前進的モデルを用いた不均質性堆積岩評価手法の研究,3(委託研究)

原 彰男*; 星 一良*; 加藤 新*; 前川 恵輔

JAEA-Research 2007-015, 104 Pages, 2007/03

JAEA-Research-2007-015.pdf:25.1MB

堆積岩の不均質場の特性を実測データに基づき定量的に把握する手法を開発することは、高レベル放射性廃棄物の地層処分におけるサイト特性調査及びそれに基づく性能評価解析において重要な課題となる。本研究では、堆積岩の不均質性評価手法を開発する目的で、幌延地域の珪質泥岩を対象に、堆積過程とその後の埋没過程とを考慮した堆積モデリングソフトウェアを開発し、機能の追加と操作性の向上を図った。具体的には、二次堆積物の堆積様式の追加及び、海岸線移動の計算時に堆積盆の基盤岩の隆起・沈降の影響を考慮できる機能並びに、市販の図化ソフトウェアに適応した書式で計算結果を出力する機能を追加した。操作性の向上としては、入力データ構築支援用のGUI(Graphic User Interface)の開発を行った。改良した同ソフトウェアを用いて、幌延地域を対象としたシミュレーションを実施し、2つのリアライゼーションを示した。その結果、実ボーリング孔から離れた地域での砂質堆積物の堆積の可能性を示唆する結果が得られた。これらの結果に基づき、前進的モデリング手法の優位性及び同ソフトウェアの汎用性の検討を行った。

前進的モデルを用いた不均質性堆積岩評価手法の研究II 概要版

星 一良*; Hou, J.-Y.*; 川田 耕司*; 辻 隆司*; 諏訪部 瑞恵*

JNC TJ8400 2005-009, 67 Pages, 2005/01

JNC-TJ8400-2005-009.pdf:13.82MB

堆積岩の不均質場の特性を実測データに基づき定量的に把握する手法を開発することは、サイト特性調査およびそれに基づき実施する性能評価解析において重要な課題となる。本研究では堆積岩の不均質性評価手法を開発する目的で、幌延地域の珪質泥岩を検討し、堆積過程とその後の埋没仮定とを考慮した堆積モデリングソフトウエアを開発した。声問層・稚内層の孔井検層解析により間隙率、泥質分含有量、削剥量の分布と埋没曲線を求め、マーカを対比し年代を推定して地質モデルを構築した。EMI検層解析ではコアの肉眼観察では識別することのできない層状の不均質性が認められ、化学分析によりその要因が珪藻と砕屑物の含有量であることがわかった。地震探査記録をGDI法を用いて解析し、広域的な物性変化の把握を試みた。平成15年度の研究で開発した堆積モデリングソフトウエアの堆積シミュレーション部分の機能を拡張し、これに予測データと実際の孔井データとを比較する機能を追加し、また入力パラメータの最適化を行う機能を追加した。孔井データに基づく幌延地域の地質モデルを用いて堆積モデリングソフトウエアのテストランを行った。

VSP探査および反射法弾性波探査データを用いた地質構造解析の高度化

猪野 滋*; 楢原 省吾*; 川中 卓*

JNC TJ7440 2005-078, 99 Pages, 2004/03

JNC-TJ7440-2005-078.PDF:17.74MB

地下水流動に大きく影響を及ぼしていると考えられる断層破砕帯などの不連続構造の分布や花崗岩内部の不均質性を把握するために,VSP探査による地下の弾性波応答データをあわせて,より高い精度で反射イベントを抽出・強調する処理・解析手法を検討した。 新たに採用した処理・解析手法の有効性を確認するために,反射記録断面と試錐孔データとの対比によって解析結果を検証した。試錐孔検層データによる合成反射地震記録との対比は堆積層に関して飛躍的に向上した。花崗岩内部の反射波にについても比較的強いものについては対比可能となったが,依然不確定性が残る結果となった。

前進的モデルを用いた不均質性堆積岩評価手法の研究 概要版

加藤 新*; 川田 耕司*; 増井 泰裕*; 辻 隆司*; 諏訪部 瑞恵*

JNC TJ8400 2003-094, 71 Pages, 2004/02

JNC-TJ8400-2003-094.pdf:2.03MB

堆積岩分布地域における高レベル放射性廃棄物の地層処分サイトの選定にあたっては,地下水理の挙動に大きな影響を及ぼす地層の岩相(不均質性)分布を正確に推定することが重要である。堆積岩の岩相は,堆積過程において形成された多様な粒度分布や鉱物組成に由来するものであり,限定されたポイントデータの統計的解析手法では,必要とする十分なスケールの空間的特性を得られない可能性が大きい。そのため,堆積岩の不均質性に対応できるスケールで定量的に岩相を把握する手法を開発することが必要である。本研究は,堆積環境・堆積岩の堆積過程を考慮した前進的モデリングという予測的堆積モデルを用い,幌延地域を対象に堆積岩の岩相分布(不均質特性)を定量的に把握する手法を開発するものである。まず,幌延地域の堆積岩の堆積システムに関する既往研究データで,同地域における声問層・稚内層を中心とした泥質岩の堆積システムについて考察した。また,幌延センターにおいてHDB-1の岩芯を堆積学的観点から再調査を行なった。さらに,孔井データ,物理探査データなどの地質データを収集し,孔井の物理検層・コア分析結果により,泥質岩の岩相・圧密特性について解析を行った。また,地震探査データについては,孔井データより地層境界を解釈し,声問層,稚内層の地下構造図,等層厚線図,復元断面図を作成し,幌延地域における声問層,稚内層の堆積システムについての検討を行った。また,幌延地域の声問層,稚内層を念頭にした堆積岩について,堆積盆スケールでの堆積システムを再現することができる堆積モデルの基本ソフトウエアの開発を行い,さらに今後の改良すべき点についての提案をした。

広域地下水流動研究における反射法弾性波探査

津久井 朗太*; 川中 卓*; 太田 陽一*

JNC TJ7440 2005-075, 257 Pages, 2003/03

JNC-TJ7440-2005-075.PDF:57.05MB

「広域地下水流動研究」の一環として,調査地内の地質分布(地層境界)や基盤花崗岩の形状などの大規模な構造を明らかにするとともに,既存調査から明らかになってきた調査他の地下水流動を規制すると思われる断層などの形状やその地下深部への連続性を明らかにすることを目的として反射法弾性波探査を実施した。反射記録断面において,坑井データなどの既存資料を参考にして構造解釈を行い,土岐花崗岩上面までの地下構造形態の概略を把握した。花崗岩上面は比較的起伏に富み,これを埋めるように土岐夾炭累層と明世累層が堆積している様子が明瞭に捉えられた。また,花崗岩中に認められる反射イベントや反射パターンの変化は,坑井で確認されている花崗岩中の不均質性(風化変質帯,割れ目帯など)と相関のあることが確認された。

超深地層研究所計画における反射法弾性波探査を用いた地質構造調査

野田 克也*

JNC TJ7440 2005-084, 529 Pages, 2002/09

JNC-TJ7440-2005-084.PDF:110.62MB

超深地層研究所周辺地域において、断層などの不連続構造、花崗岩中の不均質性(風化変質帯、割れ目帯など)、堆積岩と花崗岩の不整合面の形状および堆積岩の堆積構造等に関するデータを取得することを目的として、反射法を主体とする弾性波探査を実施した。反射記録断面において、抗井データなどの既存資料を参考にして、構造解釈を行い、超深地層研究所周辺における土岐花崗岩上面までの地下構造携帯の概略を把握した。

北海道北部地域における地質環境データ収集・整理

兼清 豊比古*

JNC TJ1440 99-005, 41 Pages, 1999/12

JNC-TJ1440-99-005.pdf:21.03MB

本研究では、核燃料サイクル開発機構が深地層研究所(仮称)の候補地としてあげている北海道天塩郡幌延町およびその周辺地域において民間の会社がこれまでに行ってきている諸調査を取りまとめ、整理し、新規図面類として作成した。取りまとめたデータは、地表地質調査、重力探鉱、反射法地震探鉱および試錘孔の4種類のものである。コンパイルした地質図は国土地理院刊行の50,000分の1地形図「豊富」および「雄信内」に示される地域で、これまでに実施された調査結果をまとめたものである。本地域内には増幌層、稚内層、声問層および勇知層の各地層が分布している。地域内には数条の背斜系列が北北西一南南東トレンドで位置し、豊富背斜-大曲背斜-雄興背斜の西側には豊富断層-大曲断層が逆断層として併行している。この断層群を境にして東側では声問層より下位の地層が多くの断層でいくつものブロックに分断されて分布しているのに対し、断層群の西側では声問層より上位の地層が比較的緩い傾斜で分布している。重力探鉱データは、国土地理院刊行の50,000分の1地形図「豊富」、「雄信内」、「稚咲内」および「天塩」の地域のものである。上記断層の西側では、地表の背斜位置は重力値の低い所となっており、通常とは逆の現象である。反射法地震探鉱データも、重力データと同じ地域のものを取りまとめた。地域全域にわたって追跡が可能であった増幌層基底部の地下溝造図を作成した。上記断層群の東側の地域では構造が複雑なためか、反射波があまりとらえられていない。試錘孔のデータは、川口背斜の極隆部付近に掘削された孔井のものであり、掘止深度4,505mまでの連続した諸データを取りまとめた。本井を掘削した結果、深度800mから掘止深度までは異常高圧層となっていることが判明した。特に泥岩を主体とする鬼志別層が本背斜頂部で極端に層厚を増していることは、塑性流動によるダイアピル状の変形をしたためであろうと結論づけられよう。重力値との関係もこれにより説明が可能である。

反射法地震探査技術に関する事例調査

太田 陽一*; 多田 正明*

PNC TJ7690 97-002, 248 Pages, 1997/02

PNC-TJ7690-97-002.pdf:32.1MB

本調査は、反射法地震探査に関する既存技術の情報を収集し、陸上および海上地震探査では詳細な調査が困難な、沿海部の深部地質構造を解明するための海-陸境界部の反射法地震探査技術開発および、地質構造や岩種の違いに対して、反射法地震探査を最適化するための反射法地震探査利用技術開発のための基礎資料を得る事を目的として実施したものである。反射法地震探査の事例に関する情報収集として、陸上・海上それぞれについて、震源-受振器の種々の組み合わせによりデータ取得を行った事例を調査した。また、それら事例に用いられたハードウェア・ソフトウェア等の要素技術に関する調査を実施した。これらの情報を整理し、事例集、ハードウェア一覧表としてまとめられた。沿海部の深部構造探査法として、震源としては、陸上部はバイブロサイス、海上部はエアガンが望ましく、受振器としては、陸上部はジオフォン、浅海部はベイケーブル、深海部はストリーマーケーブルが望ましいと思われる。

3次元反射法地震探査による断層の地下構造調査

太田 陽一*; 井川 猛*; 伊藤 谷生*

PNC TJ7690 96-001, 106 Pages, 1996/01

PNC-TJ7690-96-001.pdf:14.42MB

兵庫県南部地震により地表に出現した断層周辺において、副断層・枝断層などを含めた地下構造形態を明らかにするために、3次元反射法地震探査による調査・解析を行った。また、断層面の地下構造を把握する調査手法として、本手法の適用性の検討を行った。調査は、兵庫県北淡町小倉周辺の野島断層を中心として、一辺約200mの正方形の領域に10mのメッシュ状に440カ所の受振点を設け、ミニインパクタを電源として領域内部および周辺の道路上並びに牧草地で合計141カ所で発振を行う方法の3次元地震探査を実施した。現地調査で得られたデータに対して、静補正を中心とした3次元データ処理を実施し、その結果、調査域を5m5mの区画に分割した重合トレースが得られ(平均25重合)、重合断面図、マイグレーション断面図、タイムスライス等が得られた。断層を境に海側ブロックでは連続性の良好でない水平/やや西傾斜の反射面が認められる。一方山側ブロックでは北西に傾斜した連続性の良い反射面が認められる。タイムスライス上では東にゆるく凸に湾曲した構造が認められる。これら2つのブロックの境界面の面的分布はタイムスライス上でより明確に確認できる。このことにより、断層面の地下構造を把握する調査手法として、3次元反射法地震探査の適用が有効である事がわかった。

前進的モデルを用いた堆積岩地域浅層部の水理地質構造の推定

前川 恵輔; 原 彰男*; 日浦 祐樹*; Hou, J.-Y.*; 加藤 新*

no journal, , 

高レベル放射性廃棄物等の地層処分における地質環境調査及び性能評価では、対象領域の地質環境特性を適切に把握することが必要である。特に、堆積岩地域では、堆積構造などに起因する不均質性を考慮したモデル化手法を整備することが重要な課題となっている。本報告では、堆積岩が本来的に有する不均質性について、前進的モデルにより考慮し、再現できる堆積モデリングソフトウェアを用いて、幌延地域に分布する堆積岩のうち、浅層部の勇知層及び更別層を対象とした地質構造のモデル化を試行した。浅層部は、地下水流動系において地表付近の涵養や流出を規定する領域として重要であると考えられる。さらに、構築したモデルに基づいて、地下水流動解析を試行した。その結果、南北方向の背斜構造や向斜構造などの対象領域において特徴的な構造を表現することができた。地下水流動解析では、涵養や流出箇所などが推定され、当該地域で構築されている地下水流動概念と整合的であることが確認された。本件を通じて整理したモデル構築時の手順や入力パラメータの設定に必要な地質情報などは、堆積岩地域において地質環境特性を把握するためのモデル化手法として有効であると考えられる。