权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

岩石の鉱物－水反応面積と水飽和率の関係

岩石中矿水反应区与含水饱和度的关系

基本信息

批准号：
13J01898
负责人：
西山直毅
金额：
$ 1.32万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

岩石中で起こる鉱物の溶解・沈殿、溶存元素の吸・脱着といった種々の反応を定量的に扱う上で、鉱物-水反応面積の理解は不可欠である。地下水面よりも上方の岩石では、断続的な乾燥・降雨により間隙中の水量（水飽和率）が大きく変動する。そこで前年度は、様々な水飽和率に調整した砂岩へ水を流し溶解量を調べ（透水溶解実験）、水飽和率と反応面積の関係を評価した。その結果、空気が存在する間隙の表面は水膜で覆われており、水膜を介して反応が進行することが明らかとなった。さらに、水膜中の反応と物質移動を扱うモデルを構築し、様々な鉱物組成、粒径、間隙サイズをもつ岩石について、反応面積が水飽和率の影響を受けるかを予測する判断基準を得た。この判断基準を用いる上で、水膜の厚さが重要なパラメータであることが示された。そこで本年度は、間隙中の水膜厚さを予測するモデルを構築し、水膜厚さがどのような因子によって決まるのかを調べた。一般に鉱物/水界面や空気/水界面では、電気二重層が発達する。鉱物表面を覆う水膜の場合、水膜が薄いために鉱物/水界面と空気/水界面の電気二重層どうしが重なり合い、圧縮された状態となる。その結果、水膜を厚くし、電気二重層の圧縮を和らげようとする力（浸透圧）が働く。この浸透圧によって水膜は鉱物表面上に保持される。界面のイオン吸着・分布を扱うTriple-layerモデルを元に、鉱物/水と空気/水界面の二重層の重なりを加味できるように改良し、水膜の厚さを扱うモデルを構築した。その結果、岩石間隙中の水膜厚さは、間隙サイズ、鉱物の種類、間隙水の組成（pH、イオン濃度）に依存することが分かった。

Rocks で up こる鉱の dissolve Shen Dian, soluble deposit element の suction, take off the といった kind 々の anti 応を quantitative に Cha うで, 鉱 - water on anti 応 area の understand は not owe である. The <s:1> large <s:1> くく variation of water volume (water saturation rate) in the な dryness · rainfall によ <e:1> gap of the <s:1> rock でで above the よ of the groundwater surface and the fault 続する. そこで before annual は, others 々なに water saturation rate adjustment した sandstone へ water flows をしを dissolved quantity adjustable べ (permeable dissolved be 験), rate of water saturation と応 area のを masato department review 価した. その results, empty 気が exist する clearance はの surface water film で fu われており, water film を dielectric して anti 応が for することが Ming らかとなった. さらに, water membrane の応と material mobile を Cha うモデルを constructing し, others 々な鉱 content composition, particle size, clearance サイズをもつ rock についてが応 area and anti water saturation のを by けるかを be する judgment benchmarks をた. The を criterion for judging を is を on the で of the をる, and the <s:1> thickness of the water film さがさが is important なパラメタであるタであるタであるとがとがとがされたされた. そこでの water film thickness in this year's は, clearance さを be するモデルを build し, water film thickness さがどのような factor によって definitely まるのかを adjustable べた. Generally, there is a に鉱 material/water interface や air/water interface で and an electrical double layer が interaction する. 鉱 surfaces をう water membrane の occasions, thin water film がいために鉱と air/water interface 気の electricity/water interface 気 bilayer どうしが heavy なりい, 圧 shrinkage された state となる. Youdaoplaceholder0 そ result, water film を thickness く, electrical double layer <s:1> compression を and らげようとする force (permeation pressure) がく. Youdaoplaceholder2 によって impregnated with a によって water film 鉱 on the surface of 鉱 remains される. Interface のイオン sorption, distribution を Cha う Triple - layer モデルを yuan に, 鉱と empty 気 / water/water interface の bilayer の heavy なりを flavored できるように improved し, thick water film のさを Cha うモデルを build した. その results の water film thickness, rock clearance さは, clearance サイズ type, interstitial water, 鉱のの composition (pH, イオン concentration) に dependent することが points かった.