Ma)や坂井テフラ(Sakai:~4.1Ma)、佐布里-板山テフラ(Sr-Ity:~3.5Ma)などが挙げられる。本研究では、Tngを同手法により分析し、微量元素組成による識別の評価を行った。本研究の微量元素分析から、Znp-Ohtaでは、ジルコニウム濃度[Zr]=44-58ppm, Zr/Pb=2.5-3.4が得られ、Tngでは、[Zr]=70-81ppm, Zr/Pb=3.8-4.6が得られた。Znp-OhtaとTngは、これまで火山ガラスの特徴的な形態やそのBa/LaやLa/Yによって識別されてきたが(田村・山崎2004)、Zr-Pb図上でも識別可能であることが明らかになった。今後は、テフラの堆積環境が火山ガラスの微量元素組成に与える二次的な影響を評価するため、大田テフラに対比される各地のテフラを対象に分析を行い、化学組成を比較する。
安江 健一; 小松 哲也; 徳安 佳代子; 田村 糸子; 堀内 泰治
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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。
鏡味 沙耶; 安江 健一*; 長田 充弘; 横山 立憲; 田村 糸子*
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富山県の呉羽山丘陵には、鮮新-更新世の地層が堆積しており、呉羽山断層の活動に伴い隆起したと考えられている。その中で、Znp-大田テフラ(Znp-Ohta)に対比されるテフラが西富山砂岩層に見出されている。Znp-Ohtaは、中部日本を中心に日本に広く堆積しているテフラの一つであり、前期鮮新世のテフロクロノロジーにおいて重要な鍵層となるテフラ層である。本研究では、呉羽山丘陵におけるZnp-Ohtaに対比される寺町テフラの模式地を対象とし、テフラ層序を確認した。最下部からほぼ連続して、50cm以上のテフラ層1、2m以上のテフラ層2(軽石を含む)、約50cmの礫層を挟み、2.5m以上のテフラ層3を認定し、テフラ層1、2、3から試料A、B、Cを採取した。全ての試料A、B、Cでバブルウォールタイプの火山ガラスを含み発泡がよく、特に試料BでY字型の発泡壁ジャンクションが発達していた。また、火山ガラスの主要元素組成や屈折率は、試料A、B、Cで類似した組成をもっていたが、微量元素組成により明瞭に識別できた。これらのテフラの特徴から、テフラ層1、2、3は、それぞれ、釣部1テフラ(4.2Ma)、Znp-Ohta (3.9Ma)、谷口テフラ(2.2Ma)に対比される可能性が高い。従来、寺町テフラの模式地には、Znp-Ohtaのみ認定されていたが、本研究により、数mの間に4.2-2.2Maのテフラ層が堆積していることが示された。これらの3つのテフラ層が連続して認定されている露頭は他に見出されていない。この結果は、呉羽山丘陵の形成史を理解する上で重要である。また、テフラ層2とテフラ層3の間には100万年以上の年代差があり、礫層が確認されることから、不整合が示唆される。従って、テフラ層2は削剥され、Znp-Ohtaが堆積した際の層厚は、現在堆積している層厚よりも厚かった可能性も考えられる。今後は、各テフラのより詳細な年代を明らかにするため、各テフラからジルコンを分離し、U-Pb年代測定を実施する予定である。テフラの絶対年代を明らかにすることで、テフロクロノロジーにおける鍵層としての年代学的な信頼性が向上すると考えられる。