[S-CG59] 地殻流体と地殻変動

[SCG59-P02] 九州南部の温泉水・湧水から得られた地殻活動に関連する地球化学的シグナル

*石谷 祐昌¹、北村 有迅¹、川端 訓代²、児玉谷 仁¹、高橋 浩³、森川 徳敏³ (1.鹿児島大学理工学研究科、2.鹿児島大学総合教育機構共通教育センター、3.産業技術総合研究所　活断層・火山研究部門)

キーワード：ラドン、布田川断層、日奈久断層、温泉

1.はじめに
日本は多数の温泉を有しており, それらをはじめとした地下水には多様な成分が溶存している. その成分を用いて地下の状況や地下水に関する議論が数多く行われてきた. その例として溶存ラドンを用いた断層活動及び地質に関する研究や溶存イオン, 各種同位体比を用いた水の起源に関する研究などがあげられる. 本研究は熊本県八代海周辺と鹿児島県で温泉水または湧水のサンプリングを行い, それらをもとに九州南部の地質帯及び断層などの地質構造と地下水の関係を明らかにすることを目的とした．

2.方法
熊本県八代海周辺と鹿児島県全域の温泉で広域的にサンプリングを行った. サンプルはなるべく大気が混入しないように注意しながらサンプリングを行い, 基本的に研究室に持ち帰った. その後溶存ラドンと溶存イオンについては大学にて分析を行い, 水素及び酸素の安定同位体については外部機関に依頼をして分析を行った. ただし, 一部サンプルについては, 国立研究開発法人産業技術総合研究所にて分析を依頼した.

3.結果と考察
水素及び酸素同位体比は大部分が天水線の近傍に位置しており, 基本的には天水起源であった. しかし八代海の北側に位置するいくつかのサンプルでは酸素同位体比が大きくプラス方向にシフトしており, 安山岩マグマ起源流体の混入が示唆されたことがわかる. 主要溶存イオンでは基本的に地域的もしくは断層毎に特徴が見られたものの, 同位体比と同様に八代海の北側のサンプルでは特異的なものも見られた. これらのサンプルはLi^-/Cl^-を用いたマグマ起源水を含む深部起源流体の指標(風早ほか, 2014)も超えているものが見られることから, 流体もしくはガス成分が日奈久断層帯や布田川断層帯を流路としていることが示唆される. ラドン濃度を見た場合, 多くのサンプルで地質の影響が強くみられ, 特に花崗岩帯では周囲と比較して非常に高い濃度を示していた. これは先行研究(例；歳弘ほか, 2019)と調和的である. そしてそれらの花崗岩を起源とした地下水の流路の推定にも活用できる可能性があることが考えられる. 一方で八代海周辺エリアでは地質との関係以外にも, 日奈久断層帯周辺で著しく高濃度のサンプルも複数見られた. 特に日奈久断層八代海区間近傍であることやそのほかの分析結果も踏まえると, 断層破砕帯などによる影響の可能性が考えられる.

4.引用文献
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 洋一・大和田 道子・塚本 斉・堀口 桂香・戸崎 裕貴・切田 司 (2014) : 西南日本におけるスラブ起源深部流体の分布と特徴, 日本水文科学会誌, 44, 3-16
歳弘 克史・藤原 美智子・畠中 啓治 (1996) : 山口県における地下水中のラドン濃度, 山口衛生研業報, 17, 22-25