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[HCG21-P02] 高レベル放射性廃棄物等の処分地選定に係るボーリング調査技術の実証研究（3）付加コンプレックスの地質構造の調査・評価
キーワード：地層処分、付加コンプレックス、地質構造、新第三紀堆積岩、層序区分
1. はじめに
原子力発電環境整備機構と一般財団法人電力中央研究所（以下，電中研）は，2006年度より処分地選定調査に向けた調査手法の高度化・体系化を目的とした「実証研究」を進めてきている。これまでに既存文献収集，地表踏査，地上物理探査，ボーリング調査で取得した情報を基に，電中研横須賀地区を包含する3km四方（サイトスケール）を主な対象として地質構造モデルの構築・更新を実施してきた1)。同地区周辺に分布する葉山層群は，新第三紀の付加コンプレックスと考えられており2)，そのなかのブロックあるいは地層の不連続面などは，放射性核種の短絡的な移行経路となる可能性があることから，それらの位置や性状を把握し，付加コンプレックスの構造層序（ユニット）やその内部構造の特徴を明らかにすることが重要である。本研究で実施した大深度ボーリング実証試験（YDP-4孔：掘削長720m，深度420m～550m区間を除き，深度24.5m以深はオールコア掘削）において，X線CTによる割れ目の頻度，破砕・変形構造の観察，X線回折分析（XRD）による地層の続成の検討，微化石分析による地層の年代区分，帯磁率測定を実施し，付加コンプレックス中のユニット区分を試みるとともに，付加コンプレックスを対象とした地質構造調査手法の構築やデータ取得の頻度の考え方などを整理した。これらの情報は，より確度の高い水理地質構造モデルの構築や地下水年代の解釈の妥当性評価にも反映できると期待される。
2. 実施内容と主な結果
YDP-4孔は，深度24.5mまで盛土，沖積層が分布し，それ以深は泥岩を主体とし細粒凝灰岩や凝灰質砂岩等を挟在する葉山層群に類似する岩相が続いた。この岩相中には，小規模な断層ガウジや断層角礫を伴う断層が認められるものの，明瞭な地層境界と判断される構造は認められなかった。泥岩には３つの異なる産状，泥岩，泥岩（破砕質），泥岩（変形帯）が認められた。X線CTによるコアの内部構造の観察では，泥岩には，全深度にわたり開口を伴わないモザイク状割れ目が発達することを確認した。一方，開口割れ目の分布密度は深度によって異なった。泥岩（破砕質）は，数cm以下の様々な粒径の角礫が密集することがあり，これらが多く分布する深度の前後ではコアが回収できない区間が多かった。物理検層の結果から，この区間は角礫質な泥岩および凝灰岩類の岩相からなることが推定された。泥岩の不定方位XRDでは，スメクタイトのイライト化は確認できず，全深度を通じて続成の程度は低いと考えられた。微化石分析（石灰質ナンノ化石，放散虫，有孔虫）では，全深度で産出数が少なかったものの，相対的に数が多くかつ幅広い堆積年代を示す深度における分析頻度を増やした結果，既往研究1)における葉山層群の下位層の再堆積を伴う群集組成と概ね一致する可能性が示唆された。帯磁率の変化パターンから，付加コンプレックス中のブロックやユニット境界の定量的評価を試みた。泥岩・泥岩（破砕質）はほぼ一定の値を示すのに対し，凝灰岩類が多く含まれる深度では，ばらつきを伴うものの概ね泥岩より高い値を示し，凝灰岩中の磁性鉱物の影響が考えられた。深度300ｍ～400mの泥岩の帯磁率は比較的低く，破砕や変質により低下した可能性がある。
3. まとめ
YDP-4孔の岩相はすべて葉山層群と考えられ，既往研究1)で示された葉山層群の中部～下部の一連の生層序と概ね一致する。帯磁率は既設YDP-1～3孔の葉山層群と整合的であった。X線CT観察からは，岩相の種類に関わらず，ある一定の区間ごとに密度が変化する傾向があり，この傾向は帯磁率の変化と連動し，破砕による間隙増加（密度低下）や鉱物変質を反映している可能性がある。このように，複数の測定手法で見られた傾向や特徴を相互比較して解釈することにより，地層ユニット区分ができる可能性を示した。また，微化石の産出数が全体的に少ない場合には特定の範囲の分析頻度を増やすことで堆積年代の精度を高められる可能性を見出した。生層序による年代決定の精度向上のためには，適切な採取箇所，データ取得の頻度が必要であることを認識した。今後は，水理地質構造モデルへの反映の観点から，付加コンプレックス中の透水性に関わる構造を抽出し，それらの分布について明らかにしていきたい。
文献
1) 近藤浩文・鈴木浩一・長谷川琢磨・濱田崇臣・吉村公孝（2014）:地層処分地選定のための地質環境調査技術の実証研究：調査段階に応じた地質環境モデルの構築と調査手法の適用性検討，地質学雑誌120(12)，pp.447-471．
2) 高橋雅紀（2008）：三浦半島，日本地質学会編（2006）日本地方地質誌３関東地方，朝倉書店，pp.187-193.
原子力発電環境整備機構と一般財団法人電力中央研究所（以下，電中研）は，2006年度より処分地選定調査に向けた調査手法の高度化・体系化を目的とした「実証研究」を進めてきている。これまでに既存文献収集，地表踏査，地上物理探査，ボーリング調査で取得した情報を基に，電中研横須賀地区を包含する3km四方（サイトスケール）を主な対象として地質構造モデルの構築・更新を実施してきた1)。同地区周辺に分布する葉山層群は，新第三紀の付加コンプレックスと考えられており2)，そのなかのブロックあるいは地層の不連続面などは，放射性核種の短絡的な移行経路となる可能性があることから，それらの位置や性状を把握し，付加コンプレックスの構造層序（ユニット）やその内部構造の特徴を明らかにすることが重要である。本研究で実施した大深度ボーリング実証試験（YDP-4孔：掘削長720m，深度420m～550m区間を除き，深度24.5m以深はオールコア掘削）において，X線CTによる割れ目の頻度，破砕・変形構造の観察，X線回折分析（XRD）による地層の続成の検討，微化石分析による地層の年代区分，帯磁率測定を実施し，付加コンプレックス中のユニット区分を試みるとともに，付加コンプレックスを対象とした地質構造調査手法の構築やデータ取得の頻度の考え方などを整理した。これらの情報は，より確度の高い水理地質構造モデルの構築や地下水年代の解釈の妥当性評価にも反映できると期待される。
2. 実施内容と主な結果
YDP-4孔は，深度24.5mまで盛土，沖積層が分布し，それ以深は泥岩を主体とし細粒凝灰岩や凝灰質砂岩等を挟在する葉山層群に類似する岩相が続いた。この岩相中には，小規模な断層ガウジや断層角礫を伴う断層が認められるものの，明瞭な地層境界と判断される構造は認められなかった。泥岩には３つの異なる産状，泥岩，泥岩（破砕質），泥岩（変形帯）が認められた。X線CTによるコアの内部構造の観察では，泥岩には，全深度にわたり開口を伴わないモザイク状割れ目が発達することを確認した。一方，開口割れ目の分布密度は深度によって異なった。泥岩（破砕質）は，数cm以下の様々な粒径の角礫が密集することがあり，これらが多く分布する深度の前後ではコアが回収できない区間が多かった。物理検層の結果から，この区間は角礫質な泥岩および凝灰岩類の岩相からなることが推定された。泥岩の不定方位XRDでは，スメクタイトのイライト化は確認できず，全深度を通じて続成の程度は低いと考えられた。微化石分析（石灰質ナンノ化石，放散虫，有孔虫）では，全深度で産出数が少なかったものの，相対的に数が多くかつ幅広い堆積年代を示す深度における分析頻度を増やした結果，既往研究1)における葉山層群の下位層の再堆積を伴う群集組成と概ね一致する可能性が示唆された。帯磁率の変化パターンから，付加コンプレックス中のブロックやユニット境界の定量的評価を試みた。泥岩・泥岩（破砕質）はほぼ一定の値を示すのに対し，凝灰岩類が多く含まれる深度では，ばらつきを伴うものの概ね泥岩より高い値を示し，凝灰岩中の磁性鉱物の影響が考えられた。深度300ｍ～400mの泥岩の帯磁率は比較的低く，破砕や変質により低下した可能性がある。
3. まとめ
YDP-4孔の岩相はすべて葉山層群と考えられ，既往研究1)で示された葉山層群の中部～下部の一連の生層序と概ね一致する。帯磁率は既設YDP-1～3孔の葉山層群と整合的であった。X線CT観察からは，岩相の種類に関わらず，ある一定の区間ごとに密度が変化する傾向があり，この傾向は帯磁率の変化と連動し，破砕による間隙増加（密度低下）や鉱物変質を反映している可能性がある。このように，複数の測定手法で見られた傾向や特徴を相互比較して解釈することにより，地層ユニット区分ができる可能性を示した。また，微化石の産出数が全体的に少ない場合には特定の範囲の分析頻度を増やすことで堆積年代の精度を高められる可能性を見出した。生層序による年代決定の精度向上のためには，適切な採取箇所，データ取得の頻度が必要であることを認識した。今後は，水理地質構造モデルへの反映の観点から，付加コンプレックス中の透水性に関わる構造を抽出し，それらの分布について明らかにしていきたい。
文献
1) 近藤浩文・鈴木浩一・長谷川琢磨・濱田崇臣・吉村公孝（2014）:地層処分地選定のための地質環境調査技術の実証研究：調査段階に応じた地質環境モデルの構築と調査手法の適用性検討，地質学雑誌120(12)，pp.447-471．
2) 高橋雅紀（2008）：三浦半島，日本地質学会編（2006）日本地方地質誌３関東地方，朝倉書店，pp.187-193.