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論文

岐阜県高山市高根地域に分布する安山岩質平行岩脈群のK-Ar年代

丹羽 正和; 植木 忠正*; 星 博幸*; 杉崎 雄一*; 八木 公史*; 斗澤 皓正

地質学雑誌, 126(9), p.543 - 548, 2020/09

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。K-Ar法は火山岩の形成年代を知るための代表的な放射年代測定法であるが、火山岩が変質していると、確度の高い年代値を得ることはしばしば困難となる。本研究では、中新世の西南日本の時計回り回転に係る重要な古地磁気学的情報を有している安山岩岩脈について、詳細な偏光顕微鏡観察と鉱物・化学分析により、著しい変質を被っておらず、岩脈貫入前のマグマ中で晶出したものと判断される鉱物を選定した。本論文は、それらの鉱物に対してK-Ar年代を実施し、岩脈の形成年代を推定した内容について報告したものである。

論文

北海道北部,幌延地域の新第三系$$sim$$第四系に挟在するテフラのジルコンU-Pbおよびフィッション・トラック年代

丹羽 正和; 雨宮 浩樹*; 代永 佑輔; 小北 康弘; 安江 健一*; 岩野 英樹*; 檀原 徹*; 平田 岳史*

地質学雑誌, 126(5), p.267 - 283, 2020/05

地層の堆積年代の決定や層序対比において有効な指標となるテフラの年代決定手法の高度化のため、北海道幌延地域の新第三系$$sim$$第四系に狭在する3試料のテフラを事例対象として、ジルコンの同一粒子に対しU-Pb年代とフィッション・トラック(FT)年代を求め、堆積年代を推定する手法を適用した。このうち2試料は、最若粒子集団のU-PbとFTの加重平均年代が誤差2$$sigma$$で一致し、降灰テフラの噴出年代を示すと考えられた。もう1試料についても、多くのジルコンでFT年代がU-Pb年代と同等かそれ以上に若返っており、全粒子のFT加重平均年代と最若粒子集団のU-Pb加重平均年代が誤差2$$sigma$$で一致するので、それらがテフラの噴出年代を示すと考えられた。また、本研究で得られた結果は、東西圧縮の地殻変動により、同一層でも西部より東部の方が年代が古くなるという本地域の新第三系$$sim$$第四系における傾向を支持する結果となった。

論文

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

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3.94$$pm$$0.07Ma、FT年代は3.97$$pm$$0.39Ma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。

論文

岐阜県南東部に分布する中新統瑞浪層群および岩村層群のジルコンU-Pb年代とジルコンFT年代の再評価

笹尾 英嗣; 檀原 徹*; 岩野 英樹*; 平田 岳史*

地質学雑誌, 124(2), p.141 - 150, 2018/02

地質学的な変動帯に位置する我が国の地質環境中における核種の保持・移行挙動についての理解を深めるため、東濃ウラン鉱床を事例とした研究を行ってきた。その一環として、東濃ウラン鉱床を胚胎する中新統瑞浪層群と瑞浪層群に隣接して分布する岩村層群に挟在する凝灰岩中のジルコンを用いたフィッション・トラック年代測定を行った。しかし、それ以前に知られていた微化石年代等とは100万年程度の差が生じることが課題として残された。そこで、瑞浪層群および岩村層群に挟在する凝灰岩3試料のジルコンU-Pb年代測定を行った結果、以下のような年代値が得られた:瑞浪層群の本郷層細久手火山礫凝灰岩は18.8$$pm$$0.3Ma、明世層Ak-12凝灰岩は17.8$$pm$$0.4Ma、岩村層群遠山層牧部層中部のTy-12凝灰岩は18.4$$pm$$0.4Ma。この結果は、再評価したジルコンフィッション・トラック年代と誤差範囲内で一致し、既報の微化石および古地磁気層序と整合的となった。この結果から、瑞浪層群と岩村層群の堆積年代を次のように推定した:瑞浪層群の本郷層は19$$sim$$18Ma、明世層は約18Ma、岩村層群遠山層牧部層中部は約18Ma。

論文

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

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。

論文

歴史時代に噴出した同一火山由来の軽石層の同定; 宮崎平野で見出された桜島文明テフラの例

生田 正文*; 丹羽 正和; 檀原 徹*; 山下 透*; 丸山 誠史*; 鎌滝 孝信*; 小林 哲夫*; 黒澤 英樹*; 國分 陽子; 平田 岳史*

地質学雑誌, 122(3), p.89 - 107, 2016/03

既往文献の火山ガラス屈折率データからは識別が困難であった桜島の歴史時代の噴火(文明,安永,大正)軽石について、本研究では火山ガラスの水和部と未水和部とを区別して屈折率測定を行い、斜方輝石の屈折率も含めてそれぞれの軽石に違いがあることを見出した。一方、宮崎平野南部で掘削したコアに含まれる軽石濃集層に対して鉱物組成分析、火山ガラスの形態分類や屈折率測定、斜方輝石の屈折率測定、火山ガラスの主成分・微量元素同時分析、および炭質物の放射性炭素年代測定を行い、本研究による桜島歴史噴火軽石の分析と比較した結果、軽石濃集層は桜島文明テフラに対比されることが判明した。桜島文明テフラは、軽石の状態で宮崎平野南部まで到達していた可能性が高い。本研究における軽石濃集層の給源の同定結果は、宮崎平野における地震イベント堆積物の年代決定において重要な示準となりうる。

論文

内陸部における侵食速度の指標に関する検討; 環流丘陵を伴う旧河谷を用いた研究

安江 健一; 高取 亮一*; 谷川 晋一*; 二ノ宮 淳*; 棚瀬 充史*; 古澤 明*; 田力 正好*

地質学雑誌, 120(12), p.435 - 445, 2014/12

侵食は、日本における高レベル放射性廃棄物の地層処分の実現可能性を考える上で、重要な自然現象の一つである。本研究では、侵食速度の指標として、環流丘陵を伴う旧河谷に着目した。この旧河谷は、分布が乏しい流域があるものの、日本列島の各地に分布し、様々な比高を持つことから、侵食速度を算出する際の有効な指標になると考えられる。この旧河谷を用いた事例研究を、熊野川(十津川)の中流域において行った結果、旧河床堆積物を覆う角礫層は最終間氷期以前の堆積物と考えられ、離水年代は12.5万年前かそれより古いと考えられる。この離水年代と旧河床堆積物の現河床からの比高から算出した下刻速度は、約0.9m/kyかそれより遅い可能性がある。より確度の高い侵食速度の算出には、環流旧河谷に分布する旧河床堆積物や斜面堆積物などを対象とした年代測定が今後の課題である。

論文

Subsurface geological mapping of the Japanese islands

安江 健一; 石丸 恒存; 小堀 和雄; 梅田 浩司; 中司 昇

地質学雑誌, 120(12), p.XIII - XIV, 2014/12

日本列島の地下における地質の分布状態および地質構造の概略を全国規模で把握することは、放射性廃棄物地層処分やCO$$_{2}$$地中貯留等といった地質環境の長期的利用の観点から重要である。日本列島の地下地質に関する情報としては、既存の地質図幅にいくつかの鉛直断面図として報告されているが、全国レベルでの水平断面図として取りまとめられた例はない。著者らは、2001年より前に公開された地質図・地質断面図・ボーリング等の地下情報を用いて日本列島の海抜0m, -500m, -1000mの水平地質断面図を作成した。また、同データを用いて新第三紀層以上の地層を剥ぎ取った表層地質図を作成した。

論文

ウラン鉱床の分布と産状からみたわが国の地質環境の長期安定性および天然バリアとしての機能

笹尾 英嗣

地質学雑誌, 120(10), p.345 - 359, 2014/10

わが国の高レベル放射性廃棄物の地層処分概念では、地質環境には長期的な安定性、人工バリアの設置環境および天然バリアとしての機能が期待されている。本研究では、ウラン鉱床を地層処分システムのアナログとみなして、わが国の地質環境がこれらの機能を有することの例証とするため、わが国のウラン鉱床の分布と母岩に関する情報をまとめた。ウラン鉱床は様々な年代の地質体に胚胎し、ウランの大部分は粘土,褐鉄鉱などに収着して存在すること、酸化帯では二次鉱物としてウランが固定されていることがわかった。ウラン鉱床を保存してきた地質環境は地質学的な時間スケールで安定に還元環境を保持してきたと推定されることから、地層処分に適した地質環境は広く分布することが示唆される。さらに、ウランの産状からは天然バリア機能の一つである核種の移行を遅延する機能が示唆されることから、日本列島の様々な地質環境において天然バリア機能が期待される。

論文

走査型電子顕微鏡(SEM)用の断層中軸部小型定方位試料の作製法

島田 耕史; 亀高 正男*; 中山 一彦; 瀬下 和芳; 田中 義浩; 林 俊夫*; 田中 遊雲; 下釜 耕太*; 岡崎 和彦*

地質学雑誌, 119(11), p.727 - 731, 2013/11

脆弱で細粒かつ少量の断層中軸部の試料から、できるだけ多くの微細構造観察機会を得ると共に、化学分析等に供せられる試料量を確保する観点から、微小な試料の走査型電子顕微鏡(SEM)の利用は有効と考えられる。その際に課題となるのは、脆弱な試料の定方位情報を保持させたまま、SEMの試料室へ入れる方法の確立であり、実用上可能とされ得る迅速な試料採取方法の確立である。本稿では、ステープラー(ホチキス)の針を、互いに直角な小平面を持っている事を活かした定方位用の枠として用い、特殊な薬品や高度な備品類の使用を抑え、野外での迅速な定方位試料採取、貴重な試料からの採取を可能とする、SEM観察用定方位試料作製手法の手順を紹介する。

論文

瑞浪超深地層研究所における深部地質環境のモデル化を目指した地質学的調査

鶴田 忠彦; 田上 雅彦; 天野 健治; 松岡 稔幸; 栗原 新; 山田 泰広*; 小池 克明*

地質学雑誌, 119(2), p.59 - 74, 2013/02

瑞浪超深地層研究所では、結晶質岩(花崗岩)を調査・研究において深地層の科学的研究を進めている。研究所で行っている地質学的調査では、特に結晶質岩中における地下水などの流体の主要な移行経路である割れ目や断層などの不連続構造の不均質性や特性に着目して、地表地質調査、反射法弾性波探査、ボーリング調査、研究坑道における地質調査などからなる現場調査と、それらの結果に基づく地質構造のモデル化を行っている。これまでの現場調査の結果、地下水の流動を規制する低透水性の断層が存在することと、多量の湧水を伴う割れ目帯が花崗岩上部に分布していることが明らかになっている。これらの地質構造については、スケールの異なる地質構造の規則性・関連性や地質構造の発達過程に着目したモデル化の整備を進めているところである。本報では、地質構造に関する現場調査と、地質構造モデルの構築に関する事例の紹介を通して、研究所における地質学的調査について報告する。

論文

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

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。

論文

岐阜県南東部に分布する中新統瑞浪層群及び岩村層群のフィッション・トラック年代

笹尾 英嗣; 檀原 徹*; 岩野 英樹*; 林 譲治*

地質学雑誌, 117(8), p.476 - 481, 2011/08

東濃ウラン鉱床では、さまざまな地質学的事象を被りつつも長期間にわたってウラン系列核種が保持されてきている。このような天然の事例を活用し、地質学的な変動帯に位置する我が国の地質環境中における核種の保持・移行挙動についての理解を深めることは、地層処分の安全性に対する信頼性をさらに向上させるうえで有益である。このためには、ウラン鉱床においてどのような地質事象が起こったか、そしてその地質事象が核種の移行・保持にどのような影響を及ぼしたかを明らかにする必要がある。東濃ウラン鉱床を胚胎する中新統瑞浪層群の堆積年代は、従来、層序学的・古生物学的研究に基づいて推定されてきたのみであり、個々の地質事象の発生時期の特定が困難であった。そこで瑞浪層群と瑞浪層群に隣接して分布する岩村層群に挟まれる凝灰岩中のジルコンを用いたフィッション・トラック年代測定を行った。その結果、瑞浪層群の堆積年代は20-15Maであると推定されるとともに、瑞浪層群を構成する各層の堆積年代が明らかになった。岩村層群についても年代測定結果に基づいて各層の堆積年代が推定された。なお、岩村層群においては年代測定値として初めての報告である。

論文

圧縮性ステップにおける破砕帯の構造; 岐阜県飛騨市の跡津川断層西部の例

丹羽 正和; 島田 耕史; 黒澤 英樹; 三輪 敦志*

地質学雑誌, 114(10), p.495 - 515, 2008/10

断層のステップに伴う破砕帯の構造の変化を把握するため、岐阜県飛騨市の跡津川断層西部を事例対象とした地質調査を行った。まず、空中写真判読により、ステップが示唆される地域と、直線的に発達する断層が明瞭に追跡できる地域とを選定した。次に、詳細な露頭記載により、両地域の破砕帯の構造の比較を行ったところ、卓越する剪断面の姿勢と運動センス、及び断層ガウジの幅や粘土鉱物組成などに違いが見られることが明らかとなった。空中写真判読でステップが示唆された地域は、剪断面の姿勢などの特徴により、圧縮性ステップであると認定した。

論文

土岐花崗岩中の石英に発達するマイクロクラックの三次元方位分布による古応力場の復元と生成環境

高木 秀雄*; 三輪 成徳*; 横溝 佳侑*; 西嶋 圭*; 円城寺 守*; 水野 崇; 天野 健治

地質学雑誌, 114(7), p.321 - 335, 2008/07

花崗岩の古応力場を復元するための手法開発を目的として、土岐花崗岩中を対象としてヒールドマイクロクラックを3次元的な測定及び流体包有物を対象とした解析を行った。ヒールドマイクロクラックの3次元方位測定の結果、ヒールドマイクロクラック形成時の主応力軸は南北方向であり、流体包有物の解析から形成時期は70$$sim$$60Maであることが示された。この結果は、日本海拡大による西南日本の回転を考慮すると当時のプレート運動方向と調和的であり、本研究で開発した手法が古応力場を復元するための手法として有効であることを示した。

論文

北海道北部,大曲断層近傍の背斜成長の開始時期

石井 英一; 安江 健一; 大平 寛人*; 古澤 明*; 長谷川 健*; 中川 光弘*

地質学雑誌, 114(6), p.286 - 299, 2008/06

北海道北部、大曲断層近傍の背斜成長の開始時期を知るために、同背斜軸部周辺の新第三紀珪質岩を対象にボーリングコア観察,露頭観察及び室内分析(火山灰分析・FT年代測定)を行った。その結果、背斜軸部周辺の堆積速度の検討から、約2.2$$sim$$約1.0Maの間に大曲断層近傍の背斜成長が開始したことが示された。

論文

北海道北部,幌延地域における後期鮮新世以降の古地理と地質構造発達史

新里 忠史; 舟木 泰智; 安江 健一

地質学雑誌, 113(Suppl.), p.119 - 135, 2007/09

北海道北部地域の西部には、新第三紀以降の堆積物の全層厚が約6,000mに及ぶ天北(第三紀)堆積盆が分布する。同堆積盆の後期鮮新世以降におけるテクトニクスは、アムールプレートとオホーツクプレートとの相互作用により基本的な枠組みが形作られており、その枠組みのもと、西フェルゲンツをなすfold-and-thrust帯の地質構造の形成や、堆積中心の西方への移動が進行したと考えられる。また、最終氷期最寒冷期において不連続的永久凍土帯にあったと考えられる幌延地域では、下刻作用に加えて周氷河作用が合わさり、現在の地形と表層地質が形成されたと考えられる。見学旅行では、天北堆積盆の南東部に位置する幌延地域西部において、新第三系及び第四系に発達する割れ目群と堆積相,それら地層を覆う風成堆積物,周氷河成と考えられる堆積物、及びそれら地層のボーリングコアを観察する。また、日本原子力研究開発機構幌延深地層研究センターにおいて、周氷河地形の観察と地下施設の見学を行う。

論文

海成堆積物の地下浅部における天水の浸透に伴う地下水のpH変化

石井 英一; 濱 克宏; 國丸 貴紀; 佐藤 治夫

地質学雑誌, 113(2), p.41 - 52, 2007/02

北海道北部の幌延地域に分布する新第三紀の海成堆積物における地下水のpHに寄与する水-岩石反応を把握するために、本堆積物の岩石学的特徴と地下水の地球化学的特徴を検討した。その結果、(1)本堆積物中の地下浅部における天水の浸透領域ではNaの溶脱が生じており、この溶脱がおもに岩石中のスメクタイト中のNa$$^{+}$$と地下水中のH$$^{+}$$との陽イオン交換反応によること,(2)地下浅部における地下水のpHが、上記に代表される陽イオン交換反応により規制されており、天水が浸透するとpHが上昇し、再び塩水に浸されるとpHが低下することが示された。

論文

岐阜県東濃地方に分布する瑞浪層群土岐夾炭層の凝灰質砂岩のフィッション・トラック年代

笹尾 英嗣; 岩野 英樹*; 檀原 徹*

地質学雑誌, 112(7), p.459 - 468, 2006/07

岐阜県南東部に分布する中新統瑞浪層群最下部の土岐夾炭累層について、フィッション・トラック年代測定と記載岩石学的性質に基づいて、その堆積年代を検討した。試料はボーリングコアから得た4つの凝灰質砂岩である。また、砕屑物の供給源である可能性の高い、基盤の土岐花崗岩も併せて分析した。凝灰質砂岩及び土岐花崗岩中の斜長石の屈折率分布から、凝灰質砂岩は安山岩質凝灰岩と花崗岩起源の砕屑物の混在物であることが明らかになった。また、ジルコンの粒子年代分布を統計的に解析し、同一年代とみなされる粒子集団を分類した結果、17$$sim$$21Ma及び56$$sim$$67MaのFT年代が識別された。若い方の年代は凝灰岩の年代を表すと考えられ、土岐夾炭累層の堆積年代を示す。古い方の年代は、土岐花崗岩(FT年代は59$$sim$$61Ma)の年代とほぼ一致する。上位層の堆積年代に関する従来の研究結果を考慮すると、土岐夾炭累層は約18.5$$sim$$21Maに堆積したと推定される。

論文

北海道北部,幌延地域における大曲断層の三次元分布と水理特性

石井 英一; 安江 健一; 田中 竹延*; 津久井 朗太; 松尾 公一*; 杉山 和稔*; 松尾 重明*

地質学雑誌, 112(5), p.301 - 314, 2006/05

北海道北部、第三紀珪質岩分布域において地表踏査,反射法地震探査、及びAMT探査を実施し、当域に分布する大曲断層の位置,連続性,構造,水理特性,変位センス、及び断層形態などについて検討した。その結果、大曲断層は、(1)ダメージゾーンを主体とした幅120m程度の断層帯であり、その透水性は高く、透水性異方性は弱い。(2)後期鮮新世$$sim$$前期更新世以降に形成された東側隆起の左斜めすべり断層であるが、それ以前の活動可能性についても今後検討する必要がある。(3)地表ではover-stepし、地下では、flower structureの形態をなして収斂する特徴を持つものと推定された。

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