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鏡味 沙耶; 横山 立憲; 梅田 浩司*
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テフロクロノロジーは、第四紀(約260万年以降)の地質年代測定手法の一つであり、放射性炭素年代測定法とともに一般的に用いられる。テフラ(火山砕屑物)は地層の堆積年代に制約を与えることができるため、ごく短時間に広範囲に降り積もる広域テフラのデータを包括的にまとめることは地質の年代層序学において重要である。テフラの同定は、岩石学的特徴やテフラ中の火山ガラスの形状、それらの主要元素などを用いて行われてきた。近年、火山ガラスの主要元素において差異が見られないが異なる微量元素をもつテフラが報告されている。主要元素だけでなく微量元素も比較することでテフラを同定することが重要であるが、テフラに含まれる火山ガラスの微量元素組成は未だ報告例が少ない。本研究では、レーザーアブレーション装置を備えた誘導結合プラズマ質量分析法(LA-ICP-MS)を用い、火山ガラスの微量元素濃度測定を日本原子力研究開発機構東濃地科学センターで実施した。われわれは、ケイ素を内標準元素とし、NIST SRM 612と614を用いた2点検量線法を適用した。Aso-4, 姶良テフラ(AT), 阿漕テフラを対象とし、41元素の分析を行った。テフラ同定に特に用いられる元素(Rb, Sr, Y, Zr, Ba, La, Ce)に関して、Aso-4, ATの分析結果は、約10%以内で先行研究の報告と一致した。この手法を用いて、これまで報告例のない阿漕テフラの微量元素濃度測定を実施し、それと対比されているZnp-大田テフラの希土類元素パターンと一致した。本研究の火山ガラスの微量元素濃度分析手法は、第四紀の地質年代測定において重要であるテフラの詳細な同定に貢献すると考えられる。
横山 立憲; 湯口 貴史*; 坂田 周平*; 石橋 梢*; 小北 康弘*; 伊藤 大智*; 大野 剛*; 鏡味 沙耶; 三ツ口 丈裕; 末岡 茂
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ジルコンの年代測定や微量元素の定量分析から、火成活動や結晶化作用に関するタイミングや温度など生成過程の情報を得ることができる。花崗岩質な岩石においては、ジルコンのU-Pb系の閉鎖温度がその結晶化温度よりも高いため、得られるU-Pb年代はジルコンの結晶化のタイミングを示す。Yuguchi et al (2016)では、ジルコンのカソードルミネッセンスによる内部構造の観察とともに、チタン温度計を用いた結晶化温度の推定とU-Pb年代測定から結晶化年代を求めた。こうしたアプローチから、岩体の定置に関して議論することは、火成岩体の隆起・侵食史を解明する上で重要である。本研究では、ジルコンの結晶化年代と結晶化温度を同時に見積もるため、LA-ICP-MSを用いて、ジルコン中の同一領域からU-Pb年代の取得とチタン濃度の定量を行った。予察的な実験として、大崩, 遠野, 土岐, 黒部川の花崗岩体から抽出したジルコンを対象とし、それらの熱史を推定した。その結果、大崩(556-946
C, 11.1-16.1Ma)、遠野(613-901C, 110.2-127.4Ma)、土岐(575-734C, 69.4-79.9Ma)、黒部川(636-779C, 0.46-1.85Ma)のそれぞれの花崗岩体のジルコンの結晶化年代と、結晶化温度を推定できた。
香西 直文; 宇都宮 聡*; 大貫 敏彦*
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Iは放射性廃棄物処分の安全評価において極めて重要な核種である。本研究では、セメント代替物質候補であるジオポリマーのヨウ素イオン閉じ込めに関する基礎的性能を調べた。ケイ酸ナトリウムジオポリマー固化体は陰イオン形ヨウ素を化学的に閉じ込める能力がないことがわかり、I
は固化体から容易に溶出する。IO
の80%程度は閉じ込められ、それはポリマー構造中に物理的に閉じ込められたためである可能性が高い。ジオポリマーの作製に必要な水分量に溶かすことができるそれらのヨウ素陰イオンはわずかである。ヨウ素の陰イオンをLDHに吸着させて固化することによって、固化可能なヨウ素イオン量を大きく増やすことができた。
奥村 雅彦; 小林 恵太*; 山口 瑛子; 中村 博樹; 板倉 充洋; 町田 昌彦
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粘土鉱物は一部の放射性核種を吸着するため、環境中の放射性元素の挙動に大きな影響を及ぼすが、まだ不明な点も多い。これまで、粘土鉱物の原子分子レベル研究には主に古典分子動力学法が使われてきた。しかし、現在よく使われている古典分子動力学力場は粘土鉱物のミクロな構造を再現できないなど、満足のいくものではなかった。本発表では、第一原理計算の結果を学習して、古典分子動力学並みの低計算コストで第一原理計算並みの高精度計算が可能な「機械学習分子動力学法」を粘土鉱物に適用した結果を報告する。
渡辺 勇輔; 柏谷 公希*
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断層活動によって生成した花崗岩中の割れ目帯(ダメージゾーン)は、地下水の選択的な流動経路となりうる。またダメージゾーンでは地下水と岩盤との水-岩石反応によって粘土鉱物が生成し割れ目を充填、もしくは表面を覆っており、断層中を地下水とともに移行する核種はこれらの鉱物と収脱着等の相互作用を行いながら移行すると考えられる。本研究では、花崗岩岩盤中に生成した変質岩石の元素収着特性を明らかにすることを目的として瑞浪超深地層研究所深度300m坑道内で採取された岩石試料を用いてEuとCsの収着試験を実施した。試験の結果、断層の影響を受けていない健岩部と断層周辺部ではEuの収着特性が異なることが確認された。
長谷川 琢磨*; 中田 弘太郎*; 富岡 祐一*; 太田 朋子*; 岡本 駿一*; 濱 克宏; 渡辺 勇輔; 岩月 輝希
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瑞浪超深地層研究所において複数の地下水年代測定を実施した。
Heはフラックスの寄与の異なるデータを収集できたことにより、フラックスの寄与を分離して、He年代を推定することができた。
Cは前処理方法を沈殿法からガス化法に変更することにより、大気の汚染を除去でき、精度良く評価できるようになった。これらから流出域の地下水年代は2万年程度であることを確認できた。さらに、水素・酸素同位体比が浅層地下水よりも低く、希ガス濃度から推定した涵養温度は7Cと、現在の気温よりも7C程度低く、氷期に涵養したものと推定された。このように研究所周辺の地下水年代をC, He, 水素・酸素同位体比, 希ガス温度計という複数の方法を用いて、整合的に推定することができた。
山口 瑛子; 奥村 雅彦; 高橋 嘉夫*
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地球表層に広く存在し多くのイオンを吸着する粘土鉱物は、環境中の元素挙動について大きな影響を及ぼす。実際、陽イオンの天然環境中挙動は、粘土鉱物への吸着構造に応じて、大きく変わることが報告されているが、吸着構造を決定する要因は解明されていない。本講演では、広域X線吸収微細構造(EXAFS)法等の実験手法を用い、多くの陽イオンを比較することで、イオン半径が粘土鉱物への吸着構造を決定し、さらに環境中での挙動に影響を与えていることを報告する。