花崗岩の風化：粒界の分離と反応-輸送特性の変化

花岗岩的风化：晶界分离和反应传输特性的变化

• 批准号: 22H01312
• 负责人: 横山 正
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2027-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01312/
• 关键词: 風化; 花崗岩; 溶解; 間隙; 風化; 花崗岩; 溶解; 間隙

本研究では，花崗岩の風化の進行に伴って，岩石内部で生じる物質移動や反応過程がどのように変化するかを明らかにすることを目的としている。広島大学防災・減災研究センターによって地表から深さ20 mまで掘削された花崗岩ボーリングコアを研究対象として，風化程度が異なる各部位について，間隙率，浸透率，電気伝導度，硬度，弾性波速度（Vp, Vs）等を調べるとともに，風化生成物の種類や量の評価を行った。ボーリングコアは，深さ約5 mまでの地表面に近い部分は，著しく風化していてもろく黄褐色を呈する。深さ約5-10 mでは，深さの増大とともに全体として岩石の強度が増して黄褐色の部分の割合が減少する。深さ10 m前後より深部は，硬くて白い未風化部分が支配的になる。風化の程度が高いほど，間隙率，浸透率，電気伝導度は高く，硬度，弾性波速度は低い。また，風化が進んだ部分は，黒雲母や斜長石が少なく，ハロイサイト等の粘土鉱物やゲータイト等の鉄(水)酸化物の量が多い。これらの測定結果は，風化の進行に伴い，初生鉱物が溶解して粘土鉱物や鉄(水)酸化物が生成するとともに，鉱物粒子同士の結合が分離し，間隙の幅や間隙のつながり度合いが増したことを示している。特に，未風化部分と比べると，最も風化した部分は間隙率が20倍程度，浸透率が8桁程度大きく，風化が進む過程で水が流れる速さや方向が大きく変化している可能性が考えられる。全体として，硬度と各物性値はよい相関を示し，簡便に測定できる硬度を用いることで各物性値を大まかに予測できる式が得られた。

这项研究旨在阐明随着花岗岩天气的进展，岩石内部的传质和反应过程如何发生变化。广岛大学灾难预防和灾难缓解研究中心的花岗岩无聊的核心从表面到20 m的深度进行了研究，每个地点都使用不同水平的风化，孔隙率，渗透率，渗透率，电导率，硬度，硬度，硬度，弹性波速度（VP，VP，VS）等进行了评估。无聊的核心具有深淡淡黄色的棕色，即使它的风化也很明显。在大约5-10 m的深度下，岩石的总强度随着深度的增加而增加，并且晒黑部分的比例减少。大约10 m深，坚硬，白色，不受欢迎的地区的深度成为主导。风化水平越高，孔隙率，渗透率和电导率越高，硬度和弹性波速度越低。此外，风化进展的区域较少的生物岩和斜长石，还有更多的粘土矿物质，例如霍洛西石和铁（水）氧化物，例如谷石。这些测量结果表明，随着风化的进展，一级矿物质溶解，导致粘土矿物和铁（水）氧化物以及分离的矿物颗粒之间的键，从而增加了间隙宽度和间隙之间的连接程度。特别是，与不受欢迎的区域相比，风化最多的区域的孔隙率约为20倍，渗透率约为八个数量级，并且随着天气的进行，水流的速度和方向可能发生了很大变化。总体而言，硬度和每个物理属性值都显示出良好的相关性，并且通过使用可以轻松测量的硬度，该方程粗略地预测了每个物理属性值。