熱力学と触媒のジャーナル
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概要

有馬型湧水群とそれに関連する湧水の起源

Hitomi Nakamura, Kotona Chiba, Qing Chang, Noritoshi Morikawa, Kohei Kazahaya and Hikaru Iwamori

南西日本の関西地方の非火山性前弧地域に湧き出る湧水に含まれる希土類元素（REE）を調査し、湧水の湧出過程と深部の起源を評価した。REEデータの主成分分析により、サンプル分散全体の89%をカバーする3つの主成分（PC）が特定された。（1）PC-01は、以前はδ18O-δD系統図を含む主要な二成分系溶質トレンドで表されていた、低濃度で流体が導入される希釈過程に対応する。（2）PC-02は、塩水からのREEの沈殿過程である。（3）PC-03は、炭酸酸性によって母岩からREEが取り込まれる過程であるが、母岩の種類も湧水の組成に大きな影響を与える可能性がある。これら 3 つの PC と、これまでの研究で決定された主な溶質濃度、水素、酸素、ヘリウム同位体組成に基づき、有馬および紀伊地域の湧水は (i)「淡水泉」、(ii)「金泉」、(iii)「通常の有馬」、(iv)「銀泉」、(v)「東部紀伊」の 5 つの異なるタイプに分類されました。これらの 5 つのタイプは、(ii) 深層塩水、(iii) 希土類元素を含む鉱物を沈殿させた進化した深層塩水、(iv) (iii) と天水の混合物、(v) (ii) 由来の深層ガスによって炭酸化された天水、(i) (v) に類似しているが、帯水層を構成する母岩の影響がより顕著な湧水を表しています。有馬および紀伊地域の湧水を比較すると、体系的な地理的分布が明らかになりました。 「普通有馬型」は中央構造線に沿って発生し、「東部紀伊型」は紀伊地域東部で発生します。後者は深部低周波微動が観測される限られた領域で湧昇しているようです。地理的分布は、地殻構造や流体の湧昇の時間的変化に関連していると考えられます。