名古屋大学加速器質量分析計業績報告書， XXIII ，却盟国

深部花岡岩中町透水性割れ固と充填鉱物
ー産状と形成プロセスー
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1.はじめに
地下岩盤中の環境は、岩石と統体(熱水と地下水)から構成される.流体は、岩盤中のたj 、の空隙を移動し空隙周辺町鉱物と反応し変質さ-・

ノ/ノせる(例えば F01η， 1979;B町田 et al. , 2003;

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図 1

地下深部に担ける透水性割れ目におげる岩石一地下水反応の概念(吉田， 2012 より修正引用)− 54 −

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2012.
032.

地下深部結晶質岩中透水性割れ目における炭酸塩鉱物の産状と意義
これまで地下深部結品質岩から直接採取した岩石コアや、地下研究所(岐阜県瑞浪市)あるいは LPG
地下備蓄サイトでの、原位置での調査、観察結果から、現在も地下水を透過させている割れ目のほとんどから炭酸塩(カルサイト)の成長が確認される。カノレサ
イトの形態は、肉眼では微細な粒状あるいはベースト状と多くは観察されるが、まれに針状の結晶として観察されることもある。微細な粒状の場合でも、電子顕微鏡 (SEM) での観察を行うと結晶成長が観察される。
(図 2) 。この結晶形態を有する産状は、応力開放に伴う割れ目形成の後、地下水との反応によって方解石(CaC0 3 ) が沈殿(結晶成長)した後、比較的安定した状態で空隙構造が維持されていることを示す。

カルサイト

HL 07.
1.
302mm

図 2
地下深部岩石コア中の透水性割れ目に認められるカルサイト

このような保存良好な充填鉱物の産状は、地表での風化の進んだ岩石試料や割れ目充填鉱物での観察は、脆さや地表水(雨水)の浸透(とくに酸性水の浸透による溶解によって)ほとんど不可能である。実際の地下深部における産状を正確に把握し、地下水との反応、そしてその反応によって地下環境がどのように形成されてきたか、現在どのような状態になっているのかを知るには、このような微細ではあるものの、オリジナルな状態が保存された試料の確保が不可欠である。

3. 炭酸塩鉱物の年代測定の試み
現在、炭酸塩鉱物の形成年代を、タンデトロン加速器での測定を試みている。測定を試みた試料は、岐阜県瑞浪市超深地層研究所の地下 300m から採取された充填鉱物である(図 3) 。産状からは、同じ割れ目においてもカルサイトの充填にいくつかの充填ステージのあることが確認できる。これらのカノレサイト中の C・ 14 並びに同位体の測定を行った結果からは、もっとも後生的に形成されたと思われる

カノレサイトには modem-C の含有が確認されている(これらの詳細については、現在論文を投稿中である)。
4.

図 3: 異なるステージでの異なった形態を有するカノレサイトの産状と分析結果
おわりに地下環境における透水性割れ目の機能を把握することは、非常に重要な課題であり、また有効なアプローチである。とくに、放射性廃棄物の地層処分など地下環境の長期的利用、長期的な安全評価においては、その状態をできるだけ正確に把握することが求められる。このようなニーズに対して、加速器を用いた炭酸塩鉱物の年代測定は、形成プロセスは反応プロセスを定量的に理解する上で重要なデータとなることは間違いない。今後も、このような観点からの博物館・年代測定総合研究センターとの共同調査研究を行っていきたい。

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III.
2012.
03

謝辞

本調査研究を行うにあたっては、分析などの試料の前処理や加工において、名古屋大学博物館の奥語節生技術職員による精細加工技術の支援が不可欠である。ここに記して謝意を表する。
参考文献

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日本語要旨
地下深部の環境ならびに物質循環を理解するためには、透水性割れ目の産状とそこでの岩石一地下水反応を理解することが不可欠である。そのための 1 つのアプローチとして、透水性割れ目に見られる充填鉱物に着目した研究を進めている。これまでの研究結果から、透水性割れ目には炭酸塩鉱物(カルサイト)が充填していることが認められた。本論では、その産状と形成プロセスについての概要を述べる。

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