水押し出し法を用いた岩石間隙中の反応-輸送現象の評価

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K05608
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 岩石・鉱物・鉱床学
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 横山 正 広島大学, 総合科学研究科, 准教授 (60403101)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 間隙水 / 岩石 / 溶解 / 溶存元素 / 浸透流

研究成果の概要

岩石内部の反応-輸送現象の実態を調べることを目的として，ガス圧で間隙水を岩石外部に押し出す手法を用いて，段階的にガス圧を上げて間隙径毎に溶液を回収し，溶存元素濃度を分析した。その結果，細い間隙においてSiやCaの濃度の上昇が認められた。この結果を解釈するために，岩石内部の反応-輸送挙動を模擬する理論モデルを作成した。モデル計算結果と溶存元素濃度の実測値とを比較することにより，細い間隙中の溶液と太い間隙中の溶液の混合や，間隙径毎の流路長の違いなどの情報が得られた。

自由記述の分野

岩石－水相互作用

研究成果の学術的意義や社会的意義

環境中で生じる岩石風化と土壌発達，地下水組成形成などの諸過程は，岩石内部の溶解／沈殿反応や溶存元素輸送の結果として進行する。岩石内部では，さまざまなサイズや形状の間隙が複雑に連結している。本研究では，ガス圧で岩石内部の水を外部に押し出す手法を用いて，間隙径毎に間隙水を回収して分析した。その結果，細い間隙において溶存元素濃度が上がる傾向がみられ，間隙水の混合や流路の長さなどの情報が得られた。これらの情報を従来の間隙水全体を分析する手法で得ることは難しく，本研究により岩石内部の反応-輸送現象の実態をより詳細に明らかにすることができた。