ドーソナイト形成・保存条件の解明に向けた包括的研究

• Project/Area Number: 25820432
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Earth system and resources engineering
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 高谷 雄太郎 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 特任研究員 (10636872)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2015: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2014: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2013: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: 二酸化炭素地中貯留 / 水－岩石反応 / ドーソナイト

Research Abstract

本研究は，ドーソナイトの形成・保存条件を明らかにすることで，二酸化炭素地中貯留の長期的な反応シミュレーションや，これに基づく安全性評価の精度向上を目的とする．さらに，ドーソナイトが観察される地域の，特異的な過去環境を明らかにすることも併せて目的とした．
本年度は，野外調査によりドーソナイトの観察・採取を行うとともに，実験的にその合成を試みた．野外調査は，大阪府泉南市の和泉層群内にて行い，ドーソナイトを含む泥岩を採取した．現在，ドーソナイトの産状記載を行うとともに，母岩や他の炭酸塩鉱物 (方解石等) との共存関係についての観察を進めている．さらに，ドーソナイトの形成をもたらした流体の起源を明らかにする目的で，その化学分析を予定している．室内実験では，反応系を単純化するため，ドーソナイトを構成する元素のみを系内に導入し合成を試みた．その結果，塩化アルミニウムコロイドと水酸化ナトリウム，炭酸酸水素ナトリウムを系内に共存させ，170℃まで昇温することでドーソナイトの合成に成功した．しかし，塩化アルミニウムコロイドと水酸化ナトリウムの混合溶液に，二酸化炭素を加圧し反応系を酸性条件にさせたケースではドーソナイトの形成は確認できなかった．現在は，実験結果の解析と同時に，長期 (数週間から数カ月) の反応実験を進めている．また，今後は反応系内に自然界で観察される元素を混入させた条件で合成を試みる予定である．

Research Products

• [Journal Article] 化学リーチングによるレアアース泥からのレアアース回収方法の検討 － レアアース泥の開発と工学的利用に向けて － (2014)
  • Author(s): 高谷雄太郎，平出隆志，藤永公一朗，中村謙太郎，加藤泰浩
  • Journal Title: Journal of MMIJ Volume: 4 Pages: 104-114
  • NAID: 130005064006
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Geological, geochemical and social scientific assessment of basaltic aquifers as potential storage sites for CO2 (2013)
  • Author(s): Takaya, Y., Nakamura, K. and Kato, Y.
  • Journal Title: Geochemical Journal Volume: 47(4) Pages: 385-396
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Post-drilling changes in fluid discharge, mineral deposition patterns and fluid chemistry for the seafloor hydrothermal activity in the Iheya-North hydrothermal field, Okinawa Trough (2013)
  • Author(s): Kawagucci, S., Miyazaki, J., Nakajima, R., Nozaki, T., Takaya, Y., Kato, Y., Shibuya, T., Konno, U., Nakaguchi, Y., Hatada, K., Hirayama. H., Fujikura, K., Furushima, Y., Yamamoto, H., Watsuji, T., Ishibashi, J. and Takai, K.
  • Journal Title: Geochemistry, Geophysics, Geosystems Volume: 14 Pages: 4774-4990
  • DOI: 10.1002/ggge.20283
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ドーソナイト形成条件の解明に向けた実験的研究 (2013)
  • Author(s): 高谷雄太郎，中村謙太郎，加藤泰浩
  • Organizer: 資源地質学会第63回年会
  • Place of Presentation: 東京，東京大学
• [Presentation] Geochemistry of the Nsuta Mn deposit in Ghana: Implications for the Paleoproterozoic atmosphere and ocean chemistry (2013)
  • Author(s): Goto, K., Ito, T., Suzuki, K., Kashiwabara, T., Takaya, Y., Shimoda, G., Nozaki, T., Senda, R., Kiyokawa, S. and Nyame, F.
  • Organizer: AGU 2013 Fall Meeting
  • Place of Presentation: United States of America, San Francisco
• [Presentation] 原生代前期ガーナ・エンスタマンガン鉱床の地球化学的特徴：大気海洋酸化還元環境への示唆 (2013)
  • Author(s): 後藤孝介，伊藤孝，鈴木 勝彦，高谷雄太郎，下田玄，野崎達生，仙田量子，清川昌一，フランク．K．ニャメ
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2013年大会
  • Place of Presentation: 千葉，幕張メッセ国際会議場
• [Presentation] 太平洋およびフィリピン海に分布する Fe-Mn クラストの Os 同位体比層序学 (2013)
  • Author(s): 野崎達生，後藤孝介，得丸絢加，高谷雄太郎，鈴木勝彦，常青，木村純一，加藤泰浩，下田玄，臼井朗，浦辺徹郎
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2013年大会
  • Place of Presentation: 千葉，幕張メッセ国際会議場