日本水文科学会誌
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44 巻 , 1 号
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巻頭言
特集 シンポジウム「地殻流体研究に果たす水文科学の役割(2)」
論文
  • 風早 康平, 高橋 正明, 安原 正也, 西尾 嘉朗, 稲村 明彦, 森川 徳敏, 佐藤 努, 高橋 浩, 北岡 豪一, 大沢 信二, 尾山 ...
    2014 年 44 巻 1 号 p. 3-16
    発行日: 2014/02/28
    公開日: 2014/05/28
    ジャーナル フリー
    近年のHi-netによる地震観測網により,我が国の沈み込み帯における地殻・マントル中の熱水流体の不均質分布による三次元地震波速度構造の異常や深部流体に関連する深部低周波地震の存在などが明らかになってきた。地球物理学的な観測結果に基づく岩石学的水循環モデルは,固体地球内部の水収支を定量化し,滞留時間の長い深層地下水中には検出可能な濃度でスラブ脱水起源の深部流体が流入していることを示す。また,内陸地震発生における深部流体の役割も,近年重要視されている。モデルは主に地球物理学的観測やシミュレーション等の結果に基づいたものであるため,地球化学的・地質学的な物質科学的証拠の蓄積はモデルの高度化にとって重要である。そこで,我々は西南日本の中国–四国–近畿地方において深層地下水の同位体化学的特徴の検討を行い,地下水系に混入する深部流体の広域分布について明らかにした。その結果,マグマ水と似た同位体組成をもつ深部流体,すなわち,スラブ起源深部流体のLi/Cl比(重量比)が0.001より高いことを示した。Li/Cl比は,天水起源の淡水で希釈されても大きく変化しないことが期待されるため,深部流体の指標に最適である。Li/Cl比の広域分布は,スラブ起源深部流体が断層・構造線および第四紀火山近傍で上昇していることを示した。また,深部低周波 (DLF) 地震が起きている地域の近傍に深部流体が上昇している場合が多く見られ,DLF地震と深部流体の関連性を示唆する。
  • 網田 和宏, 大沢 信二, 西村 光史, 山田 誠, 三島 壮智, 風早 康平, 森川 徳敏, 平島 崇男
    2014 年 44 巻 1 号 p. 17-38
    発行日: 2014/02/28
    公開日: 2014/05/28
    ジャーナル フリー
    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3He/4He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CO2に富むのに対して後者はCH4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CO2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。
総説
  • 濱 克宏, METCALFE Richard
    2014 年 44 巻 1 号 p. 39-64
    発行日: 2014/02/28
    公開日: 2014/05/28
    ジャーナル フリー
    放射性廃棄物の地層処分および関連する研究開発において,地質環境調査の一環として実施される地下水の年代測定手法についてレビューを行った。対象としたプロジェクトは,日本,フィンランド,スウェーデン,ベルギー,イギリス,ドイツ,フランス,スイス,カナダおよびアメリカで実施されているプロジェクトである。調査対象の岩種は,花崗岩,石灰岩,岩塩などであり,それらの岩盤中を流動する地下水の年代測定事例を収集した。その結果,年代測定にあたっては,単一の物質や核種を利用せず,複数の手法を組み合わせ,比較しつつ考察することが重要であることが示唆される。
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