(3)粘土混濁水の電気伝導度測定

(1)粘土混濁水の電気伝導度測定法の概要

海成層と淡水層の互層からなっている未固結層、たとえば大阪層群に挟まれている海成粘土層は海進期に堆積していて、間氷期の堆積物と考えられている。こうした推定を検討するために行われたのが、粘土混濁水の電気伝導度測定法である。

電気伝導度は水溶液中のイオン量に支配されるので、その測定によって溶液中のイオン量の微妙な変化を知ることができる。また、自然水に含まれている陰イオンの量は淡水に比べて海水の方が多いのは当然であるから、粘土に含まれる陰イオンの量に着目し、その量を測定することによって粘土の堆積環境を推定できるはずである。

1987年に新しい試みとして大阪北方の千里山丘陵東端部で採取したボーリングコアの粘土試料を対象に、粘土混濁水の電気伝導度および水素イオンの濃度測定と硫酸イオンの定量が行われ、粘土混濁水の電気伝導度が古環境推定に非常に有効であることが実証された(横山・佐藤,1987)。その後の測定によっても追認されつつある(横山・佐藤,1989;小荒井ほか,1991;佐藤・横山,1992)。

粘土混濁水の電気伝導度測定(以下、電気伝導度測定と呼ぶ)には、次に示す4つの利点がある(第四紀試料分析法,日本第四紀学会,1993)。

@粘土混濁水は乾燥した粘土を粉砕し、一定量の水道水を加えて攪拌したものであるからサンプルが容易に入手できる。

A測定方法や装置は簡単でしかも実験誤差が小さい。一般に電気伝導度測定では誤差が1/100以下である。

B電気伝導度を支えている硫酸イオンは安定で、温度などの外界の条件が変化しても測定値に変化が少ない。また沈殿形である硫酸バリウムの溶解度が小さいため自然界での移動が少ないと考えられるうえに、沈殿法によって容易に定量ができる。

C乾燥したサンプルを用いるため、長期間放置あるいは貯蔵されていた場合など、どんな状態の試料でも使用できる。

(2)分析実施機関

株式会社 クレアテラ(CREATERRA INC.)

(3)分析期間

分析開始:平成10年10月 1日

分析終了:平成10年10月15日

(4)試料採取

本調査における試料採取は、対象を熱田層とした。

試料は、出来るだけ粘土質の層を、 B−2で6試料、B−3で10試料採取した。長さ10cmの試料採取用コアから均等に採取した。採取した試料は、ただちにビニール製の袋に入れ、分析を行った。

(5)分析方法

採取試料は、ただちにビニール袋に保管し、採取区間を明記のうえ、以下の手順で分析を実施した(第四紀試料分析法,日本第四紀学会,1993)。

@試料ビン等に保管されている試料を約20g程度蒸発皿に取り、乾燥機中で温度110℃、48時間放置して乾燥させる。

A乾燥した試料を十分細かくなるまで粉砕し、正確に10.00g秤量してビーカーなどの容器に入れ、水(水道水を電気伝導度を測定してから用いてもよい)を120ml加える。

B上記の試料を攪拌機によって3分間攪拌する。

C攪拌した試料は静かな場所で1時間放置し、粘土粒子を沈殿させる。

D上澄み液内の水面から5cmの深さで電気伝導度とpHの測定を行う。測定は攪拌後1時間経過後と5日経過後の2回行い、測定値に大きな変化がなければ後者を測定結果として採用する。大きく変化した場合は再測定する。

(6)測定結果

本調査における電気伝導度測定結果を表2−1−8および表2−1−9に示す。

B−2については最上部がやや低く、以下は1.0%前後の値を示している。このことから、B−2の熱田層は最上部が淡水成または汽水成、以下は海成を示すと考えられる。B−3についても34mまでと34m以深では明瞭な差がある。34m以深は明らかに値が低く淡水成を示すものと考えられる。

図2−1−3に横山・佐藤(1987)における千里山東縁部の大阪層群の電気伝導度とphの関係と、B−2,3についての同様の図を示す。B−2の30.00〜30.50mは電気伝導度とpHが淡水成の領域にプロットされ、30.50〜33.00mは、ほぼ海成の領域にプロットされている。B−3についても、電気伝導度とpHの間には良い相関があり、横山・佐藤(1987)によく一致する。これによれば、34m以下は明らかに淡水成である。

表2−1−8 B−2 電気伝導度測定結果

表2−1−9 B−3 電気伝導度測定結果

図2−1−3 深度に対する電気伝導度の変化