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湯口 貴史*; 笹尾 英嗣; 火原 諒子*; 村上 裕晃; 尾崎 裕介
no journal, ,
結晶質岩における高レベル放射性廃棄物の地層処分の安全評価において、地下水シナリオを想定した場合、結晶質岩の物質移動特性を把握し、物質移動モデルを構築することは重要な課題である。結晶質岩中の物質移動現象としてマトリクス拡散がある。これは地下水や地下水中の溶存物質が、割れ目を移動しつつ濃度勾配により割れ目周辺の岩石へ拡散し、鉱物へ吸着することで、物質移動が遅延する現象である。マトリクス拡散の評価に資するデータとして、実効拡散係数や空隙率が報告されているが、岩石を構成する鉱物に対する知見は得られていない。中部日本の土岐花崗岩においては、黒雲母や斜長石の熱水変質に伴い、鉱物中に微小空隙が生じることが報告されている。そこで、本研究では鉱物中の微小空隙がマトリクス拡散に寄与する物質移動経路という作業仮説のもと、微小空隙を内包する鉱物を対象とした岩石記載と透過拡散試験による実効拡散係数の比較検討から、上記の仮説の妥当性を検討した。本研究では以下のパラメータを比較検討の対象とした。(1)透過拡散係数による実効拡散係数・空隙率、(2)透過拡散試験を実施した岩石試料のモード、(3)割れ目密度のデータ、そして(4)4鉱物の変質程度(変質パラメータ)と微小孔の分布割合である。検討の結果、変質によって形成された鉱物(黒雲母と斜長石)中の微小空隙がマトリクス拡散の遅延に寄与する"storage pore"として機能すること、微小空隙中にトレーサーが吸着されることで物質移動の遅延をもたらすこと、割れ目の多い領域では、割れ目を通じた移流現象は活発であるが、物質移動の遅延も機能することが示唆された。これらの点から、岩石学的調査に際して鉱物中の変質程度の評価がマトリクス拡散(物質の遅延現象)の指標となる見通しが得られた。
川村 淳; Jia, H.*; 小泉 由起子*; 西山 成哲; 梅田 浩司*
no journal, ,
10m DEMを用いたGISによる地形解析により、安倍川、大井川及び熊野川の3河川について、河口を起点とし3km毎に河川の流路に直交する片側2kmの河川横断線を作成し、河川横断線の地質情報を抽出した。3河川の横断面線を同一表示させると、上流ほど河床が上昇し起伏が大きくなる様子が見てとれる。横断面形状を比較すると3河川とも似た傾向を示すことがわかり、中
上流部の河川両岸の起伏のピークは河川中央からおおよそ5001500mに位置し、河床とピークの比高もおおよそ200600mになる傾向がある。河床と両岸の比高がある程度形成されてからの平均的な横断面線を作成した結果、3河川とも平坦な面から両岸約1000mより河川に向かって傾斜し、河川の深さは300400m程度となった。また、河川両岸のピークと河床の標高差は上流程大きくなる、すなわち、上流ほど河床までの谷の深さが増す傾向がみられた。河床標高から作成した河川縦断の河床勾配を取ると、地質や地質構造にかかわらず3河川ともある程度の上流域から勾配トレンドが上昇する変曲点がみられた。河口付近の比較的平坦な地形から上流にさかのぼった河床高度の上昇や起伏の増加の傾向は疑似的ではあるものの、平坦な低地から隆起・侵食による地形形成の時間的な過程を示唆するものと考えられ、このことは、地形変化シミュレーションなど将来予測や地形変化を取り入れた性能評価モデルの妥当性の検証等に寄与する情報になる。
吉田 英一*; 山本 鋼志*; 淺原 良浩*; 刈茅 孝一*; 齊藤 朱音*; 松井 裕哉; 望月 陽人
no journal, ,
本報は、コンクリーション化剤による地下岩盤水みち亀裂シーリング実証試験結果とその間に起こった地震に伴うき裂のシーリング修復現象について報告するものである。
羽地 俊樹*; 安邊 啓明
no journal, ,
西南日本の前弧海盆堆積物中の小断層から推定された応力史は、各堆積盆周辺の構造発達史やフィリピン海プレートの運動史の制約条件としてよく参照される。四国南西部の土佐清水市には、中新世前半の前弧海盆堆積物とされる三崎層群が分布し、多数の小断層が多数認められる。しかしながら、これまでの三崎層群における研究は堆積学・古生物学的なものが主で、小断層を取り扱った研究はほとんどない。そこで、発表者らは三崎層群中に見られる小断層の実態の解明に向けて、それらの産状の調査と、応力解析のための小断層データの取得を進めている。本発表では、これまでに観察した800条を越える小断層についてその産状と予察的な応力解析結果を報告する。これまでに我々は三崎層群の分布する土佐清水市の海岸線沿いの7つの調査地域(養老層3地域・浜益野層2地域・竜串層2地域)において小断層データを取得した。いずれの地域でも地層面を基準面とした際のgap断層(基準面を引き離す運動センスの断層)が大きな割合を占めていた。また少数ながら共役関係が認識できる断層群も存在した。産状から、小断層には堆積後まもなく形成したものと、固結後に形成したものが混在していることが明らかになった。浅海性の砂岩層からなる竜串層では、傾斜方向の同じ微小な小断層群が特定の層準に発達していた。これは堆積時のノンテクトニック断層と推定される。一方で、竜串層には脱水後に形成したと判断される周辺の葉理に変形を伴わないノジュールが見られ、それを切る小断層も認められた。小断層データを取得した地域ごとに分け、Hough変換法で応力解析を行った。いずれの地域でも地層面に直交する最大圧縮主応力軸を持つ応力が検出されたことから、我々はこの応力を三崎層群の傾動以前の正断層型応と考えている。
西山 成哲; 中嶋 徹; 後藤 翠*; 箱岩 寛晶; 長田 充弘; 島田 耕史; 丹羽 正和
no journal, ,
活断層が確認されていない様々なテクトニックセッティングの地域において、マグニチュード67クラスの地震が発生することがある。地震被害の低減のためには、そのような地震を発生させる伏在断層を把握することが重要であるが、それを把握するための手がかりとなる証拠は少ない。本研究では、伏在断層の存在が明らかとなっている1984年長野県西部地震の震源地域において、地表踏査により割れ目に認められる小断層のスリップデータを集め、多重逆解法を実施した。その結果、既知の伏在断層周辺の小断層において、本地域にはたらく現在の広域応力と同様の応力が検出された。この小断層のスリップデータの中には、第四紀の火山岩中に認められたものもあり、小断層がごく最近に活動したことを裏付ける。このことは、これらの小断層が伏在断層周辺に発達するダメージゾーンの一部である可能性を示しており、伏在断層を把握するための手がかりとなることが期待される。本研究は経済産業省資源エネルギー庁委託事業「令和24年度高レベル放射性廃棄物等の地層処分に関する技術開発事業(JPJ007597)(地質環境長期安定性評価技術高度化開発)」の成果の一部である。
中嶋 徹; 仁木 創太*; 工藤 駿平*; 河上 哲生*; 東野 文子*; 平田 岳史*; 酒井 治孝*
no journal, ,
本研究では中央ヒマラヤに分布する正片麻岩に産するジルコンの内部組織と包有物に着目し、ヒマラヤ造山運動に伴う高温変成作用によって上書きされた古生代初期のマグマ-流体活動履歴の解読を試みた。中央ヒマラヤ、カリガンダキ川沿いに分布する正片麻岩のジルコン中には石英、カリ長石、斜長石、黒雲母、燐灰石、ゼノタイム、モナズ石、トール石、黄鉄鉱、チタン鉄鉱などの鉱物包有物に加えて、流体包有物や珪長質な多相固体包有物が観察される。本研究ではジルコンの内部組織を内側より、(1) inner-core, (2) outer-core, (3) dark annulus, (4) metamorphic rimに区分した。outer-coreはCL像で振動累帯構造を示し、U-Pb年代は510-460Maである。outer-coreには石英や黒雲母などの鉱物包有物に加え、中塩濃度の初生的な流体包有物、珪長質な多相固体包有物が多く見られる。一部の多相固体包有物中には自形性の良い石英やカリ長石、黄銅鉱、蛍石、閃亜鉛鉱、金属ビスマスなどが産する。このことから、outer-coreは高度に分化したS-type花崗岩質メルトから晶出したと考えられる。dark annulusはCL像で暗色を呈する円弧状の領域として認識され、P, Y, REE, Uに富み、U-Pb年代は490-440Maである。dark annulusには燐灰石、ゼノタイム、モナズ石、トール石などの鉱物包有物のほか高塩濃度の初生的な流体包有物が多くみられる。この組織は高塩濃度の流体の流入と、それに伴うジルコンの溶解再沈殿反応により形成されたものと考えられる。outer-coreとdark annulus中の包有物とU-Pb年代は、これらの領域がビンフェディアン造山運動に伴う地殻の部分溶融とそれに伴うS-type花崗岩の活動、その後の高塩流体の活動に伴い溶解・成長したことを示唆する。metamorphic rimはジルコン最外縁に薄く成長した弱い振動累帯構造を呈する領域として認識され、一部がdark annulusを脈状に切る。U-Pb年代は45-17Maであり、Gd/Yb比から複数の成長ステージが認められる。このことからヒマラヤの衝突型造山運動に伴う高温変成作用でジルコンの一部が溶解、複数のステージで成長したことが示唆される。以上の結果は、ジルコンのouter-coreとdark annulusに記録されたビンフェディアン造山運動に伴うマグマ-流体活動の痕跡は、後のヒマラヤの高温型変成作用でもリセットされていないことを示唆している。
下岡 和也*; 長田 充弘; 小北 康弘; 高橋 俊郎*; 谷 健一郎*; 齊藤 哲*
no journal, ,
梶島は愛媛県北東部に位置し、岩脈状の花崗岩を伴う白亜紀斑れい岩類が広く露出する。本研究では、野外産状、岩石記載、全岩主要微量元素組成、Sr-Nd同位体組成、ジルコンHf同位体比のデータに基づき、白亜紀フレアアップイベントでの花崗岩質マグマ生成プロセスを明らかにする。我々は新たに斑れい岩と花崗岩の
Nd(t)とジルコンHf(t)の多くが負の値を示すことを明らかにした。Hf(t)値は、得られた
Hf/
Hf比の未分化コンドライト(CHUR)からのずれを示す。白亜紀フレアアップでは斑れい岩の起源物質であるマントルがエンリッチしていたことを示唆する。さらに、本研究での深成岩類の示すジルコンHf同位体組成は、白亜紀ユーラシア縁における既報の白亜紀深成岩類の同位体組成の中に収まることから、梶島の深成岩類は西南日本内帯の白亜紀深成岩類を代表するものと考えることができ、苦鉄質下部地殻での珪長質マグマ形成過程を記録した地質体と捉えることができる。
福井 堂子*; 下岡 和也*; 小北 康弘; 長田 充弘; 高橋 俊郎*; 齊藤 哲*
no journal, ,
地殻進化をもたらす物質移動プロセスを理解することを目的として、花崗岩類と流体の反応による産物である交代性閃長岩類に着眼し、その形成過程及び関与した流体を検討した。本研究では、愛媛県伯方島北部トウビョウ鼻にて新たに見出した2種類の交代性閃長岩類(Type 1とType 2)について、野外産状および岩石記載、化学組成分析をおこなうとともに、それらを形成する交代作用を引き起こした流体の特徴について考察した。Type 1は塊状・緻密な岩相を示す。一方、Type 2は空隙や有色鉱物のレイヤリングが認められる。これらの交代性閃長岩類は間に花崗岩を挟んで近接している。いずれも周囲の花崗岩との境界は不明瞭であり、岩相が漸移的に変化する。2種類の閃長岩類及び母岩と考えられる花崗岩類の全岩化学組成分析及び同位体分析の結果から、2種類の閃長岩類を形成する交代作用には組成の大きく異なる2種類の流体が関与したものと考えられる。一方、これらの流体の起源については、Type 1とType 2の交代作用に関与した流体のいずれも母岩を形成した花崗岩質マグマを起源としている可能性が考えられる。
中新世火成活動の時間変遷山田 来樹*; 高橋 俊郎*; 長田 充弘; 植田 勇人*
no journal, ,
背弧拡大中の沈み込み帯火山活動の時間変遷とその役割を明らかにするため、西南日本弧富山堆積盆に分布する日本海拡大期火山岩類の地質学的および岩石学的研究を行った。本発表では、地質調査、ジルコンU-Pb年代、ジルコン化学組成(微量元素・Hf同位体組成)、および全岩化学組成(主要・微量元素、Sr-Nd同位体組成)を報告し、富山堆積盆で日本海拡大期に起きた火成活動の時間変遷を議論する。各分析の結果、約23Maのアルカリ系列の流紋岩は非常に肥沃的な全岩Sr-Nd同位体組成やジルコンHf同位体組成を示すため、大陸地殻を多く溶かし込んだマグマだと解釈される。続く18-17Maには非常に多様な安山岩~流紋岩質の火成活動があった。このマグマの多様性にはスラブ流体で飽和したマントルの溶融やスラブメルトに汚染されたマントルの部分溶融が関与していると考えられる。
田村 友識; 石井 英一
no journal, ,
本発表では、局所的な応力場のスケールやその場に発達する断層が野外調査においても確認可能かどうかを調査し、その場に発達する断層が有する規模を評価する。調査対象である稚内層の採石場壁面からは64条のせん断面を記載することができ、NW-SE走向の高角なせん断面とNNW-SSE~N-S走向の低角なせん断面が多く認められた。これらは層理面に平行なせん断面と層理面に直交あるいは斜交するせん断面に分けられる。層理面に平行なせん断面からは逆断層の運動センスが認められ、褶曲形成期と同時に発生したflexural-slipを示唆する(石井・福島, 2006)。一方で、層理面に直交あるいは斜交するせん断面からは横ずれセンスが認められるも、一部で正断層センスが確認された。正断層センスを伴う断層は、厚さ最大約50cmの断層角礫を有し東側が沈降する。石井・福島(2006)において示される応力場や石井ほか(2006)において示される応力場を想定した場合、本断層はいずれもスフィット角が30度を上回る。このようなことから、本研究で確認した正断層センスを伴う断層は、地域の局所的な応力場に規制されて活動した断層であると判断した。