自動粒度分析機によるシーケンス層序の流体力学的解析

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10874070
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: 新妻 信明 静岡大学, 理学部, 教授 (80005818)
• Keywords: 粒度分析 / シーケンス層序 / 流体力学 / Windows 98

Research Abstract

水中に堆積した堆積物を沈降法によって解析するすることは,堆積時の流体力学的環境を知るために欠かすことができない.堆積物を沈降管を用いた沈降法解析を行う際には,試料粒子が沈降する際に沈降管内の水および管壁と流体力学的相互作用するが,この相互作用を定量的に捉えることができれば,堆積物の流体力学的解析のために極めて有効である.
沈降管の内径が小さければ小さい程,相互作用が大きいので内径8mmと内径12mmの沈降管を作成し,4箇所に設置した光路において沈降堆積物粒子の遮光量を測定し,AD変換器からRS232C回線を通して計算機に測定値を送り,Windows98で定量的な処理をおこない,測定中に4光路におけける遮光量の変更を図形表示することに成功した.
試料投入による流体力学的乱れは,上部10-20cm程度で解消し,管壁と水との定常的な流体力学的相互作用になることから,沈降管長を持ち運びし易い75cmとした.
沈降管の内径は流体力学的相互作用に大きな影響を与えることから,同一試料について異なった内径の沈降管によって相互作用を定量的に得ることができれば,より良い流体力学的解析が可能になる.そこで内径12mmの沈降管に遮光量測定部を設け,12mm沈降管による測定を可能にしておき,その中に内径8mmの沈降管を挿入することによって,8mm沈降管の測定も可能にした.
シーケンス層序の典型と言われている長野県の北部フォッサマグナ地域の新第三紀海成堆積物中から砂岩試料を信州新町において採取し,宿所に持ち込んだ測定機器による測定を行ったところ,流体力学的相互作用が層準とともに変化することが測定でき,本装置の有効性が確認された.これでシーケンス層序の流体力学的解析の道が開かれた.
全く新しい発想に基づくこの装置について,信州大学・島根大学・東京大学海洋研究所・日本地質学会の堆積学専門家と討論を行い,分析法・解析法の改良を行った.