新第三紀塊状珪質泥岩に分布する断層を対象とした亀裂ネットワークモデル

早野 明; 石井 英一

資源・素材講演集(インターネット), 5(1), 9 Pages, 2018/03

亀裂性媒体の特徴を有する岩盤の地質構造モデルには、評価対象のスケールや不均質性の考慮の有無に応じて、岩盤中の個別の亀裂を確率論的に表現する亀裂ネットワークモデルが採用される。モデル化に必要な主な亀裂特性は、方位分布、3次元密度および半径分布である。方位分布と3次元密度については、ボーリング調査や坑道壁面の割れ目観察の取得データから設定することができるが、半径分布については、調査データから直接設定することは困難である。日本原子力研究開発機構の幌延深地層研究センターの地下施設周辺には、塊状かつ均質な珪質泥岩からなる新第三紀の稚内層が分布する。これまでの研究では、稚内層に分布する断層が水みちとして機能することが示唆されており、稚内層は多孔質媒体のみならず亀裂性媒体としての特性を有する。そのため、稚内層の断層を対象とした亀裂ネットワークモデルの構築を進めている。その際、坑道壁面の割れ目観察によって取得されたトレース長分布に基づき、それを再現できる半径分布を探し出すシミュレーションを実施しており、その結果について示す。

文献調査によるわが国の岩石の物理的特性に関するデータの収集(その2)

佐藤 稔紀; 谷口 航; 藤田 朝雄; 長谷川 宏

JNC TN7400 99-011, 36 Pages, 1999/12

JNC-TN7400-99-011.pdf:1.55MB

わが国における地下深部の岩盤が有する一般的な熱的および力学的性質を理解するため、文献調査および釜石鉱山と東濃鉱山における調査・試験によりデータを収集し、岩種ごとの物性の頻度分布や物性間の相関関係などについて検討した。その結果、岩石の熱物性および力学物性について、岩種ごとの頻度分布を把握した。また、従来より示唆されてきた物性間の相関関係との整合性が確認された。新第三紀堆積岩では深度の増加とともに一軸圧縮強度などが増加する傾向が認められた。岩盤の初期応力については、文献調査の結果を取りまとめ、鉛直応力は単位体積重量の勾配で線形近似できること、水平面内平均応力と深度の関係も線形近似できること、および、側圧係数(水平面内平均応力と鉛直応力の比)は浅部では大きな値を示し、震深度の増加に伴い、深度500m程度より深くなると1より小さい値に近づくことが認められた。

関東北部・東北地方の太平洋側に分布する新第三紀堆積岩の特性調査

奥田 勝三*; 武部 愼一; 坂本 義昭; 萩原 茂*; 小川 弘道

JAERI-Review 99-023, p.100 - 0, 1999/10

JAERI-Review-99-023.pdf:4.63MB

低レベル放射性廃棄物の埋設処分にかかわる概念構築の一環として、関東北部から東北地方にわたるおもに太平洋側(青森県下北半島東部~茨城県東海・那珂湊地域)に分布する新第三紀堆積岩を対象に、地質特性の調査・整理を既存文献によって行った。A.下北半島東部、B.三戸-八戸、C.仙台、D.常磐炭田、E.東海・那珂湊の各堆積区に分布する地層は、奥羽脊梁山脈から東方ほど非グリーンタフ相として、地層の褶曲や変形が少なく安定した構造を示し、火成活動に伴う影響が少ない特徴を有している。各堆積区の地質構造タイプと堆積相の関係は、次のようにまとめられる。A.下北半島:緩傾斜ドーム型、二層構成層、B.三戸-八戸:急傾斜ドーム型、多層構成層、C.仙台:逆断層隆起型、多層構成層、一部は一層構成層、D.常磐炭田北部:逆断層隆起型、下位は多層構成層・上位は二層ないし一層構成層、常磐炭田中部:基盤断裂型、二層構成層、常磐炭田南部:盆状型、二層構成相、E.東海・那珂湊:基盤沈降型、一層構成層。このうち、基盤沈降型と緩傾斜ドーム型の堆積区には、安定した泥質岩の厚層が形成されている。これら地層は、埋設処分層としての適性を検討する意義を有するものと考えられる。地下水は、埋設処分上重要な役割を有しており、各区での流動の特徴を想定した。今後、地盤の物性値(透水係数・一軸圧縮強さ等)を求めるとともに、同様な調査を、日本列島全域及び先新第三紀層も対象として行う必要があると考えられる。

ニアフィールド岩盤中の物質移行経路のモデリングに関する基礎研究(V)

斎藤 茂幸*; 諸岡 幸一*; 池田 則生*; 杉山 和稔*; 南野 正彦*; 片野 孝*

PNC TJ1211 98-003, 579 Pages, 1998/02

PNC-TJ1211-98-003.pdf:26.22MB

本研究は、ニアフィールド岩盤中の物質移行経路のモデル化の基礎となるデータを、実際の岩盤性状を把握することにより収集し、ニアフィールド性能の定量化に資することを目的として実施するものである。本年度は、新第三紀の堆積岩、古第三紀以前の堆積岩及び新第三紀の安山岩を対象として調査箇所を選定し、露頭観察を主体とした移行経路調査と、一部の調査箇所において採取した岩石試料を用いた室内観察(ミクロな空隙構造調査及びX線分析)を実施した。また、断層の深度方向の広がりについての文献調査(鉱山所有資料を借用したもの)を実施した。移行経路調査では、上記各岩石を対象にして露頭スケールでの割れ目を主体とした肉眼観察(通常スケッチ)及び、特定の移行経路(亀裂及びマトリクス部分)に対して行う肉眼による観察(詳細スケッチ)を行い、さらに、新第三紀堆積岩及び新第三紀安山岩については数100m数kmスケールでの破砕帯等の分布調査(破砕帯調査)を実施した。岩石試料を用いたミクロな空隙構造調査では、新第三紀堆積岩(泥岩)及び古第三紀以前の堆積岩(砂岩)を対象にして、割れ目面から連続する空隙に対して顕微鏡観察及び画像解析を行い、それらの構造、分布特性及び空隙率の変化等を調査した。また、新第三紀堆積岩(泥岩)については、割れ目面から酸素が及んでいる領域を調べる目的で、EPMA分析及び化学分析を行い、割れ目面からの深度による化学成分の変化を調査した。X線分析では、今年度及び昨年度までに採取した割れ目充填鉱物及びマトリクス部分の試料に対して、含有鉱物を同定し、その量比を半定量的に調べた。文献調査では、細倉鉱山のレベル断面図、坑道内の鉱脈スケッチ図等の資料を調べることにより、断層(鉱脈)の水平方向、深度方向の3次元的な規模や断層の形態について調査した。

粘土脈の化学組成分析のための薄片作製

植木 忠正; 丹羽 正和

no journal, , 

岩石の割れ目を充填して形成された粘土脈や鉱物脈の顕微鏡観察、粒子の化学組成測定は、その形成プロセスや物質の移行を研究する上で重要な情報をもたらすものである。本研究では、粘土脈の見られる新第三紀砂岩試料から、化学組成測定のための薄片作製を行った。薄片作製前に走査型X線分析顕微鏡による面分析で試料表面に確認されたClが、作製後は消失していたことから、再作製においては(1)回転研磨盤は低速度にして摩擦熱の発生を抑える、(2)樹脂包埋は常温で行う、(3)研磨には潤滑油を用いずに行う、(4)最終仕上げはラッピングフィルムを用いる、という手順に変更した。その結果、一部の粘土脈でClが確認され、化学組成測定に供することができた。

陸域深部地下珪藻質/珪質泥岩層の微生物群集構造解析および微生物群集構造に影響を及ぼす要因の解明

玉澤 聡*; 上野 晃生*; 村上 拓馬*; 宮川 和也; 玉村 修司*; 木山 保*; 猪股 英紀*; 長沼 毅*; 金子 勝比古*; 五十嵐 敏文*

no journal, , 

令和2年度以降の幌延深地層研究計画において原子力機構が取り組んでいる課題の1つである「実際の地質環境における人工バリアの適用性確認」では、物質移行に対する微生物の影響を確認する必要がある。本研究では、幌延地域の地下深部に存在する微生物群集の構造を規定する要因を明らかにするために、幌延深地層研究センターの地下研究施設から掘削されたボーリング孔を利用して地下水を採水し、16S rRNA遺伝子アンプリコンシーケンスデータを取得し、地下水の地球化学データとの関連性について解析的検討を実施した。その結果、試料間に見られる微生物の群集構造の差異は、採水深度や地下水の電気伝導度、Na, K, Ca, Mg, Li, Cl, Br, NH, PO, Sr, I, SOなどのパラメータと統計的に有意な関連性を持つことが示された。これらの溶存イオン種の空間的な差異は、既往の研究により、化石海水が天水によって希釈されることにより形成されたと考えられている。このことから、本地域の微生物群集構造に影響を及ぼす一因は、化石海水の天水による希釈である可能性が示唆される。