[S-EM15] 地磁気・古地磁気・岩石磁気

[SEM15-P08] 人工堆積物の粒子配向と初磁化率異方性の関係性の解析 [2]

*澤田 智尋¹、立石 良²、木村 一郎²、石川 尚人² (1.富山大学理工学研究科(修士課程)理工学専攻、2.富山大学都市デザイン学部)

キーワード：初磁化率異方性、粒子配向、画像解析、人工堆積物

堆積物の構成粒子の配向は堆積環境を示す一つの指標である．その粒子配向の解析には初磁化率異方性（AMS: Anisotropy of Magnetic Susceptibility）の測定が用いられてきた．これは磁性鉱物粒子の長軸とそのAMS楕円体の長軸が一致するという一般的な特徴を利用している方法である．しかしAMSが粒子配向をどれほど正確に示すことができているか詳細に示した研究例はほぼない．本研究では堆積環境（水理条件），粒子配向，AMSの関係性をより詳細に解明するため，実験水路を用い，水理条件を制御して生成した人工的な堆積物を用いる．7ccプラスチックキューブを用いて採取した試料に対して， X線CT画像解析による構成粒子の配向の解析とKLY-3磁化率計を用いてAMSの測定を行なってきた．
水路実験用の試料として富山市岩瀬浜で採取した細粒砂から粗粒砂の範囲からなる砂試料を用いた．主たる構成粒子は石英31％，斜長石32％，岩片33％であった．岩石磁気学的解析から，含まれる主要な強磁性鉱物は擬似単磁区サイズのマグネタイトであり，初磁化率の約99%を担うことがわかっている．
昨年度の実験から，堆積物が示す粒子配向とAMSについて，流水下で堆積した場合は，粒子近似楕円体およびAMS楕円体の長軸は，流れと平行な方向に集中し，上流側にわずかに傾くことがわかった．また，流量の増加に伴って配向がより集中する傾向が示唆された．
これを踏まえ，再現性の検証も兼ねて，実験条件を整え，追実験を行った．実験水路の勾配は1/100とし，流量は，15, 25, 30, 40, 50 L/minと設定した．
実験の結果から以下のことが示された．
1度目の実験と同様に，粒子近似楕円体およびAMS楕円体の長軸は，流れと平行な方向に集中し，上流側にわずかに傾く傾向が認められた．しかし，粒子近似楕円体およびAMS楕円体の配向の集中度合に流量の増加に伴った変化は認められなかった．また，粒子近似楕円体の長軸よりもAMS楕円体の長軸の方が約8~10度深く傾く傾向があった．
水理条件を示す指標として掃流力を用いて結果の比較を行った．掃流力とは，砂礫床上を水が流れるときに水路底面に働く剪断応力のことであり，砂礫粒子を下流へ押し流そうとする力である．今回の実験では，掃流力は約1.1~1.8 N/m²の範囲であり，掃流力と粒子近似楕円体のおよびAMS楕円体の長軸の方向の集中度合に系統的な変化は見られなかった．