<strong>JAEA</strong>-<strong>Review</strong> <strong>2010</strong>-014 ⑤学校法人 武蔵工業大学(現:東京都市大学):天然環境中における微量元素の挙動に関わる研究 天然環境中における微量元素の挙動に関わる基盤情報を取得することを目的として共同研究を実施 してきた。2008 年度は共同研究の最終年度として,従来の分析結果のとりまとめを実施した他,追加分 析として一部の試料について主要化学組成について分析を実施した。 その結果,堆積岩においては酸化的な環境があったことを示す箇所では軽希土類元素およびトリウム の増加(10%から 30%増)を示した。これら微量元素は,一次鉱物中に含まれていたことが考えられ,鉱 物の溶解に伴い一時的に溶出したものの,含鉄鉱物や炭酸塩鉱物等の二次鉱物の生成に伴い再沈殿 したことが考えられる。ただし,一部の試料については重希土類元素およびウランの減少を示した。これ ら試料においては,セリウムが正の異常を示しており,酸性下で溶解を示すスメクタイトや方解石の溶解 痕も認められたことから,より浅部からの酸化的な地下水の継続的な供給等により,二次的に生成した鉄 鉱物に取り込まれなかったと考えられる。他方,花崗岩においても酸化的な地下水と花崗岩の反応が, 岩相中の微量元素の分布状態に影響を与える主要な要因であることが示唆された。花崗岩においては, 岩相から二次的に溶出した元素が共沈する鉱物として,方解石以外に黄鉄鉱が主要な鉱物であることが 確認できた。 ⑥独立行政法人 産業技術総合研究所:深部地質環境における水−岩石−微生物相互作用に関する調 査技術開発 天然環境中に存在する微生物や有機物等の微小粒子が地球化学環境の形成に与える影響および物 質移動への関与の様式や程度を把握するための調査手法を構築することを目的として,共同研究を開 始した。2008 年度は,初年度として主に研究所用地内に掘削された既存ボーリング孔を対象とした調査 を実施した。その結果,地下深部の酸化還元環境を把握するために,従来の地球化学調査で実施され ている電極法による酸化還元電位の測定に加え,微生物の代謝活性試験を行い,代謝様式を決定する ことで,酸化還元環境を推定する際の不確実性を低減させることが可能であるとの見解が得られた。また, 揚水試料を嫌気条件下で限外ろ過するために,本共同研究で用いた,ステンレス製のリザーバーを不活 性ガス雰囲気にして採水する手法が有効であるとことが示された。 ⑦ 国立大学法人 名古屋大学:地下深部岩盤の歪変化のメカニズムに関する研究 2008 年度は,2007 年度に設置した高精度ひずみ計を用いた計測を継続し,2008 年 10 月までの岩盤 ひずみの変化を取得した(図 5.1.7-1)。主立坑のひずみ変化では,2008 年 2 月初旬を境として,それ以 前のひずみ変化が比較的安定している期間と,それ以降の顕著に不安定な期間があることが認められ た。 ひずみ変化が不安定な期間では,設計では固定であるひずみ計が数度にわたり回転し,最終的に回 転量は約90 度に達している。この期間に切羽は進行してひずみ計までの距離は徐々に短くなるが,少な くとも 200m は離れており,このような状況において周囲を拘束された岩盤がこれ程回転を起こすことは考 えられないため,ひずみ計に何らかの不具合が生じた可能性が高いと考えられる。 なお換気立坑の高精度ひずみ計は,2008 年 1 月頃一時的に稼動した他は欠測していることから,ここ では示さない。 - 96 -
<strong>JAEA</strong>-<strong>Review</strong> <strong>2010</strong>-014 図 5.1.7-1 主立坑パイロットボーリング(07MI-02 号孔)孔底の高精度ひずみ計による記録(全データ) ひずみ変化が安定している期間のデータから,潮汐の影響と考えられる岩盤ひずみを主立坑深度 540m において確認した(図 5.1.7-2 上)。またひずみ計から約 100m 離れた DH-2 号孔(付録図 A-1)の ほぼ同深度の間隙水圧変化と当地方の潮位において,岩盤ひずみと対応する変化を認めた(図 5.1.7-2 下)。ここで間隙水圧と潮位の変化の位相差は小さいのに比べて,岩盤ひずみの位相はこれらより遅れ ている。また岩盤ひずみの潮汐振幅は 1~2(μ)程度を示し,これと健全なコアで得られた土岐花崗岩の 弾性係数(表 4.1.2-1)を用いて間隙水圧の潮汐振幅を求めると,DH-2 号孔の観測値より桁違いに大き い。ゆえに主立坑深度 540m の岩盤は力学的に時間依存性の挙動を示す粘弾性的性質を持っており, その弾性係数は健岩部の土岐花崗岩より桁違いに小さい,すなわち脆弱部であると考えられる。 - 97 -