地質環境の長期安定性に関する研究 年度報告書(平成23年度)

浅森 浩一; 丹羽 正和; 花室 孝広; 山田 国見; 草野 友宏; 幕内 歩; 高取 亮一; 國分 陽子; 松原 章浩; 石丸 恒存; et al.

JAEA-Research 2012-024, 132 Pages, 2012/09

JAEA-Research-2012-024.pdf:15.68MB

本報は、深地層の科学的研究のうち、「地質環境の長期安定性に関する研究」について、第2期中期計画期間(平成22年度平成26年度)の2年目である平成23年度に実施した研究開発にかかわる成果を取りまとめたものである。第2期中期計画期間においても第1期中期計画に引き続き、最終処分事業の概要調査や安全審査基本指針などの検討・策定に研究成果を反映できるよう、(1)概要調査などに必要となる、自然現象に関する過去の記録や現在の状況を調査するための体系的な技術の整備(調査技術の開発・体系化)、(2)変動シナリオを考慮した安全評価の基盤となる、将来の自然現象に伴う地質環境の変化を予測・評価するための手法の整備(長期予測・影響評価モデルの開発)のほか、(3)最先端の分析装置などを用いた放射年代測定や鍵層の高分解能同定法などによる編年技術の高度化(年代測定技術の開発)を進めている。本報では、それぞれの研究分野にかかわる科学的・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などについて述べる。

阿寺断層の垂直変位量と活動開始時期に関する熱年代学的研究

山田 国見; 安江 健一; 岩野 英樹*; 山田 隆二*; 梅田 浩司; 小村 健太朗*

地質学雑誌, 118(7), p.437 - 448, 2012/07

https://doi.org/10.5575/geosoc.2012.0015

上下変位を伴うA級の活断層である阿寺断層の周辺から採取された地表・ボーリングコア試料に対してフィッション・トラック分析を行い、上下変位量と活動開始時期を推定した。その結果、白亜紀以降の上下変位量は約1kmであり、基盤岩や地形的な変位量と変わらないことが明らかになった。これは阿寺断層の現在の活動様式が鮮新世末以降に開始したという従来の見解と整合的である。また、破砕帯内の地表・ボーリングコア試料から20Ma頃に破砕帯内で断層に沿って広い範囲で加熱があったことが明らかになった。これはこの時期には既に破砕帯が存在し、おそらく断層運動が始まっていたことを示す。

地質環境の長期安定性に関する研究 年度報告書(平成22年度)

安江 健一; 浅森 浩一; 谷川 晋一; 山田 国見; 山崎 誠子; 國分 陽子; 丹羽 正和; 道家 涼介; 草野 友宏; 花室 孝広; et al.

JAEA-Research 2011-023, 113 Pages, 2011/10

JAEA-Research-2011-023.pdf:10.9MB

本報は、深地層の科学的研究のうち、「地質環境の長期安定性に関する研究」について、第2期中期計画期間(平成22年度平成26年度)の初年度である平成22年度に実施した研究開発にかかわる成果を取りまとめたものである。第2期中期計画期間においても第1期中期計画に引き続き、最終処分事業の概要調査や安全審査基本指針などの検討・策定に研究成果を反映できるよう、(1)概要調査などに必要となる、自然現象に関する過去の記録や現在の状況を調査するための体系的な技術の整備(調査技術の開発・体系化)、(2)変動シナリオを考慮した安全評価の基盤となる、将来の自然現象に伴う地質環境の変化を予測・評価するための手法の整備(長期予測・影響評価モデルの開発)のほか、(3)最先端の分析装置などを用いた放射年代測定や鍵層の高分解能同定法などによる編年技術の高度化(年代測定技術の開発)を進めている。本報では、それぞれの研究分野にかかわる科学的・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などについて述べる。

「地質環境の長期安定性に関する研究」第1期中期計画期間(平成17年度平成21年度)報告書(H22レポート)

草野 友宏; 浅森 浩一; 黒澤 英樹; 國分 陽子; 谷川 晋一; 根木 健之; 花室 孝広; 安江 健一; 山崎 誠子; 山田 国見; et al.

JAEA-Research 2010-044, 153 Pages, 2011/01

JAEA-Research-2010-044.pdf:12.53MB

本報は、深地層の科学的研究のうち、「地質環境の長期安定性に関する研究」について、第1期中期計画期間の5か年(2005年度2009年度)に実施した研究開発にかかわる成果を取りまとめたものである。第1期中期計画では、最終処分事業の概要調査や安全審査基本指針などの検討・策定に研究成果を反映できるよう、(1)概要調査などに必要となる、自然現象に関する過去の記録や現在の状況を調査するための体系的な技術の整備(調査技術の開発・体系化)、(2)変動シナリオを考慮した安全評価の基盤となる、将来の自然現象に伴う地質環境の変化を予測・評価するための手法の整備(長期予測・影響評価モデルの開発)のほか、(3)最先端の分析装置などを用いた放射年代測定や鍵層の高分解能同定法などによる編年技術の高度化(年代測定技術の開発)を進めてきた。本報では、それぞれの研究分野にかかわる科学的・技術的背景を解説するとともに、設定した研究課題に対してこれまでに実施してきた内容,主な研究成果及び今後の課題などについて述べる。

「地質環境の長期安定性に関する研究」基本計画; 第2期中期計画(平成22年度平成26年度)

梅田 浩司; 石丸 恒存; 安江 健一; 浅森 浩一; 山田 国見; 國分 陽子; 花室 孝広; 谷川 晋一; 草野 友宏

JAEA-Review 2010-030, 48 Pages, 2010/09

JAEA-Review-2010-030.pdf:1.42MB

本計画書は、深地層の科学的研究のうち、地質環境の長期安定性に関する研究における今後5か年(第2期中期計画期間、2010年2014年)の基本計画である。本計画の策定にあたっては、関係研究機関の動向や大学などで行われている基礎研究を精査したうえで、関係法令や報告に留意しつつ、研究の基本的な考え方,研究開発の方向性,研究課題,達成目標,推進方策などを取りまとめた。さらに、実施主体や規制機関のさまざまなニーズのうち重要性と緊急性を考慮して研究計画の重点化を図った。なお、第2期中期計画では、調査技術の開発・体系化,長期予測・影響評価モデルの開発,年代測定技術の開発の3つの枠組みで研究開発を推進していく。

地質環境の長期安定性に関する研究 年度報告書(平成19年度)

草野 友宏; 野原 壯; 梅田 浩司; 石丸 恒存; 花室 孝広; 齋藤 龍郎; 安江 健一; 丹羽 正和; 島田 耕史; 山田 国見; et al.

JAEA-Research 2009-022, 47 Pages, 2009/09

JAEA-Research-2009-022.pdf:48.94MB

我が国は変動帯に位置しており、安定大陸に位置する欧米諸国に比べて、地震や火山活動等が活発である。地層処分においては、まず安定な地質環境を選んだうえで、そこに適切な多重バリアシステムを構築することが、安全確保の基本的な考え方である。このため、地質環境の長期安定性に関する研究においては、地層処分の場としての地質環境に重要な変化をもたらす可能性のある地震・断層活動,火山活動,隆起・侵食,気候・海水準変動等の天然現象に着目して、それらの有無や程度が文献から明らかでない場合に適用する調査技術や、それらが地質環境に及ぼす影響を評価するための調査技術・解析手法にかかわる研究開発を進めている。平成19年度においては、我が国の地質環境において地層処分システムの成立性に重大な影響を及ぼす現象の存在や、過去の変動の履歴を確認するための調査技術として、以下の項目について調査・研究を行った。地震・断層活動については、破砕帯の分布,活動履歴,活動性の調査技術の整備を行った。火山活動については、熱履歴や地下深部のマグマ・高温流体などを調査する技術の開発を行った。隆起・侵食/気候・海水準変動については、河成段丘を用いた隆起速度を調査する技術,地形変化をモデル化する技術,地殻変動や気候変動を考慮した地下水流動解析手法などの開発を行った。

Postcollisional exhumation history of the Tanzawa Tonalite Complex, inferred from (U-Th)/He thermochronology and fission track analysis

山田 国見; 田上 高広*

Journal of Geophysical Research, 113(3), p.B03402_1 - B03402_10, 2008/03

http://dx.doi.org/10.1029/2007JB005368

新たな熱年代学的手法により島弧島弧衝突による丹沢トーナル岩複合岩体の削剥史を調査した。(U-Th)/He年代はアパタイトで2.00.2Ma,ジルコンで3.30.2Ma,ジルコンのフィッショントラック年代は4.5-6.9Maで、地温勾配を40C/kmとすると削剥史は7-3.3Ma: 0.5-1.5mm/yr; 3.3-2.0Ma: 2mm/yr; 2.0-0Ma: 0.8mm/yrであった。7Maごろ以降、丹沢山地周辺のテクトニクス条件の変化にもかかわらず、削剥速度は大きな変化を受けていないことが明らかになった。

東濃地科学センターにおけるVG5400及び固体ガス抽出ラインの現状

山田 国見; 花室 孝広

no journal, , 

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは京都大学とともに(U-Th)/He年代測定システムの構築と地質試料への適用に関する共同研究を行っている。既に年代試料となる鉱物結晶からのレーザー加熱ガス抽出ラインを導入し、現在は質量分析計を含めて調整中である。質量分析計は現在5e-7Pa程度で、ヘリウムによるテストからターボ分子ポンプ以下に微小リークが存在している。デイリーコレクタの感度はファラデーカップのほぼ百倍、二次電子増倍管は約7割であり、イオン源と合わせて異常はない。十分な量のヘリウムであれば現状でも測定は可能であり、実際に試料からのヘリウムの検出に成功している。しかし、天然の試料はウラン濃度や年代からヘリウムに乏しいことも予想され、検出限界を下げるためにリークを解決する必要がある。抽出ラインは必要な性能を満たしているものの、使用上幾つかの不具合があり、改善を進めている。本発表では共同研究の周知を図るとともに質量分析計とガス抽出ラインの現状について率直な報告を行い、今後の研究方針について各方面と議論を行う。

三重県多気地域領家花崗岩中のシュードタキライトの(U-Th)/He年代測定

山田 国見; 花室 孝広; 田上 高広*; 島田 耕史; 高木 秀雄*; 岩野 英樹*; 檀原 徹*; 梅田 浩司

no journal, , 

地層処分の安全性検討における地層の長期安定性の評価の際、特に伏在断層については、地層の食い違いが観察できるとは限らないことから断層岩の分析が重要である。代表的な断層岩であるシュードタキライト(PST)について、三重県多気町の試料の(U-Th)/He年代測定を行ったのでその結果を報告する。このPSTはマイロナイト化した畑井トーナル岩の脆性変形の際に融解・急冷によって形成され、その後さらに破砕の影響を受けているとされる。PSTから分離したジルコンについて603Ma(1SE), PST近傍のマイロナイトから分離したジルコンについて564Ma(1SE)の(U-Th)/He年代を得た。これはPSTから分離したジルコンの60.03.5Ma(1SE)のFT年代(Takagi et al., in submission)と誤差の範囲で一致する。また、この年代はトーナル岩より有意に若い(Takagi et al., in submission)。これらが示唆する180-330CというPST生成環境温度は、これを200-300Cと推定したShimada et al. (2001)とも整合的である。この場合、(U-Th)/He年代は試料の長期的な冷却過程、すなわち削剥速度と断層を起源とする長期的な熱影響の情報を通じて天然バリアだけでなく人工バリアの長期安定性評価に貢献しうる。

三重県多気地域のシュードタキライトの(U-Th)/He年代測定

山田 国見

no journal, , 

断層岩の放射年代測定による断層の活動時期の推定の事例として、代表的な断層岩であるシュードタキライト(PST)の(U-Th)/He年代測定を行った。試料は中央構造線の断層岩で三重県多気町にて採取された。マイロナイト化した畑井トーナル岩の脆性変形の際に融解・急冷によって形成され、その後さらに破砕の影響を受けているとされる。PSTから分離したジルコンについて603Ma(1SE)、PST近傍のマイロナイトから分離したジルコンについて564Ma(1SE)の(U-Th)/He年代を得た。この2つの年代はPSTから分離したジルコンについて既に得られている60.03.5Ma(1SE)というFT年代(Takagi et al. in press)と誤差の範囲で一致する。また、このFT年代はマイロナイトのジルコンFT年代より有意に若い(Takagi et al. in press)。これらが示唆する180CというPST生成環境温度は、この温度を200300Cと推定したShimada et al. (2001)と矛盾しない。これらの結果は地質環境の長期安定性を検討するための調査技術に反映できる。