断層ガウジの化学組成に基づく活断層と非活断層の判別; 線形判別分析による試み

立石 良*; 島田 耕史; 清水 麻由子; 植木 忠正*; 丹羽 正和; 末岡 茂; 石丸 恒存

応用地質, 62(2), p.104 - 112, 2021/06

https://doi.org/10.5110/jjseg.62.104

本研究では、国内における活断層と非活断層の断層ガウジの化学組成データを用いた線形判別分析による両者の判別を試み、両者の違いを表す元素と、より良い判別式について検討した。その結果、得られた複数の判別式が両者を高確率で判別できることが分かった。また、判別式の汎用性に関する検討を行い、未知試料に対する判別能力が高いと予想される判別式を提示した。さらに、これらの判別式に共通する元素の組合せから、活断層と非活断層の違いを表す元素を6つに絞り込むとともに、うち4つの元素が2組のセットとなっていること、両者の判別に最も寄与する元素はTiOとSrであることを示した。本研究で採用した方法は、岩盤中に分布する断層において普遍的に存在する断層岩の化学分析により活断層を判別できる画期的なものである。今後、様々な地質や断層タイプのデータを増やすことで、より高い精度と汎用性を持つ判別式が得られるものと期待される。また本研究の成果は、断層活動による元素の移動メカニズムの解明に大きく貢献する。

変質した火山岩の年代測定のための岩石記載・化学組成・前処理に関する検討

丹羽 正和; 植木 忠正*; 星 博幸*; 杉崎 雄一*

JAEA-Research 2020-003, 33 Pages, 2020/07

JAEA-Research-2020-003.pdf:5.69MB

火山岩の形成年代の情報を得ることは、地層処分のサイト特性調査や安全評価などにおいて火山活動の影響を把握する上でも重要となる。本報告書では、変質した火山岩から正確なK-Ar年代値を得るための測定対象を適切に選定するために実施した、火山岩の偏光顕微鏡記載および鉱物・化学分析の結果をデータとして取りまとめた。また、火山岩の主要な斑晶鉱物の一つである斜長石の新鮮な鉱物を高純度で集めるための、凍結融解処理や塩酸処理などの手法についても報告書に取りまとめた。

中部日本,鮮新世東海層群中の大田テフラのジルコンU-Pbおよびフィッション・トラック年代

植木 忠正; 丹羽 正和; 岩野 英樹*; 檀原 徹*; 平田 岳史*

地質学雑誌, 125(3), p.227 - 236, 2019/03

https://doi.org/10.5575/geosoc.2018.0058

大田テフラに対比される岐阜県東濃地域の中津川I・II火山灰層から採取した2試料を用いて、同一ジルコン粒子に対するU-Pb年代とフィッション・トラック(FT)年代のダブル年代測定を行った。その結果、2試料の加重平均値として、U-Pb年代は3.940.07Ma、FT年代は3.970.39Maの年代が得られた。本研究の年代測定結果は既存研究のFT年代や古地磁気層序とも整合的であり、中部日本をはじめとする地域の下部鮮新統の広域層序と年代整理において重要な年代指標となると考えられる。

中部日本東濃地域における珪長質火成岩類の記載岩石学データ

植木 忠正; 丹羽 正和

JAEA-Data/Code 2018-005, 94 Pages, 2018/08

JAEA-Data-Code-2018-005.pdf:15.6MB

山地の発達過程は、隆起量・侵食量に加え、動水勾配の変化に伴う地下水流動の長期的な変化にも影響を及ぼす要因となる。山地の隆起開始時期や発達過程を把握するための地質学的研究手法の一つとして、後背地解析がある。東濃地科学センターではこれまで、後背地を推定するための個別要素技術の整備を進めており、それらの適用性の確認として、中部日本東濃地域を対象とした事例研究を行ってきた。本報告書は、その事例研究の結果得られた基盤岩(珪長質火成岩類)の肉眼および顕微鏡下による岩石記載、および走査型X線分析顕微鏡による測定に基づく岩石表面の元素分布のデータを資料集として取りまとめたものである。

走査型X線分析顕微鏡と画像処理・解析ソフトウェアを用いたモード測定

植木 忠正; 丹羽 正和

地質学雑誌, 123(12), p.1061 - 1066, 2017/12

https://doi.org/10.5575/geosoc.2017.0051

従来のポイントカウンティング法によるモード測定は時間がかかり、測定者の鉱物判別の技量や主観によって結果が左右されるという課題がある。本研究では、より容易で測定者の技量や主観によらない新たなモード測定の手法として、走査型X線分析顕微鏡と画像処理・解析ソフトウェアを用いた手法を紹介する。この手法によって薄片または研磨片の測定を行うことで、花崗岩質岩の鉱物分布図とモード組成を迅速かつ効率的に取得することが可能となった。

花崗岩中に発達する断層や粘土脈に含まれる鉱物粒子の微細構造

丹羽 正和; 田辺 裕明; 石丸 恒存; 島田 耕史; 植木 忠正*

no journal, , 

断層の活動性の評価には、通常、断層を被覆する地層の変位から活動時期を推定する上載地層法が用いられている。しかし、ボーリングや坑道などの地下で遭遇した基盤岩中の断層や被覆する地層が存在しない地域の断層には、上載地層法を適用することが困難となる。このような断層の活動性を評価するためには、断層運動に伴って生じる破壊や化学反応、熱的なイベントなどを、断層岩や割れ目充填鉱物を対象とした物質科学的解析により明らかにすることが有効な手法となる可能性がある。本研究では、物質科学的解析に基づく断層の活動性評価に資するため、花崗岩中に発達する様々なタイプの断層や粘土脈を対象に、これらに普遍的に含まれる石英および粘土鉱物の電子顕微鏡観察などを行った。発表では、観察した試料ごとの、鉱物粒子の形状や表面構造などの違いについて報告する。

X線分析顕微鏡および画像処理・解析ソフトウェアを用いたモード測定

植木 忠正; 丹羽 正和

no journal, , 

火成岩体の成因の考察に加え、山地の形成過程を復元するための後背地解析や、断層の発達過程を明らかにするための断層岩の構造解析などにおいては、岩石の鉱物組成を把握することがしばしば重要となる。岩石の構成鉱物の量比を示すモード組成は、現在でも偏光顕微鏡で観察しながら行う古典的なポイントカウンティング法による測定が一般的だが、これは測定者の鉱物判別能力によって結果が左右されてしまう。そこで、本発表では測定者の技量によらない簡便な手法として、X線分析顕微鏡および画像処理・解析ソフトウェアを用いたモード測定手法を実施した。その結果、本検討では各鉱物のモード組成はポイントカウンティング法(3000ポイント)と誤差1%以内という結果が得られた。

EPMAを用いた重鉱物の存在比・化学組成分析による後背地解析の試み; 中部日本・屏風山断層の例

清水 麻由子; 佐野 直美; 植木 忠正; 安江 健一; 丹羽 正和; 鈴木 和博

no journal, , 

重鉱物の化学組成は、特に固溶体を作るものについては後背地の岩体ごとに変化していることが多いため、重鉱物の種類や存在比に加えて化学組成を知ることにより、より詳細な後背地解析が可能になる。本研究では、清水ほか(2016)のEPMAを利用した鉱物の定量分析法を、活断層とされる屏風山断層周辺の露頭から採取した堆積物試料に適用し、鉱物種の同定や存在比の計測を実施して後背地の推定を試みた。その結果、重鉱物の存在比からは堆積物の供給源に制約を与えることができなかったが、イルメナイトのMnO量およびジルコンのYO量から、露頭周辺に広く分布する伊奈川花崗岩ではなく濃飛流紋岩由来のものが支配的であることが示唆された。

岩石・鉱物学的手法を用いた後背地解析指標の検討

植木 忠正; 清水 麻由子; 佐野 直美; 丹羽 正和

no journal, , 

後背地解析では、供給源と考えられる岩体と流域の砕屑物の地質情報を比較することが基本となる。本研究では岐阜県東濃地域を事例対象とし、山間部に分布する岩石に対し後背地解析の指標として有効な地質情報の検討を行った。記載岩石学的手法に基づく検討、ジルコンの化学組成分析に基づく検討、ジルコン中の包有物を用いた検討を行い、その結果、同岩種の岩石に対してもそれぞれの岩石固有の特徴があることを確認した。このような岩石のマグマプロセスの違いに基づく特徴は、後背地解析の指標として有効な情報となる可能性があると考えられる。

Identification of provenance rocks based on EPMA analyses of heavy minerals

清水 麻由子; 佐野 直美; 植木 忠正; 代永 佑輔; 安江 健一*; 丹羽 正和

no journal, , 

Information about mountain formation is significant in the field of geological disposal of high-level radioactive waste, because this affects long-term fluctuation in groundwater flow system. Provenance analysis is one of effective approaches for understanding formation process of mountains. Chemical compositions of heavy minerals, as well as their chronological data, can be an index for identification of provenance rocks. The accurate identification requires the measurement of as many grains as possible. In order to achieve an efficient provenance analysis, we developed a method for quick identification of heavy minerals using an Electron Probe Micro Analyzer (EPMA). This method was applied to the sediments where provenance rocks had lithological variations but similar formation ages. Consequently, the provenance rocks were identified based on chemical compositions of heavy minerals resistant to weathering, such as zircon and ilmenite.