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鏡味 沙耶; 横山 立憲; 梅田 浩司*
JAEA-Testing 2021-001, 49 Pages, 2021/08
JAEA-Testing-2021-001.pdf:3.86MB
高レベル放射性廃棄物やTRU 廃棄物の地層処分において長期的な安全性を確保するために、地質環境の長期安定性を評価し、地質変動の将来予測をすることは重要である。特に、第四紀(約260万年前
)の地質イベントに対して年代を把握することは必要不可欠であり、その手法として放射年代測定が用いられることが多い。しかし、放射年代測定に供する地質試料が得られない場合もあり、それを補完する方法として、火山砕屑物(テフラ)を年代指標とした編年技術(テフロクロノロジー)が用いられることがある。テフロクロノロジーは、火山活動が活発な日本列島において特に有効な技術である。テフロクロノロジーでは、テフラの特徴を把握することが重要であり、その構成鉱物種や火山ガラスの形状、主要・微量元素の化学組成を得ることで起源(給源)の推定や広域に分布するテフラ同士の比較(対比)が可能となる。日本原子力研究開発機構東濃地科学センター土岐地球年代学研究所では、テフロクロノロジーに必要な化学組成分析の技術整備を実施しており、電子プローブマイクロアナライザを用いた火山ガラスの主要元素化学組成の分析手法に加え、レーザーアブレーション装置を試料導入系として備えた誘導結合プラズマ質量分析装置を用いた微量元素化学組成の分析手法を整備した。本稿では、その前処理及び測定手法について報告する。
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PNC TJ1308 98-002, 92 Pages, 1998/02
本文献集は、報告書の巻末に示した参考文献のうち特に報告書の論旨に影響するものを収録したものである。なお、参考文献リストに記載され本文献集に収録していないものは、1989年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関するナチュラルアナログ研究(I)」(PNC SJ4308 89-001)、1990年度の報告書「火山ガラス及びベントナイト長期変質挙動に関する調査」(PNC SJ-4308 90-001)、1991年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査」(PNC SJ-1308 92-001)、1992年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査」(PNC SJ-1308 93-001)、1993年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査研究(VII)」(PNC SJ-1308 94-001)、1994年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査研究(VII)」(PNC SJ-1308 95-002)、1995年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査研究(IX)」(PNC SJ-1308 96-002)、そして96年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査研究(X)」(PNC SJ-1308 97-002)、の文献集を参照されたい。
二口 克人*; 桜本 勇治*; 山浦 昌之*; 政枝 宏*; 坂上 麻子*; 橋本 秀爾*
PNC TJ1308 98-001, 103 Pages, 1998/02
高レベル放射性廃棄物の地層処分に係わるナチュラルアナログ研究の一環として、火山ガラス及びベントナイトの変質性状に関する調査を実施した。火山ガラスについては、昨年度調査対象とした滋賀県堅田地域に分布する湖成層中の喜撰火山灰層を対象にして、火山ガラスの変質に関与した水について調査した。火山ガラス採取位置周辺の河川水、露頭流下水を分析した結果、水質がCa-HCO3型であり、粘土層から抽出水(昨年度分析)に比べ0.20.3倍程度溶存成分の濃度が低いことがわかった。ベントナイトについては、新潟県西頸城のモンモリロナイトを含む堆積岩について、貫入岩による熱変質に関する現地調査及び分析結果をもとに、貫入を受けた泥質岩の熱履歴について、数値解析を用いて復元を試みた。その結果、10万年程度の間100
以上の温度条件であった地点で、スメクタイトが安定であった可能性が示唆された。
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PNC TJ1308 97-002, 297 Pages, 1997/02
本文献集は、報告書の巻末に示した参考文献のうち特に報告書の論旨に影響するものを収録したものである。なお、参考文献リストに記載され本文献集に収録していないものは、1989年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関するナチュラルアナログ研究(I)「(PNC SJ4308 89-001)、1990年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査(PNC SJ-4308 90-001)、1991年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査(PNC SJ-1308 92-001)、1992年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査」(PNC SJ-1308 93-001)、1993年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査研究(VII)」(PNC SJ-1308 94-001)、1994年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査研究(VIII)」(PNCSJ-1308 95-002)そし て1995年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査研究(IX)」(PNC SJ-1308 96-002)の文献集を参照されたい。
二口 克人*; 桜本 勇治*; 政枝 宏*; 尹 英亜*; 坂上 麻子*
PNC TJ1308 97-001, 295 Pages, 1997/02
高レベル放射性廃棄物の地層処分に係わるナチュラル・アナログ研究の一環として、火山ガラス及びベントナイトの変質に関する調査を実施した。火山ガラスについては、大阪府泉北付近に分布する更新世の火山ガラスを含む海成層中の火山灰層と滋賀県堅田地域に分布する湖成層中の同一の火山灰層を対象にして、変質期間が数十万年の火山ガラスの変質状況について調査した。また、長野県信更町高野に分布する御嶽火山起源の湖成層に挟在する変質期間が数万年の火山灰についても変質状況等について調査した。泉北及び堅田の火山灰中の火山ガラスは、十分に水和が進行していることが判明した。一方、高野の火山灰中の火山ガラスは岩片に近い性状であり、変質状態についての情報を得ることができなかった。ベントナイトについては、新潟県西頸城のモンモリロナイトを含む堆積岩について、貫入岩による熱変質に関する現地調査及び分析を継続して行った。また、新潟県中条のベントナイト鉱床を対象にNa型モンモリロナイトのCa型化に関する調査を行った。さらに、ベントナイト/コンクリート相互作用のナチュラルアナログに関する調査対象についての聞き取り調査を行った。新潟県西頸城では、続成作用起源のモンモリロナイトを含む地層にひん岩が貫入している露頭付近を調査した。泥質岩の鉱物分離を行って貫入による年代の若返りに関する検討を行ったところ、イライト帯変質を被っている泥岩に含有されるジルコンについて、フィッション・トラックのトラック長の短縮化が認められ、見かけの年代の若返りが認められた。また、熱解析の入力データとして泥質岩の比熱データを取得した。新潟県中条のベントナイト鉱床では、Na型モンモリロナイト分布域で掘削時期既知の面から深度方向に試料採取を行い、比較的短期間におけるNa型モンモリロナイトのCa型化について検討を行ったが、この変化は礫周辺等の極一部に不均質にしか認められなかった。ベントナイト/コンクリート相互作用のナチュラルアナログに関する聞き取り調査については、有益な回答を得ることができなかった。
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PNC TJ1308 96-002, 154 Pages, 1996/03
本文献集は、報告書の巻末に示した参考文献のうち特に報告書の論旨に影響するものを収録したものである。なお、参考文献リストに記載され本文献集に収録していないものは、1989年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関するナチュラルアナログ研究(I)」(PNC SJ4308 89-001)、1990年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査」(PNC SJ-4308 90-001)、1991年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査」(PNC SJ-1308 92-001)、1992年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査」(PNC SJ-1308 93-001)、1993年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査研究(VII)」(PNC SJ-1308 94-001)そして1994年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査研究(VII)」(PNC SJ-1308 95-002)の文献集を参照されたい。
二口 克人*; 桜本 勇治*
PNC TJ1308 96-001, 83 Pages, 1996/03
高レベル放射性廃棄物の地層処分に係わるナチュラル・アナログ研究の一環として、火山ガラス及びベントナイトの変質性状に関する調査を実施した。火山ガラスについては、兵庫県浜坂地域に分布する鮮新世のアルカリ玄武岩質の火山弾を対象にして、火山ガラスの水和量と希土類の含有量を比較した。ガラスの水和の進行した試料のアルカリ含有量は減少する傾向があるものの、希土類の減少は認められなかった。ベントナイトについては、新潟県西頸城郡のモンモリロナイトを含む堆積岩について、貫入岩による熱変質に関する現地調査及び分析を継続して行い、新潟県中条のベントナイト鉱床を対象にNa型モンモリロナイトのCa型化に関する調査を開始し、南房総嶺岡及び丹沢地域を対象にモンモリロナイトの沸石化に関する調査を行った。新潟県西頸城郡では、続成作用起源のモンモリロナイトを含む地層にひん岩が貫入している露頭付近を調査した。新潟県中条のベントナイト鉱床では、地表面からの距離を基準に試料採取を行い、鉱物組成、水質分析、凝灰岩の理化学特性について調査した。その結果、本地域がNa型モンモリロナイトのCa型化の検討に対して好適であると判断された。南房総嶺岡及び丹沢地域では、既往文献によって高pHの湧水が期待できる地域の湧水の調査を実施したが、いずれの地域においても、モンモリロナイトの沸石化の検討に対しての必要条件である高pHの湧水を露頭で得ることができなかった。
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PNC TJ1308 95-002, 628 Pages, 1995/02
本文献集は、報告書の巻末に示した参考文献のうち特に報告書の論旨に影響するものを収録したものである。なお、参考文献リストに記載され本文献集に収録していないものは、1989年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関するナチュラルアナログ研究(I)」(PNC SJ4308 89-001)、1990年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査」(PNC SJ-4308 90-001)、1991年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査」(PNC SJ-1308 92-001)、1992年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査」(PNC SJ-1308-93-001)そして1993年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査研究(VII)」(PNC SJ-1308 94-001)の文献集を参照されたい。
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PNC TJ1308 95-001, 73 Pages, 1995/02
高レベル放射性廃棄物の地層処分に係わるナチュラル・アナログ研究の一環として、火山ガラス及びベントナイトの変質性状に関する調査を実施した。火山ガラスについては、房総半島茂原ガス田に分布する鮮新世から前期更新世の地層に挟在するスコリアの変質に関与した地下水(化石海水)との比較のために、表流水と間隙水の分析を実施した。茂原ガス田の表流水は、地下水とは異なり、循環性の良い天水起源の水であることが判明した。また、地表露頭から得た泥質岩の間隙水の分析からは、既に天水による溶脱を受けたものであることが判明した。ベントナイトについては、山形県鶴岡地域の酸性白土鉱床及び島根県大田市北部地域のベントナイト鉱床について、年代測定による貫入岩からの熱的影響について調査した。また、新潟県西頸城郡のモンモリロナイトを含む堆積岩について、貫入岩による熱変質に関する現地調査及び分析を行った。山形県鶴岡地域では、酸性白土鉱床を胚胎する凝灰岩中に火成岩岩脈が貫入している露頭を確認することができたが、岩脈付近にセリサイト化あるいはセリサイト/モンモリロナイト混合層鉱物化を認めることができなかった。また、岩脈の貫入によるフィッション・トラック年代の若返りも認められなかった。島根県大田市北部地域では、ベントナイト鉱床を胚胎する凝灰岩中に安山岩の岩脈が貫入している露頭を確認することができたが、岩脈付近にセリサイト化あるいはセリサイト/モンモリロナイト混合層鉱物化を認めることができなかった。安山岩岩脈と凝灰岩の年代値を得ることができ、安山岩の年代が5Ma.程度若いことが判明した。しかし、岩脈の貫入によるフイッション・トラック年代の若返りは認められなかった。新潟県西頸城郡では、続成作用起源のモンモリロナイトを含む地層にひん岩が貫入している露頭付近を調査した。変質鉱物の組合せと分布に注目して分帯すると、貫入面に近いものから、I.イライト帯II.イライト/モンモリロナイト混合層鉱物帯III.モンモリロナイト帯の順に配列していることが判明し、ひん岩の貫入による一連の熱変質によるものと判断された。すなわち、1)泥質物の堆積2)埋没続成作用によるモンモリロナイトの形成3)ひん岩の貫入4)熱変質によるイライト帯及びイライト/モンモリロナイト混合層鉱物帯の形成と地質現象が進行したと考えられる。
中嶋 英雄*; 山口 明*
PNC TJ1638 94-001, 101 Pages, 1994/02
地層処分の人工バリアのひとつであるガラス固化体からの放射性核種の長期的な移行量を予測することは性能評価上不可欠である。核種の移行はガラス固化体の溶解挙動に依存しており、長期的な溶解機構に関する知見を必要としている。本研究では、このようなガラスの長期的溶解機構を解明するために、浸出試験を行ったガラス表面変質層内の元素の拡散を系統的に調べることを主な目的としている。今年度は、90の条件で短期浸出試験に供した模擬廃棄物ガラスおよび合成火山ガラスについて、ガラス中の水素、ナトリウムなどの2、3の構成元素の濃度分布の測定をラザフォード後方散乱分光法(RBS)、反跳粒子検出法(ERDA)、核反応検出法(NRA)、オージェ電子分光法(AES)、ESCA法などを用いて試行的に行った。その結果、水素の濃度分布をERDAを用いて、また、ナトリウムなどの構成元素の濃度分布をESCAやNRAを用いて精度よく測定することができた。
二口 克人*; 桜本 勇治*
PNC TJ1308 94-002, 105 Pages, 1994/02
高レベル放射性廃棄物の地層処分に係わるナチュラル・アナログ研究の一環として、火山ガラス及びベントナイトの変質性状に関する調査を実施した。火山ガラスについては、287年前に噴出した富士宝永スコリアガラス、10数万年前に噴出した伊豆高塚山スコリア、房総半島茂原ガス田に分布する鮮新世から前期更新世の地層に挟在するスコリア、そして兵庫県神鍋山火山のスコリアを対象に年代、スコリアガラスの変質、そして変質に関与した地下水の水質について調査した。高塚山では、火山弾を用いてK-Ar法による年代測定を試みたが、アルゴンの同位体比が大気に近いため年代値は得られなかった。房総半島茂原ガス田に分布する鮮新世から前期更新世の地層に挟在するスコリアの変質をボーリング・コアを用いて顕微鏡観察を行ったところ、一部の試料を除き、未変質のまま保存されていることが判明した。神鍋山火山起源のスコリアの変質に関与した地下水の水質は、Na-Cl型(溶存成分量0.432.51meq/l)であった。ベントナイトについては、新潟県村上市の粘土鉱床を対象として、粘土及び凝灰岩の化学特性を分析・試験し、緩衝材に対する類似性を調査した。また、山形県鶴岡地域の酸性白土鉱床及び島根県大田市北部地域のベントナイト鉱床について現地調査及び分析を行った。村上鉱床及びその周辺に認められる変質帯を、変質鉱物組合せとその分布、産状を考慮して、次のように分帯した。I.パイロフィライト帯(I帯)II.セリサイト帯(II帯)III.高結晶度のモンモリロナイト帯(III帯)IV.セリサイト/モンモリロナイト混合層帯(IV帯)V.低結晶度のモンモリロナイト帯(V帯)このうちのIV帯からV帯は黒雲母流紋岩体の貫入による熱変質により、I帯からIII帯までは熱水の活動により生成されたと推定された。これらの地質現象は、後期中新世後期(約5.56.5Ma.)に、次に示す順に進行したと考えられる。1.白色流紋岩の活動とそれに伴う凝灰岩の堆積2.黒雲母流紋岩体の貫入3.黒雲母流紋岩体の熱変質によるIV帯及びV帯の形成4.黒雲母流紋岩体に沿った熱水の上昇5.熱水によるI帯、II帯、III帯の形成 また、変質に関与した熱水は、変質鉱物及び変質岩の化学組成等から判断すると、酸性で200度C程度、Si、Al、Kに富む酸性火成活動末期のものであると推定される。山形
二口 克人*; 桜本 勇治*
PNC TJ1308 94-001, 37 Pages, 1994/02
高レベル放射性廃棄物の地層処分に係わるナチュラル・アナログ研究の一環として、火山ガラス及びベントナイトの変質性状に関する調査を実施した。火山ガラスについては、287年前に噴出した富士宝永スコリアガラス、10数万年前に噴出した伊豆高塚山スコリア、房総半島茂原ガス田に分布する鮮新世から前期更新世の地層に狭在するスコリア、そして兵庫県神鍋山火山のスコリアを対象に年代、スコリアガラスの変質、そして変質に関与した地下水の水質について調査した。高塚山では、火山弾を用いてK-Ar法による年代測定を試みたが、アルゴンの同位体比が大気に近いため年代値は得られなかった。房総半島茂原ガス田に分布する鮮新世から前期更新世の地層に狭在するスコリアの変質をボーリング・コアを用いて顕微鏡観察を行ったところ、一部の試料を除き、未変質のまま保存されていることが判明した。神鍋山火山起源のスコリアの変質に関与した地下水の水質は、Na-Cl型(溶存成分量0.432.51meq/l)であった。ベントナイトについては、新潟県村上市の粘土鉱床を対象として、粘土及び凝灰岩の化学特性を分析・試験し、緩衝材に対する類似性を調査した。また、山形県鶴岡地域の酸性白土鉱床及び島根県大田市北部地域のベントナイト鉱床について現地調査及び分析を行った。村上鉱床及びその周辺に認められる変質帯を、変質鉱物組合せとその分布、産状を考慮して、次のように分帯した。I.パイロフィライト帯(I帯)II.セリサイト帯(II帯)III.高結晶度のモンモリロナイト帯(III帯)IV.セリサイト/モンモリロナイト混合層帯(IV帯)V.低結晶度のモンモリロナイト帯(V帯)このうちのIV帯からV帯は黒雲母流紋岩体の貫入による熱変質により、I帯からIII帯までは熱水の活動により生成されたと推定された。これらの地質現象は、後期中新世後期(約5.56.1Ma.)に、次に示す順に進行したと考えられる。1.白色流紋岩の活動とそれに伴う凝灰岩の堆積2.黒雲母流紋岩体の貫入3.黒雲母流紋岩体の熱変質によるIV帯及びV帯の形成4.黒雲母流紋岩体に沿った熱水の上昇5.熱水によるI帯、II帯、III帯の形成 また、変質に関与した熱水は、変質鉱物及び変質岩の化学組成等から判断すると、酸性で200度C程度、Si、Al、Kに富む酸性火成活動末期のものであると推定される。山形
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PNC TJ1308 93-002, 35 Pages, 1993/02
高レベル放射性廃棄物の地層処分に係わるナチュラル・アナログ研究の一環として、火山ガラス及びベントナイトの変質性状に関する調査を実施した。火山ガラスについては、285年前に噴出した富士宝永スコリアガラス及び房総半島茂原ガス田に分布する鮮新世から前期更新世の地層に挟在するスコリアガラスを対象に変質に関与した地下水の水質について調査した。スコリアの変質に関与した地下水の水質は、宝永スコリアではCa-HCO3型(溶存成分量0.400.80meq/L )であり、深度が増加するにしたがって、pH、HCO3-及びSiO2濃度が増加する傾向が認められた。一方、房総半島茂原ガス田に分布する鮮新世から前期更新世の地層に挟在するスコリアの変質に関与する地下水は、化石海水起源であり、Na-Cl型で海水に極めて近い塑性を有している。ベントナイトについては、新潟県村上市の粘土鉱床を対象として、粘土及び凝灰岩の物理・化学特性を分析・試験し、緩衝材に対する類似性を調査した。また、島根県大田市北部地域のベントナイト鉱床について現地調査及び分析を行った。村上鉱床及びその周辺に認められる変質帯を、変質鉱物組合せとその分布、産状を考慮して、次のように分帯した。I.パイロフィライト帯(I帯)II.セリサイト帯(II帯)III.高結晶度のモンモリロナイト帯(III帯)IV.セリサイト/モンモリロナイト混合層帯(IV帯)V.低結晶度のモンモリロナイト帯(V帯)このうちのIV帯からV帯は黒雲母流紋岩体の貫入による熱変質により、I帯からIII帯までは熱水の活動により生成されたと推定された。これらの地質現象は、後期中新世後期(約5.56.5Ma.)に、次に示す順に進行したと考えられる。1)白色流紋岩の活動とそれに伴う凝灰岩の堆積2)黒雲母流紋岩体の貫入3)黒雲母流紋岩体の熱変質によるIV帯及びV帯の形成4)黒雲母流紋岩体に沿った熱水の上昇5)熱水によるI帯、II帯、III帯の形成また、変質に関与した熱水は、変質鉱物及び変質岩の化学組成等から判断すると、酸性で200程度、Si、Al、Kに富む酸性火成活動末期のものであると推定される。島根県大田市北部地域では、ベントナイトを胚胎する凝灰岩中に安山岩の岩脈が貫入している露頭を確認することができたが、岩脈付近にセリサイト化を認めることができなかった。
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PNC TJ1308 93-001, 91 Pages, 1993/02
高レベル放射性廃棄物の地層処分に係わるナチュラル・アナログ研究の一環として、火山ガラス及びベントナイトの変質性状に関する調査を実施した。火山ガラスについては、285年前に噴出した富士宝永スコリアガラス及び房総半島茂原ガス田に分布する鮮新世から前期更新世の地層に挟在するスコリアガラスを対象に変質に関与した地下水の水質について調査した。スコリアの変質に関与した地下水の水質は、宝永スコリアではCa-HCO3型(溶存成分量0.400.80meq/L )であり、深度が増加するにしたがって、pH、HCO3-及びSiO2濃度が増加する傾向が認められた。一方、房総半島茂原ガス田に分布する鮮新世から前期更新世の地層に挟在するスコリアの変質に関与する地下水は、化石海水起源であり、Na-Cl型で海水に極めて近い塑性を有している。ベントナイトについては、新潟県村上市の粘土鉱床を対象として、粘土及び凝灰岩の物理・化学特性を分析・試験し、緩衝材に対する類似性を調査した。また、島根県大田市北部地域のベントナイト鉱床について現地調査及び分析を行った。村上鉱床及びその周辺に認められる変質帯を、変質鉱物組合せとその分布、産状を考慮して、次のように分帯した。I.パイロフィライト帯(I帯)II.セリサイト帯(II帯)III.高結晶度のモンモリロナイト帯(III帯)IV.セリサイト/モンモリロナイト混合層帯(IV帯)V.低結晶度のモンモリロナイト帯(V帯)このうちのIV帯からV帯は黒雲母流紋岩体の貫入による熱変質により、I帯からIII帯までは熱水の活動により生成されたと推定された。これらの地質現象は、後期中新世後期(約5.56.5Ma.)に、次に示す順に進行したと考えられる。1)白色流紋岩の活動とそれに伴う凝灰岩の堆積2)黒雲母流紋岩体の貫入3)黒雲母流紋岩体の熱変質によるIV帯及びV帯の形成4)黒雲母流紋岩体に沿った熱水の上昇5)熱水によるI帯、II帯、III帯の形成また、変質に関与した熱水は、変質鉱物及び変質岩の化学組成等から判断すると、酸性で200程度、Si、Al、Kに富む酸性火成活動末期のものであると推定される。島根県大田市北部地域では、ベントナイトを胚胎する凝灰岩中に安山岩の岩脈が貫入している露頭を確認することができたが、岩脈付近にセリサイト化を認めることができなかった。
二口 克人*; 桜本 勇治*
PNC TJ1308 92-001, 107 Pages, 1992/02
高レベル放射性廃棄物の地層処分に係わるナチュラル・アナログ研究の一環として、火山ガラス及びベントナイトの変質性状に関する調査を実施した。火山ガラスについては、285年前に噴出した富士宝永スコリアガラス、45,000年前に噴出した高塚山火山起源のスコリアガラス及び中期中新世から中期更新世まで連続した堆積岩試料が得られる南房総鴨川のスコリアガラスを調査した。スコリアの変質に関与した地下水の水質は、宝永スコリアではCa-HCO/SUB3型(溶存成分量0.340.663meq/l)、高塚山スコリアではCa-SO/SUB4・CI型(溶存成分量が1.011.40meq/l)であった。なお、宝永スコリアでは、深度が増加するにしたがって、pH、HCO/SUB3/SUP-及びSiO/SUB2濃度が増加する傾向が認められた。南房総鴨川における自生鉱物の分布を利用した古地温の解析から、清澄層中部で69度Cに達し、この値と積算層厚から算出した地温勾配は約2.1度C/100mで、現在の地温勾配と同程度であったと考えられ、安野層上部で約50度Cに達していたと推定される。ベントナイトについては、新潟県村上市の粘土鉱床を対象として、ボーリング調査を行った。また、山形県鶴岡市の酸性白土鉱床や島根県のベントナイト鉱床について予備的な調査を行った。村上鉱床及びその周辺に認められる変質帯を、変質鉱物組合せとその分布、産状を考慮して、次のように分帯した。I.パイロフィライト帯(I帯)II.セリサイト帯(II帯)III.高結晶度のモンモリロナイト帯(III帯)IV.セリサイト/モンモリロナイト混合層帯(IV帯)V.低結晶度のモンモリロナイト帯(V帯)このうちのIV帯からV帯は黒雲母流紋岩体の貫入による熱変質により、I帯からIII帯までは熱水の活動により生成されたと推定された。これらの地質現象は、後期中新世後期(約5.56.5Ma.)に、次に示す順に進行したと考えられる。1.白色流紋岩の活動とそれに伴う凝灰岩の堆積2.黒雲母流紋岩体の貫入3.黒雲母流紋岩体の熱変質によるIV帯及びV帯の形成4.黒雲母流紋岩体に沿った熱水の上昇5.熱水によるI帯,II帯,III帯の形成また、変質に関与した熱水は、変質鉱物及び変質岩の化学組成等から判断すると、酸性で200度C程度、Si、Al、Kに富む酸性火成活動末期のもので
新井 隆*
PNC TN8410 90-004, 56 Pages, 1990/01
高レベル放射性廃棄物地層処分の研究において,廃棄物ガラスの超長期にわたる浸出挙動の評価は重要なテーマの一つである。そのため化学組成が類似する火山ガラスの天然環境下での変質現象の研究(ナチュラルアナログ研究)を行った。富士火山及び伊豆大島火山の降下火砕堆積物の中から,玄武岩質ガラスの数百年数千年にわたる風化変質事例を選び出し,現地調査・地下水分析・SEM観察・EPMA分析等を行った。その結果次のことが分った。(1) 古気候学の文献調査から過去3000年間の気温と降水量は,現在とほぼ同一と見なす事ができた。(2) 測定された地下水のイオン濃度は,変質層の形成に伴うガラスからの元素の浸出量と降水量に基づいて計算される濃度とほぼ一致した。(3) 変質生成物は廃棄物ガラスの室内浸出実験の場合と類似していた。(4) 変質に関与した地下水は,富士の場合Ca(Mg)-HCO3型,大島ではNa-Cl型であり,水質や塩分濃度に違いがあった。しかし,変質速度には大きな差は認められず,1000年につき数
mであった。(5) 地下水のSiO2濃度が増加すると変質速度は低下する傾向があった。
鏡味 沙耶; 丹羽 正和; 梅田 浩司*; 檀原 徹*; 藤田 奈津子; 中西 利典*; 鎌滝 孝信*; 黒澤 英樹*
no journal, ,
鬼界アカホヤ火山灰(K-Ah)を噴出した約7,300年前の鬼界アカホヤ噴火に関連して、数回の津波が発生した可能性があることが報告されており、この津波による堆積物は、九州から四国、近畿地方の沿岸部各地で報告されている。本研究では、宮崎平野のコア(MMS1)において、鬼界アカホヤ噴火に伴う津波が関連している可能性がある堆積物を新たに見出したため、火山ガラスの屈折率測定と主要・微量元素組成分析、
C年代測定を行った結果について報告する。深度12.010.4mでは、火山ガラスや軽石が砂とともに平行葉理を発達させながら層状に濃集し、それらが層厚1m以上にわたって厚く堆積していた。これは、テフラが水中で二次堆積したものと考えられるが、同様の産状の堆積物が宮崎平野のコア(MIK1)において報告されており、鬼界アカホヤ噴火に伴う津波堆積物とされている。C年代、火山ガラスの化学組成および屈折率に基づく対比のいずれにおいても、鬼界アカホヤ噴火に伴うイベント堆積層として矛盾の無い結果が得られた。K-Ahの火山ガラスの化学組成は、SiO
濃度が65wt.%付近の低SiO(L型)と75wt.%前後の高SiO(H型)のバイモーダルになっており、幸屋火砕流(K-Ky)噴火前期まではH型が噴出し、K-Ky噴火後期にL型が混合したマグマが噴出したと考えられている。MMS1の深度11.810.2mの試料では、H型の中でも2つのクラスターがあり、さらに、深度12.3mの試料では、H型の中のSiO濃度が高いクラスターのみ検出された。この結果は、鬼界アカホヤ噴火のマグマ組成において、これまで考えられてきたH型とL型の2つの分類だけではなく、H型がさらに細分され、噴火中のマグマの組成変化を表している可能性がある。
鏡味 沙耶; 横山 立憲; 梅田 浩司*; 安江 健一*; 丹羽 正和; 古澤 明*; 田村 糸子*
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テフロクロノロジーは、過去数百万年前以降の隆起・沈降、侵食・堆積、断層運動などの地質イベントを精度よく理解するために重要である。従来、鉱物組成や火山ガラスの形態・屈折率・主要元素組成を指標としてテフラを対比し(町田・新井2003)、給源の推定や、テフラ層の年代(噴火年代)との前後関係から堆積層の年代決定が行われてきた。しかし、従来の手法では、特徴が良く似たテフラを対比することが困難なことも多い。これらを識別するために、火山ガラスの微量元素組成を対比の指標に加えることで、より精度の高いテフラの対比が可能となってきた。例えば、十和田カルデラ起源の噴出時期の異なる2つのテフラは、火山ガラスの屈折率や主要元素組成において類似しているが、鉛の含有量に差異が認められている(古澤2017)。ローカルテフラだけではなく、広域テフラにおいても、微量元素組成のデータベースは主要元素組成と比較して未だ十分ではない。本研究では、広域テフラの微量元素組成に係るデータベースの拡充を目的とし、中部日本に広く堆積しているテフラの一つである大田テフラ(Znp-Ohta:~3.8Ma)を対象に火山ガラスの主要元素及び微量元素組成分析を行った。分析には、原子力機構東濃地科学センター所有のEPMAとLA-ICP質量分析装置を用いた。Znp-Ohtaと火山ガラスの主要元素組成が比較的類似している広域テフラとして、谷口テフラ(Tng:~2.2Ma)や坂井テフラ(Sakai:~4.1Ma)、佐布里-板山テフラ(Sr-Ity:~3.5Ma)などが挙げられる。本研究では、Tngを同手法により分析し、微量元素組成による識別の評価を行った。本研究の微量元素分析から、Znp-Ohtaでは、ジルコニウム濃度[Zr]=44-58ppm, Zr/Pb=2.5-3.4が得られ、Tngでは、[Zr]=70-81ppm, Zr/Pb=3.8-4.6が得られた。Znp-OhtaとTngは、これまで火山ガラスの特徴的な形態やそのBa/LaやLa/Yによって識別されてきたが(田村・山崎2004)、Zr-Pb図上でも識別可能であることが明らかになった。今後は、テフラの堆積環境が火山ガラスの微量元素組成に与える二次的な影響を評価するため、大田テフラに対比される各地のテフラを対象に分析を行い、化学組成を比較する。