2022 Fiscal Year Research-status Report
Development of the new method to detect water-conducting faults and fractures by high-precision gas concentration mapping
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22K05011
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
丹羽 正和 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 核燃料・バックエンド研究開発部門 東濃地科学センター, 研究主幹 (90421685)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
下茂 道人 公益財団法人深田地質研究所, その他部局等, 主席研究員 (90393694)
宮川 和也 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 核燃料・バックエンド研究開発部門 幌延深地層研究センター, 研究副主幹 (90721225)
戸野倉 賢一 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (00260034)
安江 健一 富山大学, 学術研究部都市デザイン学系, 准教授 (10446461)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | キャビティーリングダウン分光法 / 可搬型装置 / メタン / 断層 / フラックス / 地中レーダー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
亀裂・断層中の流体移行経路の把握は、資源探査や廃棄物処分といった産業分野においても重要なテーマである。本研究では、亀裂・断層を移行する流体の新しい調査手法として、高感度で大気微量気体を検出可能なキャビティーリングダウン分光法（CRDS法）による数ppbレベルの高精度のガス測定を可搬型装置によって行う手法を採用した。令和４年度は、油徴・ガス徴の詳細な分布が知られている北海道幌延地域を対象として、CRDS法による可搬型装置を用いた徒歩測定により、メタン及び二酸化炭素濃度のマッピングを行った。その結果、大曲背斜軸が通過すると想定される地点において特徴的に、大気中のバックグラウンド濃度を有意に上回るメタン濃度異常を検出した。また、予察的に実施したチャンバーを用いたフラックス測定からも当該地点の地下からの継続的なメタンガス放出を示すデータが得られた。地中レーダー探査からも、このメタン濃度異常の検出地点が背斜軸であることを支持する結果が得られた。
以上の結果は、大曲背斜軸沿いに油徴・ガス徴が分布している事実とも整合的である。さらに、隆起した背斜軸沿いに局在して露出する亀裂の連結性の高い領域（流体の流れやすい領域）が地下の貯留岩からのガスの抜け道となり得るという地質構造モデルとも調和的である。本研究により、地下からの流体の移行経路となり得る亀裂・断層の分布を効率的に把握する調査手法として、CRDS法による可搬型装置を用いた測定が非常に有効である見通しが得られた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
現場での測定により、CRDS法による可搬型装置を用いた測定が亀裂・断層中の流体移行経路の把握にも適用できる見通しが得られており、概ね研究計画通り順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度同様ガス濃度マッピングを継続してデータを蓄積するのに加え、ガス・地下水サンプリングを行い、化学組成・同位体組成を分析し、ガスの起源（地下深部起源か、それ以外の人為起源などか）に関する情報を得る。地中レーダー探査についてもデータを蓄積し、地下に伏在するガス移行経路（亀裂・断層）の分布や連続性を明らかにする。チャンバーを用いた測定については、測定時間・時期・位置を変化させた複数のデータを取得し、地下からのガスフラックスの時空間的変動を明らかにする。以上の結果を組み合わせることにより、流体の移行経路となる地下の亀裂や断層を従来よりも格段に効率良く調査する手法を構築する。
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| Causes of Carryover |
令和４年度は当初予定よりも現地での測定が効率よく実施できたため、旅費が節約され、次年度使用額が生じた。
令和５年度は前年度よりもフラックス測定や地中レーダー探査を詳細に実施するため、現地作業の期間を長く設定しており、それに相当する旅費を充当する。加えて、採取したガスの化学組成・同位体組成分析等に係る消耗品等の支出を計画している。
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