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岩月 輝希; 吉田 治生; 加藤 修*; 今北 毅*; 栗本 宜孝*; 濱 克宏
no journal, ,
地下水中に微量に存在する金属元素は、同じく地下水中に存在する溶存有機物と錯体を形成することにより地質環境中での移動挙動が変化すると考えられている。しかしながら、高圧環境で錯体形成にかかわる有機物特性はよくわかっておらず、本研究では、溶存有機物が物質移動に与える影響を評価するための研究開発の一つとして、試料採取時の圧力減少が有機物特性に与える影響を明らかにすることを目的として、複数の圧力条件下で金属イオンと溶存有機物の錯体形成について予察試験を行った。
梅田 浩司; 浅森 浩一; 二ノ宮 淳; 根木 健之
no journal, ,
我が国に存在する温泉の多くは、第四紀火山の周辺に分布していることから、火山下のマグマや高温岩体等によって熱水活動が引き起こされていると考えられる。しかしながら、紀伊半島や能登半島等、第四紀火山から数十km以上離れた地域においても、42
C以上の高温泉が湧出している地域が存在する。一方、高レベル放射性廃棄物処分の安全規制にかかわる基盤確保に向けて(廃棄物安全小委員会、2003)で示された今後取り組むべき幾つかの研究課題において、「構造運動から生じる熱水活動」として、非火山地帯の温泉の起源やその影響等について研究を進めていくことが求められている。本研究では、東北日本の飯豊山地周辺に分布する非火山性温泉を事例に、地球物理データ及び地球化学データに基づき、温泉の起源について検討するとともに、概要調査等に必要な地下深部のマグマ・高温流体等に関する総合的な調査手法を提示する。
花室 孝広; 梅田 浩司; 富山 眞吾*
no journal, ,
紀伊半島南部地域には近傍に第四紀火山が存在しないにもかかわらず、湯の峰温泉をはじめとする高温泉が分布しているなど、地熱異常地域であることが知られている。これらの地熱活動に伴って生じたと考えられる変質の年代を把握するため、奈良県十津川村及び和歌山県田辺市本宮町付近に分布する温泉・変質帯において採取した試料中の石英を対象に熱ルミネッセンス(TL)法による年代測定を実施した。今回の測定結果からは、湯の峰変質帯及び湯泉地温泉周辺では数万年前頃まで、高山変質帯,平治川変質帯及び上湯温泉周辺では数十万年前頃までTLをリセットする程度の低温の変質作用が起こっていたことが推定される。また、それぞれの地域内及び地域ごとで年代値にばらつきがあり、変質部が非連続的であることから、変質作用が局所的に生じていたことが推定される。
水野 崇; 濱 克宏
no journal, ,
方解石を利用して地下水水質の長期的変遷を理解することを目的として、方解石の沈殿過程を詳細に検討し、酸素及び炭素同位体比の分析を行った。その結果、方解石の沈殿時期は4回に区分でき、起源の異なる地下水が、(1)熱水,(2)天水起源の地下水,(3)海水起源の地下水,(4)天水起源の地下水、の順で存在していたと考えられる。そのため、地下深部では、花崗岩形成初期に沈殿していたと考えられる方解石が保存されていることから、長期に渡る地下水の入れ替わりにより化学組成(塩分濃度等)が変化してきたにもかかわらず、方解石が溶解するような化学的条件の変化(pHの変化や地下水水質の変化による飽和度の低下)は起きていないと推察することができる。加えて、割れ目中を流れる地下水の起源を明らかにしたことで、長期的な地下水の化学組成の変化とその幅を定量的に推察することができる可能性がある。
二ノ宮 淳; 根木 健之; 梅田 浩司; 浅森 浩一
no journal, ,
朝日山地は、山形県と新潟県の県境の白亜紀から古第三紀の花崗岩類からなる山地で、第四紀火山(月山,白鷹山)からは30km以上も離れているにもかかわらず、周辺には瀬波温泉(97.2C),雲母温泉(88C)などの高温泉(金原、1992)が分布している。さらに、マグマ、あるいはマグマから放出された高温流体が関与していると考えられる低周波微動地震が近傍に分布するなど、活動的な火山地域と同様の特徴を示す。本研究では、これら地熱活動との関連を検討するためにMT法探査により朝日山地下における地殻の二次元比抵抗構造を推定した。結果として、朝日山地西部の地下20
30kmに二次元断面図上で水平方向に約20kmの広がりを持つ低比抵抗体が見いだされた。低周波微動を含む周辺地域の地震の震源は、低比抵抗体周辺部で発生しており、低比抵抗体が高温であることを示唆する。朝日山地周辺には高温の温泉が分布することをあわせると、低比抵抗体はマグマの存在を示している可能性が高い。このマグマ活動は、朝日山地の隆起運動,白鷹山の活動,山形盆地西縁断層帯の活動等の周辺地域のテクトニクスと関連している可能性がある。
山田 国見; 花室 孝広; 田上 高広*; 山田 隆二*; 梅田 浩司
no journal, ,
東濃地科学ユニットでは、京都大学と共同で(U-Th)/He年代測定ラボの立ち上げを行っている。アパタイトとジルコンを試料とし、ヘリウムの抽出は真空チャンバーにおいて赤外レーザーにより加熱して行う。抽出したガスは液体窒素で冷却した活性炭を用いたコールドトラップとNEゲッターにより精製した後、MM5400希ガス質量分析計を用いて感度法で定量する。質量分析計の感度は大気を標準に用いて体積既知の配管とキャパシタンスマノメータにより校正する。ウラン,トリウムは脱ガス後の試料を溶液化し、ICP四重極質量分析計を用いて標準添加法で定量する。溶液化の際はアパタイトは硝酸による溶解、ジルコンは融剤にメタホウ酸リチウムを用いてXRF用ビードサンプラによるガラス溶融法で分解する。試料はすべて放射壊変系列の永続平衡が成立していると期待されること,サマリウムはアパタイトやジルコンには有意に含まれないことから、親核種についてはU-238, Th-232のみの測定で年代を求めることができる。現在は希ガス質量分析計の感度校正とICP質量分析用の溶液試料作成に関する実験を進めており、システムの全体図や各装置の詳細を含めて発表する予定である。
吉田 治生; 岩月 輝希; 濱 克宏
no journal, ,
地下水中に微量に存在する金属元素は、溶存有機物と錯体を形成した有機錯体やそれらが凝集した有機コロイド,無機錯体や粘土粒子などに吸着した無機コロイドの状態でも存在している。これらの錯体やコロイド相として存在する金属元素の移行挙動は、地下水の化学条件や移行経路における鉱物特性などによって変化するが、イオンとして存在する微量元素の移行挙動と異なり、既存の熱力学的解析手法では評価が難しく、評価手法の確立が重要な課題となっている。本研究では、地下水中の金属元素のコロイド相への分配にかかわる基礎的な知見を得ることを目的として、限外ろ過法により金属元素の移行にかかわるコロイド相の分子量分布について考察した。
丹羽 正和; 高田 圭太*; 木下 博久*
no journal, ,
断層活動に伴う周辺岩盤の応力変化の結果起こる隆起,沈降等の地形変化を精度よく把握する手法の開発のため、徳島県の中央構造線活断層系を対象に空中写真判読と地殻変動解析を行った。空中写真判読では、断層活動に伴う応力変化と関係の深い断層のステップ,分岐、及び屈曲の分布を抑え、左ステップの隆起地形と、右ステップの沈降地形の対応関係を詳細に把握した。次に、空中写真判読結果をもとにした断層分布に対し、均質半無限弾性体の食い違い理論に基づく地殻変動解析プログラムCoulombによる解析を行い、水平・上下変位,堆積歪、及びCoulomb応力の変化を調べた。その結果、ステップや屈曲のような断層の不連続部及び走向変化部に歪や応力変化が集中する傾向があることがわかった。さらに、左ステップの隆起,右ステップの沈降の上下変位の対応関係は、地殻変動解析においてもよく一致した。
Dia, C.*; 高木 久徳*; 小嶋 智*; 大谷 具幸*; 天野 健治
no journal, ,
土岐花崗岩体の西端と中心部に掘削された1,000m級の2本の深層ボーリング孔(DH-8, DH-9号孔)のデータを用いて岩芯地質観察並びに孔壁画像(BTV)観察を組合せた解析を行い、割れ目の頻度や方位,形状,割れ目充填物を指標とした割れ目系統区分を試みた。その結果、調査対象となったDH-8, DH-9号孔周辺の土岐花崗岩においては、(1)平滑な割れ目面の形状を示す高角な東西,北西-南東走向の割れ目と(2)不規則な割れ目面の形状を示す低角度な割れ目に二分されるとともに、高角度な割れ目にはスメクタイトと緑泥石が特徴的な割れ目充填物として存在していることが明らかとなった。
田力 正好; 高田 圭太*; 野原 壯
no journal, ,
内陸部における第四紀後期の隆起速度は、気候変動に対応して形成された河成段丘の比高と形成年代から求められる(TT法)ことが多いが、火山地域では火山砕屑物が大量に供給され、河成段丘の形成に影響を与える可能性がある。本研究では、火山活動が河川の挙動へ与える影響を評価するため、十和田火山起源の八戸火砕流(To-H;約15ka)堆積物が広く分布する、米代川支流長木川流域,五戸川流域,馬淵川支流の熊原川流域において、To-H堆積面と河成段丘の推定年代と比高からTo-H堆積物の下刻速度を見積もった。その結果、地質学的時間スケールでは河川は火砕流堆積物を瞬間的に下刻し、元の河床高度を回復することがわかった。この事実から、火砕流堆積物の場合、気候変動に規制された段丘形成に及ぼす影響は大きくなく、TT法は適用可能と考えられる。
野原 壯; 丹羽 正和; 安江 健一; 島田 耕史
no journal, ,
本研究では、断層の累積変位量と破砕帯の幅の関係を用いて、トンネルのデータを踏まえた地下深部における活断層の破砕帯を把握する調査手法を検討した。トンネルで行われたボーリングのデータから、変位が集中した活断層の破砕帯の位置を特定した。その破砕帯の幅の大きさは、累積変位量との関係から推定したそれと一致した。本研究の結果、地層の変位,断層粘土の発達状況及び条線の方向から、活断層の破砕帯を特定できる可能性が示された。
上原 真一*; 嶋本 利彦*; 操上 広志; 舟木 泰智; 大西 有三*
no journal, ,
本研究では、北海道幌延地域の新第三紀堆積岩から第四期堆積岩について、その水理特性の応力依存性を調べることを目的に、室内実験にて高拘束圧下におけるガス浸透率及び間隙率を測定した。その結果、間隙率-log(拘束圧)曲線は、土質力学におけるそれと似た特徴があることがわかった。また、間隙率-log(拘束圧)曲線から得られた降伏応力と、想定されている最大埋没深度との相関性は見られるものの、その値は一致しなかった。同一の間隙率を有する試料に対する浸透率の測定値と各試料の特性との関係について検討した結果、細孔径の違いが関与している可能性が示された。
島田 耕史; 丹羽 正和; 野原 壯
no journal, ,
跡津川断層西部において、携帯式の水素ガス測定器を用いて、土壌と断層破砕帯露頭に穿孔して放出される水素ガス濃度を測定した。土壌から約40データが得られ、水素ガスはほとんど放出されない。破砕帯からは、約30試料が得られ、1時間あたり904ppmの放出率を最高に、100ppm以上が3地点、100ppm-20ppmが11地点、20ppm以下が9地点、0ppmが11地点で測定された。右横ずれの跡津川断層を、kmスケールにおける主剪断面としたときに形成されうる複合面構造の姿勢と、それぞれの水素ガスを測定した破砕帯の姿勢とを対比したところ、X面に相当する破砕帯でよく放出され、P面ではあまり放出されず、リーデル剪断面ではよく放出される場合から放出されない場合がある、という、破砕帯構造に依存した放出様式の多様性が認められた。X面に相当する破砕帯は、地下深部からの流体を捉える連続観測や、断層帯周辺の透水構造を把握するための調査ボーリングの候補地点として有利であろう。
齋藤 龍郎; 浅森 浩一; 梅田 浩司
no journal, ,
火成活動が地質環境に及ぼす影響としては、マグマや高温岩体などから放出される熱エネルギーによる周辺岩盤の温度上昇のほか、熱水対流系の形成による地下水理の変化,火山ガスや熱水などの混入による水質の変化などが想定されている(原子力安全委員会、2002)。火成活動に伴う熱水及び地下水理の変化を定量的に把握するため、マグマ溜りの周辺岩盤の熱や地下水理などを計算するための解析コードMagma2002の開発を行った。このコードは、地熱シミュレータFIGS3C(Hanano and Seth、1995)をベースにして、冷却過程で比熱や流動性が変化するなどの特徴を持つマグマ溜りが周辺に及ぼす影響を計算できるように改良したもので、三次元非定常熱・水連成解析を行うことができる。今回、島原半島の雲仙火山及びその周辺を対象に、このコードを用いた火山下の熱輸送や温度構造の感度解析を実施した。
新里 忠史; 安江 健一; 重野 聖之*; 宮坂 省吾*
no journal, ,
幌延地域西部における地形変化の様式について、谷密度分布などの地形量データ,地すべり地形及び地質分布による検討を行った。以下に、幌延地域西部に分布する各地層の地形変化の様式を下位から述べる。稚内層の下位の地層群では、マスムーブメントが主な地形形成過程と考えられる。稚内層分布域では、下刻が主な地形形成過程と考えられる。声問層の分布域では、後氷期には、斜面表層部の崩壊と下刻により地形が形成され、氷期には、周氷河作用による面的侵食及び下刻と側方侵食によるお椀状の河谷地形が形成された。勇知層の分布域では、後氷期及び間氷期ともに、下刻と側方侵食が主な削剥過程であり、その進行に伴い、隣り合う河谷の併合により低谷密度の地形が形成されると推測される。更別層分布域では、起伏量が増大する傾向にあるが、ある一定の起伏量を超えると崩壊等が生じ、その後、低起伏量のなだらかな地形に変化すると推測される。本研究により、幌延地域西部に分布する各地層の地形変化の様式を把握することができた。今後、本研究による地形変化の様式に基づいて概念的な地形変化を記述するとともに、それを考慮した地下水流動解析を実施する予定である。
川村 淳; 大井 貴夫; 梅田 浩司; 新里 忠史; 江橋 健; 北村 暁; 河内 進; 牧野 仁史; 石丸 恒存; 柳川 玄永*; et al.
no journal, ,
本研究の目的は、天然現象による地質環境条件の変化やそれに起因する処分環境・処分システムの性能への影響を定量的に評価することである。これまでの検討を通じて、天然現象とTHMCとの関係を網羅的に整理すること、さらには、THMCの変化と処分システムの性能にかかわるパラメータ(核種移行パラメータ)の変化との関係を詳細に把握することの重要性が指摘された。本発表では、天然現象とTHMCとの関係を網羅的かつ合理的に整理するための方法と、整理されたTHMCと核種移行パラメータの関係の整理について2次元マトリクス上に展開する手法について検討した。このような手法により、地層処分システムの安全評価への反映の観点からの地球科学の分野で既に取得されているデータや知見の整理と、天然現象による地質環境条件の変化に起因する処分システムの性能への影響を定量的に評価するために必要となる核種移行パラメータに関する情報整理が効率的にできるようになり、評価に必要となる情報の過不足等を明らかにすることができた。
川村 淳; 大井 貴夫; 梅田 浩司; 新里 忠史; 牧野 仁史; 河内 進; 石丸 恒存; 柳川 玄永*; 大久保 博生*
no journal, ,
本研究の目的は、天然現象とTHMCとの関係を網羅的かつ合理的に整理するため実際の天然現象が有する発生様式や規模などの特性を「観点」として理解・把握・整理し、それらの観点ごとに既存の地球科学の分野の研究で得られる天然現象の特性とTHMCとの関係を整理することである。このような整理により、地球科学の分野で既に取得されているデータや知見などの情報を地層処分システムの安全評価への反映の観点から整理することが可能となり、地球科学分野の情報の重要性や過不足を明らかにすることができた。これら得られた情報の重要性については、保守的な観点からTHMCに対する最大の影響を見積もることで対処可能かどうかを検討することや、処分システムの安全性に対するTHMCの影響特性に関する情報と照合するなどにより、その重要性を検討し、今後のデータ取得等の計画に反映することとする。今後は、マトリクス上の個々の要素ごとに情報収集整理を推進するとともに、抽出した観点の妥当性やTHMCの項目間の影響関係についても検討し、より精緻な情報整理と合理的な類型化手法を開発する。
江橋 健; 北村 暁; 川村 淳; 大井 貴夫; 牧野 仁史; 河内 進; 石丸 恒存
no journal, ,
本研究は、天然現象による地層処分システムの安全性への影響を評価するために必要となるTHMCの変化と核種移行パラメータの変化との関係についての整理手法について報告する。今回の検討に際して、核種移行解析で用いるパラメータとTHMCの関係をマトリクス形式で整理することとした。このようなマトリクスを利用した情報整理をすることにより情報の重要性や過不足も明らかにすることが可能となるとともに、整理される情報についての核種移行パラメータに関する実験データや理論式の有無や精度のばらつきなどを把握することが可能となった。そのような情報を天然現象研究や核種移行研究にフィードバックすることにより、天然現象影響評価研究や関するデータや知見などの情報の効率的な整理に資することとなるものと考えられる。
大澤 崇人
no journal, ,
スターダスト+
セッションにて宇宙塵に捕獲された地球外起源希ガス成分について概説する。宇宙塵中には地球外起源の希ガスが含まれており、希ガス元素の分析は高度な分析技術が必要であるが、価値ある情報を多く含んでいる。宇宙塵は基本的に2つの希ガス成分を持っており、軽い希ガスは高いエネルギー太陽風成分を主体とし、重い希ガスは始原的捕獲成分を持っている。本発表では宇宙塵の希ガス成分が与える多くの情報、例えば宇宙線照射年代や推定される起源天体に関して解説する。
深澤 裕
no journal, ,
JRR-3に設置されている中性子回折装置(HRPD及びHERMES)と米国オークリッジ国立研究所のHFIRに設置されている回折装置(WAND)を用いて、氷のプロトンが秩序化して強誘電体の構造へと変化する現象を研究した。各々の回折装置の特色を生かして、プロトンの配置の詳細,秩序過程のカイネティクス,高い秩序度を発生させるために要する温度条件等、これまで不明であったプロトンの挙動の全容を調査した。特に、秩序化を促す要因として、水酸化物,酸や塩等の不純物,
線照射等の効果を分析し、イオン欠陥や水素結合上のプロトンの欠陥(L欠陥等と呼ばれる)と秩序化の関係を調べた。これらの研究結果に基づくと、冥王星に代表される氷天体群は、自然にプロトンの配置が秩序化した強誘電体氷である可能性が高いものと考えられる。この強誘電体氷の存在の有無は、惑星,生命,物質の基本とかかわる重要な問題なので、観測によって実証することが重要と考えている。