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深度500mの地質環境への挑戦
超深地層研究所計画で得られた研究成果

  • 1 地上からの地質環境調査
    • リージョナルスケール
      • 1_1 既存情報の評価・解析
    • ローカルスケール
      • 1_2 既存情報の評価・解析
      • 1_3 物理探査
      • 1_4 表層水理調査
      • 1_5 ボーリング調査
      • 1_6 モデル化・解析
    • サイトスケール
      • 1_7 調査の進め方
      • 1_8 既存情報の評価・解析
      • 1_9 地表からの調査・解析
      • 1_10 ボーリング孔を利用した調査・解析
      • 1_11 地下施設建設前の地質環境モデルの構築と予測解析
    • 地上からの調査技術
      • 1_12 各技術の有効性および留意点
  • 2 地下施設の建設・維持管理時の地質環境調査
    • 2_1 地下施設の建設・維持管理時に必要な工学技術
    • 2_2 地下施設の建設・維持管理時の地質環境調査技術
    • 2_3 地質環境調査技術開発
  • 3 施設閉鎖時および閉鎖後に必要な技術
    • 3_1 施設閉鎖時および閉鎖後に必要な技術
    • 3_2 瑞浪超深地層研究所での埋め戻し事例
  • 4 その他
    • 4_1 研究に携わった人々
    • 4_2 共同研究・施設共用
    • 4_3 人材育成・技術継承
    • 4_4 国際連携・貢献
    • 4_5 理解醸成活動
    • 4_6 地域との対話
    • 4_7 広報事例
  • 5 各種データ
    • 5_1 地下水環境データベース
    • 5_2 地上からのボーリング調査データ
  • 6 成果リスト
    • 6_1 基本計画書
    • 6_2 段階計画書・報告書・中間取りまとめ
    • 6_3 年度計画書
    • 6_4 年度報告書
    • 6_5 地質・地質構造の調査研究
    • 6_6 地下水流動の調査研究
    • 6_7 地球化学の調査研究
    • 6_8 物質移動の調査研究
    • 6_9 岩盤力学の調査研究
    • 6_10 深地層の工学技術研究
    • 6_11 成果取りまとめ
    • 6_12 建設
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    • 1_10 ボーリング孔を利用した調査・解析
    • 1_11 地下施設建設前の地質環境モデルの構築と予測解析
  • 地上からの調査技術
    • 1_12 各技術の有効性および留意点

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1 地上からの地質環境調査(サイトスケール)

1_9 地表からの調査・解析

サイトスケール領域において,地下水流動に大きく影響を与えていると考えられる断層などの不連続構造の分布,基盤岩の三次元形状および基盤岩を被覆する堆積岩層の分布を詳細に把握することを主目的として,地表地質調査や反射法弾性波探査を行い,断層/推定断層の分布図の更新(1_9_1)と地質構造解釈(1_9_2)を実施し,土岐花崗岩と瑞浪層群との不整合面および土岐花崗岩中の上部割れ目帯の分布概念を向上しました。反射法弾性波探査は,地表地質調査では把握困難な地表下の起伏に富む構造や既存地質図に記載のない小規模な断層を抽出するのに有効でした。これらの結果に基づき,地表地質分布・地質構造モデル(1_9_3)を更新しました。また,地下水の移行経路や移行時間および水頭分布を指標とした地下水流動の感度解析(1_9_4)などにより,地下水の流動特性に大きな影響を及ぼすことが想定される不連続構造や坑道の掘削予定位置に分布する可能性のある不連続構造を抽出・特定し,次のボーリング調査における課題を抽出・特定しました。

得られた主な知見

サイトスケール領域における地表地質調査および反射法弾性波探査により,以下について地質環境の理解を向上し,次のボーリング調査で優先すべき地質構造を整理することができました。

  • サイトスケール領域における地表地質調査および反射法弾性波探査を組み合わせることにより,被覆層として分布する瑞浪層群および瀬戸層群の厚さ,月吉断層と月吉断層に伴う派生構造,地下水流動の主方向と直交し地下水流動に影響を与える可能性のある断層(遮水構造として機能しうる粘土分を多く含む断層ガウジや断層角礫を包含)を抽出することができ(1_9_1,1_9_2)。これにより地質構造モデルを更新しました(1_9_3)。ただし,この時点では反射断面の反射イベントと実際の地層分布との対比およびその深度情報の確認が可能なボーリング調査データが得られていないことから,正確な深度の対応付けは困難でした。
  • リニアメント判読に加え,地表地質調査および反射法弾性波探査により抽出された断層が水理地質構造モデルに組み込まれ,感度解析を行いました(1_9_4)。これにより,遮水性を有する断層の上流側と下流側では水頭差が生じるとともに,それらの断層で囲まれた領域内では動水勾配が小さくなること,トレース長が長い断層ほど,その断層の上流側と下流側でより大きな水頭差を生じる水理境界となるなどの傾向を確認しました。これらにより,地下水の流動特性に大きな影響を及ぼすことが想定される不連続構造や坑道の掘削予定位置に分布する可能性のある不連続構造を抽出することができ,調査コスト,調査期間および掘削による場の攪乱を念頭において効率的な調査計画の策定が可能になると考えられました。

次の段階のボーリング調査の地質環境調査・解析の重要要素は以下のとおりです。

  • サイトスケール領域の地下水流動に大きな影響を及ぼすことが推定された北北西走向,北東走向の断層,および研究坑道に出現すると推定される断層の地質学的特性および水理特性の把握
  • サイトスケール領域に広く分布し,希釈層としての機能を有する可能性のある上部割れ目帯や瑞浪層群中の各累層の三次元分布および水理特性の把握
主立坑と換気立坑を通る直線で研究所用地を切った断面を東南方向から見ると,幅約350m,左手が南西,右手が北東となる。その断面の標高300mから-1,000mのうち,標高200mから100m付近までが瑞浪層群の明世累層/本郷累層である。続いて南西部の標高120mから60m,中央部の標高100mから20m,北東部の標高120mから115mが瑞浪層群の土岐夾炭累層,南西部の標高60mから-270m,中央部の標高20mから-300m,北東部の標高115mから-150mが土岐花崗岩上部割れ目帯,南西部の標高-270mから-1,000m,中央部の標高-300mから-1,000m,北東部の標高-150mから標高-860mが土岐花崗岩の下部割れ目低密度帯,北東部の端の標高-860mから100mほど中央寄りの標高-1,000mまでが月吉断層に伴う割れ目帯となっている。また,中央部標高-160mから南西部の端の標高-860mと,中央部の標高200mから北東部の端の標高-1,000mまで実際に変位が確認されている断層が存在する。そのほか標高-460m以浅に8本のリニアメント判読を基に推定される不連続構造がある。後の調査で判明する土岐花崗岩の低角度の割れ目集中帯の存在は,この段階ではまだ把握されていない。
地下施設の建設時に出現すると予想される不連続構造の分布
整理した既存情報の概要
1_9_1 断層/推定断層の分布図更新

地表地質調査や地上物理探査により新たに取得した地層境界や断層の分布情報と,これまでに実施したリニアメント判読の結果やローカルスケール領域におけるボーリング調査で確認した断層の方向と比較し,整合的なリニアメントを推定断層として,断層・推定断層の分布図を更新しました。

1_9_2 地質構造解釈

地上物理探査を行い,地表地質調査による情報を加えて,空中物理探査で概略的に推定された地質や断層などの地質構造の分布をより詳細に推定しました。

1_9_3 地質構造モデルの更新

リニアメント判読,地表地質調査,反射法弾性波探査により取得したデータを整理したデータセットを用いて,地質構造モデルを更新しました。

1_9_4 地下水流動の感度解析

サイトスケール領域を対象とした地表地質調査および地上物理探査に基づき推定された複数の断層の透水性に着目した感度解析を実施しました。その結果,動水勾配分布に大きな影響を及ぼす可能性のある断層を抽出し,次の調査段階で実施するボーリング調査計画に反映させることができました。

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