A capability to permanently seal fluid flow-paths in bedrock, such as natural faults/fractures, and damaged zones around boreholes/excavations, is needed to ensure the long-term safety and effectiveness of many underground activities. Cementitious materials are commonly used as seals, however these materials unavoidably undergo physical and chemical degradation, therefore potentially decreasing seal durability. To solve these problems, a more durable sealing method using ‘concretion-forming resin’ has been developed by learning from natural calcite (CaCO 3 ) concretion formation. The sealing capability of resin was tested by in-situ experiments on bedrock flow-paths in an underground research laboratory (URL), Hokkaido, Japan. The results showed a rapid decrease in the permeability down to 1/1,000 of the initial permeability due to calcite precipitation over a period of one year. During the experiment inland earthquakes occurred with foci below the URL (depths 2∼7 km and maximum magnitude 5.4). Due to the earthquakes the hydraulic conductivities of the flow-paths sealed initially by ‘concretion-forming resin’ increased. However, these flow-paths subsequently resealed rapidly, and within a few months recovered the same hydraulic conductivities as before the earthquakes. This new technique for rapidly producing long-lasting seals against fluid flow through rocks will be applicable to many kinds of underground activities.

Oxidation states and distribution of arsenic (As) in annually laminated (varved) lacustrine deposits were analyzed with a seasonal resolution. This deposit was formed in the mid-Holocene landslide-dammed paleolake in the upper reaches of the Ane River, central Japan and the paleolake watershed consists of the Jurassic accretionary complexes (Mino-Tamba belt) including sedimentary and igneous rocks. In the outcrop, centimeter-to-decimeter-scale silty clay layers alternating with laminated layers are well developed. Bulk concentrations of As in the two layers are 77 ± 27 μg/g on average and mostly occurred in the sulfide fraction (59 % ± 9 %). In the laminated layers, millimeter-scale organic matter (OM)-rich and siderite-rich layers were repeated, indicating deposition during the spring and autumn mixings and the summer stratification, respectively. The OM-rich layers distinctively contain As-rich layers concentrated at the margins of the siderite layers, while they have numerous As-rich hotspots coexisting with S and amorphous OM. Synchrotron-based micro-X-ray absorption near edge structure analysis demonstrated that the As-rich layers contain FeAs

Abstract Several biological and chemical changes occur during fossilization of organisms. However, the nature and mechanism of fossilization are not yet completely understood. In this study we investigated the changes in chemical composition during fossilization of lanternfish from the lower Miocene Yamami Formation, Chita Peninsula, Japan compared to modern/living lanternfish. This comprised chemical mapping using X-ray microscopic analysis, mineral identification using Raman spectroscopy, and chemical analysis using inductively coupled plasma mass spectrometry and elemental analysis. Carbon and nitrogen were lost significantly during fossilization, whereas slight changes were observed in phosphorus and calcium concentrations, which are major elements of hard tissues. Iron and sulfur concentrations are high in fossil fish compared to modern/living fish due to pyrite formation during fossilization. In agreement with earlier studies, we conclude that in-situ pyrite formation mediated by sulfur-reducing bacteria played an important role in the preservation of soft tissue textures in the Yamami Formation. This includes the preservation in the fossils of delicate organs, such as eyes in the Yamami lanternfish. The oxidation of pyrite is also important for fossil preservation because of the low solubility of iron oxides.