中央構造線沿いに湧出する高塩分泉の起源:—プレート脱水流体起源の可能性についての水文化学的検討—  [in Japanese] Origin of saline waters distributed along the Median Tectonic Line in southwest Japan: Hydrogeochemical investigation on possibility of derivation of metamorphic dehydrated fluid from subducting oceanic plate  [in Japanese]

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Author(s)

    • 網田 和宏 AMITA Kazuhiro
    • 秋田大学大学院工学資源学研究科地球資源学専攻 Department of Earth Science and Technology, Graduate School of Engineering and Resource Science, Akita University
    • 大沢 信二 OHSAWA Shinji
    • 京都大学大学院理学研究科附属地球熱学研究施設 Beppu Geothermal Research Laboratory, Institute for Geothermal Sciences, Graduate School of Science, Kyoto University
    • 西村 光史 NISHIMURA Koshi
    • 東洋大学経済学部経済学科自然科学研究室 Natural Science Laboratory, Faculty of Economics, Toyo University
    • 三島 壮智 MISHIMA Taketoshi
    • 京都大学大学院理学研究科附属地球熱学研究施設 Beppu Geothermal Research Laboratory, Institute for Geothermal Sciences, Graduate School of Science, Kyoto University
    • 風早 康平 KAZAHAYA Kohei
    • 産業技術総合研究所地質情報研究部門 The Institute of Geology and Geoinformation (IGG),Advanced Industrial Science and Technology
    • 森川 徳敏 MORIKAWA Noritoshi
    • 産業技術総合研究所地質情報研究部門 The Institute of Geology and Geoinformation (IGG),Advanced Industrial Science and Technology
    • 平島 崇男 HIRAJIMA Takao
    • 京都大学大学院理学研究科地質学鉱物学教室 Department of Geology and Mineralogy, Graduate School of Science, Kyoto University

Abstract

温泉起源流体としての変成流体を探索するために,西南日本の前弧域の中央構造線沿いに湧出する高塩分温泉において,温泉水や付随ガスを採取し化学・同位体分析を行った。その結果,和歌山と四国地域で採取した温泉水試料から,現海水や浅層地下水に比べて水素・酸素安定同位体組成の大きく異なる温泉を見出した。四国地域の温泉起源流体は,Li-B-Cl相対組成やHe同位体システマティクスから,続成流体の一つであることが確認された。一方,和歌山地域の温泉起源流体は,続成脱水流体とは異なるLi-B-Cl相対組成を示し,また高い<sup>3</sup>He/<sup>4</sup>He比を有していることから,大分平野で得られたものと同様,その起源が変成脱水流体にあると判断された。和歌山,大分の温泉起源流体と四国,宮崎のそれでは,付随ガスの化学組成において前者がCO<sub>2</sub>に富むのに対して後者はCH<sub>4</sub>に富むという明瞭な違いが認められ,また,和歌山と大分の付随ガスに含まれるCO<sub>2</sub>の大半が,沈み込み帯の火山ガスと同様に,海成炭酸塩に由来するものであることが示された。さらにこれら起源流体のLi-B-Cl相対組成は,続成脱水流体と火山性熱水流体のそれの中間的な値を示した。これらの結果は全て,和歌山と大分の温泉起源流体が,沈み込むフィリピン海プレートより脱水してきた変成脱水流体であることを示唆しているものと考えられた。

To identify of metamorphic dehydrated fluid as source fluid of hot spring water, we conducted chemical and isotopic analyses of water and accompanied gas samples collected from hot-spring wells along the Median Tectonic Line (MTL) in the forearc region of the southwestern part of Japan. As a result, we found the hot spring waters having anomalous δD and δ<sup>18</sup>O compositions as compared with modern seawater and shallow groundwater in Wakayama and Shikoku regions. Judging from data in relative B–Li–Cl composition and He isotopic systematics, the source fluid of the hot springs in Shikoku could be identified to be one of diagenetic fluids. On the other hand, the source fluid of the hot springs of Wakayama had different B–Li–Cl composition and higher <sup>3</sup>He/<sup>4</sup>He ratio in comparison with diagenetic dehydrated fluids and then the fluid was thought to be originated from metamorphic dehydrated fluid as well as Oita plain. There was another striking contrast between the source fluid of Wakayama and Oita and that of Shikoku and Miyazaki; accompanied gases by the former were rich in CO<sub>2</sub>, whereas those with the latter were rich in CH<sub>4</sub>, and CO<sub>2</sub> in the accompanied gases of Wakayama and Oita is mostly derived from marine carbonate like volcanic gases in subduction zones. Moreover, the Li–B–Cl compositions of them showed transitive values between the relative composition of diagenetic fluids and those of volcanic thermal waters. Consequently, the source fluid of hot springs in Wakayama and Oita was likely to be dehydrated metamorphic fluids released from the subducting Philippine-Sea plate.

Journal

  • Journal of Japanese Association of Hydrological Sciences

    Journal of Japanese Association of Hydrological Sciences 44(1), 17-38, 2014

    THE JAPANESE ASSOCIATION OF HYDOROLOGICAL SCIENCES

Codes

  • NII Article ID (NAID)
    130004545277
  • Text Lang
    JPN
  • ISSN
    1342-9612
  • Data Source
    J-STAGE 
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