2020 Fiscal Year Research-status Report
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19K21896
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
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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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
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)
川崎 一雄 富山大学, 学術研究部都市デザイン学系, 准教授 (60624806)
横山 立憲 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, 研究職 (10750846)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Keywords | 水和層 / 二次磁化 / U-Pb年代 / 古地磁気 / 土岐砂礫層 / 呉羽山礫層 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、礫層中の礫に形成された水和層の厚さと二次磁化の獲得温度、礫層中の砂・粘土のU-Pb年代と古地磁気方位から得られる年代値を複合した礫層の堆積年代測定法の構築を試みる。当該年度は、前年度に岐阜県南東部に分布する数十万～数百万年前に堆積した礫層（土岐砂礫層など）から採取した試料、および当該年度に富山県中央部に分布する数十万年前に堆積した礫層（呉羽山礫層など）から採取した試料を研究に用いた。
礫表面の水和層の厚さの測定では、試料表面における1μm以下の微小な凹凸が表層物質の深さ方向分布に影響しており、特にSiイオン強度が表面付近で急低下した。この低下領域が凹凸の影響範囲と見なして除外し、拡散係数と時間をパラメータとした相補誤差関数でフィッティングした。その結果は想定される年代値と調和的であった。
礫の二次磁化の獲得温度は、段階交流消磁実験から2つの磁化成分が認められた礫試料を用いて、粒径の大きな多磁区粒子の影響を除去するための低温消磁を施した後、段階熱消磁実験から明らかにすることができた。また、対象試料内に含まれる磁性鉱物の同定のために、低温磁気分析を行った結果、5-40Kと110 K程度で磁化の減少が認められ、主要な磁性鉱物は一部マグへマイト化したマグネタイトと考えられる。
礫層の堆積年代を相対的に制約する礫層周辺の堆積層中のジルコンU-Pb年代値は、ばらつきがある試料（10 Ma～2000 Ma）とない試料(70 Ma前後)が認められた。70 Maを示したばらつきがない試料は、基盤岩から侵食して堆積した粒子と考えられるが、色調や形状などの特徴が異なるジルコン粒子も認められた。
礫層に挟まれるシルト層などの古地磁気測定では、富山市所有の呉羽山丘陵における４本のボーリンングコア（最大45m）を観察した後、風化が進んでいない部分のコアを連続で古地磁気測定する準備を進めた。
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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
本研究は、４つの手法から得られる年代値を複合して、礫層の堆積年代測定法の構築を試みる。現在は、以下のように各手法で年代値に関わる情報が得られつつある状況であり、本研究はおおむね順調に進展している。
礫表面の水和層の厚さの測定による年代値は、試料表面の微小な凹凸を考慮することが重要であることがわかり、それにより礫層の堆積年代が得られる可能性を示すことができた。
風化礫の二次磁化の獲得温度の測定では、年代値の推定には至っていないが、二次磁化から初生磁化に変わる温度を把握することでき、主要な磁性鉱物の種類を特定した。
ジルコン粒子のU-Pb年代値は、ばらつきがある試料とそうでない試料があることが明らかになった。ばらつきがある試料では、若い年代値が10 Maほどであるが、測定粒子数は少なく、より多くの粒子を測定してヒストグラムを得る必要がある。
古地磁気測定では、超伝導磁力計にてボーリングコアを測定する準備ができ、測定するコアも用意することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
水和層の厚さの測定では、試料表面の微小な凹凸を考慮することが重要である。そのために１試料あたりの測定数を増やして統計的に評価する方法が考えられるが、多数の二次イオン質量分析が必要となり、現実的ではない。今後は、0.1μm程度の表面凹凸を精緻に把握したうえで測定位置を選定する方法を検討するとともに、事例を増やす。
二次磁化の獲得温度が測定では、二次磁化から初生磁化に変わる温度を把握することができた試料において、礫層の堆積年代を推定するとともに、測定数を増やして礫種の違いや風化の程度の違いなどによる影響を把握する。
ジルコンのU-Pb年代測定では、引き続き測定粒子数を増やし、可能な限り若いジルコンを抽出する。また、年代値にばらつきが少なく基盤岩の年代を示した試料については、色調や形状などの粒子の特徴に注目して年代値を比較する。
古地磁気測定では、超伝導磁力計にて風化が進んでいないボーリングコアを測定し、古地磁気の正逆を明らかにする。また、礫層中および礫層の上下の細粒砕屑物からプラスチックキューブで試料を採取し、風化の影響等を考慮しながらデータの信頼性を向上させる。
以上の各手法における課題に取り組み、複合して得られた年代値の妥当性をテフラ等から推定される堆積年代と比較して評価する。測定する試料については、土岐砂礫層と呉羽山礫層のほかに、年代既知の試料として更別層からも採取することを計画していた。しかし、これまでの本研究において、土岐砂礫層と呉羽山礫層の新たな露頭やボーリングコアから年代既知などの研究に適切な試料を採取できる状況であることから、主に土岐砂礫層と呉羽山礫層を用いて研究を行う。これらの礫層は、研究代表者と研究分担者の所属の所在地から近い場所に分布することから、試料採取などの現地作業において新型コロナウィルス感染症の拡大防止の影響が少ないと考えられる。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウィルス感染症の拡大防止の影響により、主に打ち合わせ・調査・学会発表の旅費の使用が少なくなった。次年度も状況は大きく変わらないことが予想されることから、分析数を増やすための費用や謝金に使用する計画である。
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