Development of the new method to detect water-conducting faults and fractures by high-precision gas concentration mapping

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。

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。