亀裂面の反応特性を測りたい

難しいですね。

岩盤からの湧水は、通常、亀裂面を通過して出てきます。そのため、水質は母岩の鉱物量比ではなく、亀裂面のそれに規制されます（dual porosity で表すべきものは除く）。

亀裂面の鉱物比のみを定量化するのは、力技でできるでしょうが、反応特性は難しい。鉱物脈のみ取り出したり、粉砕したりすると比表面積が変わりますし、脈の形成順序（時間的な水質変化）も反映できなくなります。鉱物比を定量化するために片側のコアをつぶしてしまうと、通水もできなくなります。

コアに縦方向の亀裂があれば、通常の3軸圧縮試験機で透水係数とともに反応特性を求めることは容易でしょう（厳密には拡散特性を考慮する工夫をしないといけませんが）。
しかし、横方向や斜めの亀裂となると困難ですね。そのような亀裂面のみ通水できる装置は見たことがありません。縦亀裂になるように、コアからの再コアリングもできなくはないですが、通常、開口亀裂では崩れてしまいます。

何か良い装置は無いでしょうか？しかも水質にまったく影響しない素材で何とかしたい。
うーん。難しい。