| Project/Area Number |
13J01898
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Petrology/Mineralogy/Science of ore deposit
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
西山 直毅 大阪大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2014)
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| Budget Amount *help |
¥2,070,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 反応面積 / 溶解 / 岩石-水反応 / 不飽和帯 / 電気二重層 / 反応表面積 / 岩石-水相互作用 / 水不飽和状態 / 水膜 / 反応-輸送モデル / 砂岩 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
岩石中で起こる鉱物の溶解・沈殿、溶存元素の吸・脱着といった種々の反応を定量的に扱う上で、鉱物-水反応面積の理解は不可欠である。地下水面よりも上方の岩石では、断続的な乾燥・降雨により間隙中の水量（水飽和率）が大きく変動する。そこで前年度は、様々な水飽和率に調整した砂岩へ水を流し溶解量を調べ（透水溶解実験）、水飽和率と反応面積の関係を評価した。その結果、空気が存在する間隙の表面は水膜で覆われており、水膜を介して反応が進行することが明らかとなった。さらに、水膜中の反応と物質移動を扱うモデルを構築し、様々な鉱物組成、粒径、間隙サイズをもつ岩石について、反応面積が水飽和率の影響を受けるかを予測する判断基準を得た。この判断基準を用いる上で、水膜の厚さが重要なパラメータであることが示された。そこで本年度は、間隙中の水膜厚さを予測するモデルを構築し、水膜厚さがどのような因子によって決まるのかを調べた。
一般に鉱物/水界面や空気/水界面では、電気二重層が発達する。鉱物表面を覆う水膜の場合、水膜が薄いために鉱物/水界面と空気/水界面の電気二重層どうしが重なり合い、圧縮された状態となる。その結果、水膜を厚くし、電気二重層の圧縮を和らげようとする力（浸透圧）が働く。この浸透圧によって水膜は鉱物表面上に保持される。界面のイオン吸着・分布を扱うTriple-layerモデルを元に、鉱物/水と空気/水界面の二重層の重なりを加味できるように改良し、水膜の厚さを扱うモデルを構築した。その結果、岩石間隙中の水膜厚さは、間隙サイズ、鉱物の種類、間隙水の組成（pH、イオン濃度）に依存することが分かった。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(20 results)
