仙岩地熱地域澄川のSN-7D井は,わが国で最も生産能力の高い地熱井の1つである。地熱流体は主として坑底付近のトーナル岩中のフラクチャーに胚胎しており,その付近から得られたコアには,ヒールされたフラクチャー沿いに多量の流体包有物が見られる。この流体包有物中には,高塩濃度と低塩濃度の流体が捕獲されている。均質化温度を考慮すると,前者は古い時代の流体,後者は現在の地熱流体を捕獲したものと考えられる。現在の地熱流体に対比される流体は,このほかいくつかの深度で熱水性の方解石・硬石膏・ワイラカイト中に捕獲されている。これらの流体の捕獲温度は,現在の地温とよく一致するが,一部の流体包有物中には,冷たい流体がフラクチャーに沿って流入した痕跡も認められる。またケーシングのはいっていない深部では,検層温度よりも低塩濃度の流体包有物の均質化温度の方が,掘削前の地温をより正確に表わしている。

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For soil gases from the Doroyu-Kawarage geothermal field in northern Japan, the concentrations of Rn, H₂, CH₄, CO₂ and rare gases (He and Ne) together with isotopic ratios of CO₂ and He (δ ¹³C of C0₂ and ³He/⁴He) were measured. In presently developing geothermal field to the northern part of Doroyu fault, Rn concentrations of soil gases are clearly higher than those to the southern part. On the other hand, the distribution of low δ ¹³C values (-20∼-24‰) corresponds to that of Sanzugawaformation.This formation contains the organic matter underlying only to the northern part of the fault. However, higher δ ¹³C values to the northern part, coexist with high concentration of H₂. Soil gas samples from Kawarage and Doroyu geothermal manifestations contain high concentrations of Rn, H₂ and CO₂, and the δ ¹³C values also are extremely high. Therefore, it is inferred that CO₂ derived from a deep-seated geothermal system are added to those originated from organic matter in the Sanzugawa formation. These data indicate that the δ ¹³C values of CO₂ can be useful in geothermal prospecting in addition to information provided by H₂ measurement. Soil gases from Kawarage and the vicinity do not give the high Rn concentrations, in spite of the high Hg concentrations. Such a fact may give the information on the alteration by the secondary hydrothermal water without U and Th, which is originated from the vaporization of deep-seated geothermal water. Furthermore, the ³He/⁴He and ⁴He/²⁰Ne ratios of Kawarage fumarolic gas are 9.5×10^-6 and 180, respectively, indicating that the He is originated from magmatic gas. This fact is consistent with a consideration that the heat source of this geothermal field is the magma of the neighboring Quaternary volcanos such as Mt. Takamatsudake and Mt. Kabuto.

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本論文は多孔質体内の水―水蒸気流れにおけるトレーサー解析について述べたものである。実験は373K以上の恒温槽に水平に浸したガラスビーズ充填層を用いて行った。水は一定の圧力勾配のもと充填層に注入され,周井から熱を受け,一部は蒸発する。温度および流れが定常状態に達した後,注射器を用いてトレーサー(約5%のアンモニア水溶液0.5cm³)を数秒間注入する。このトレーサーは充填層内において水の沸騰に伴ってアンモニアガスとして気化し,水蒸気と共に充填層より流出する。出口における水蒸気中のNH₃濃度を数分毎にガスクロにより測定する。得られたトレーサー応答は沸騰条件下の水―水蒸気流れにおける物質移動を表現する数学モデルにより解析される。その結果,以下の結論が得られた。 (1)新たに提案した数学モデルは沸騰を伴う水―水蒸気流れにおけるトレーサー応答をほぼ表現する。(2)本モデルにより多孔質体内における水相の沸騰開始点を推定できる。(3)その推定位置は実験的に求められたものと一致する。

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