著者

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

出版者

日本水文科学会

雑誌

日本水文科学会誌 (ISSN:13429612)

巻号頁・発行日

vol.44, no.1, pp.3-16, 2014-02-28 (Released:2014-05-28)

参考文献数

44

被引用文献数

13 20

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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。

著者

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

出版者

日本水文科学会

雑誌

日本水文科学会誌 (ISSN:13429612)

巻号頁・発行日

vol.44, no.1, pp.17-38, 2014-02-28 (Released:2014-05-28)

参考文献数

45

被引用文献数

2 3

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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。

著者

高橋 正明 風早 康平 安原 正也

出版者

日本水文科学会

雑誌

日本水文科学会誌 (ISSN:13429612)

巻号頁・発行日

vol.41, no.4, pp.133-139, 2011 (Released:2012-06-30)

参考文献数

23

著者

風早 康平 高橋 浩 森川 徳敏 高橋 正明 東郷 洋子 安原 正也 佐藤 努 岩森 光 田中 秀実

出版者

一般社団法人日本地球化学会

雑誌

日本地球化学会年会要旨集 2017年度日本地球化学会第64回年会講演要旨集

巻号頁・発行日

pp.35, 2017 (Released:2017-11-09)

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スラブに含まれる水は,間隙水(H2O)と鉱物水(OH)の2種類があり,前者は沈み込みに伴う圧密によりスラブから絞り出され,比較的低圧側で放出される.また,後者は温度・圧力の上昇とともに含水鉱物の分解により放出される.Jarrard (2003)やHacker (2008)により世界の沈み込み帯における水収支の見積もりが行われている.本講演では,まず,西南日本弧(フィリピン海プレート:南海トラフ)と東北日本弧(太平洋プレート:日本海溝)について,沈み込み帯における水収支について示す.そして,これらの地域の掘削井や温泉に含まれるスラブ起源水の化学的指標(Li-Cl-Br)を用いて,スラブ起源水の空間分布の特徴と沈み込み帯の構造の関係について議論したい.

著者

風早 康平 高橋 浩 佐藤 努 高橋 正明 大和田 道子 安原 正也 森川 徳敏

出版者

日本地球惑星科学連合

雑誌

日本地球惑星科学連合2018年大会

巻号頁・発行日

2018-03-14

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我々は2003年から阪神地域において,河川,水路等に現れる”赤水”の目視調査および水質調査を行っており,その分布の概要がわかってきたので報告する.”赤水”湧出の特徴として,比較的標高の高い六甲山麓部にも存在し,一部のものは石垣等から染み出している.これらは,ほぼすべて重炭酸型であり,pHが6-7の弱酸性のものが多くCO2が溶解していることを示唆する.”赤水”が赤褐色~オレンジ色を呈する理由は,湧き出し口でリモナイト(FeOOH)が沈殿することによる.この鉄は,地下水中にCO2があった場合に,岩石・鉱物が風化することにより地下水に溶解する.そして,浅所で酸化することにより赤褐色からオレンジ色を生じる.阪神地域では,地下から断層を通じて上昇する有馬型熱水が浅所でCO2を遊離し,気泡となったCO2が上昇し,浅層地下水を炭酸化すると考えられている.したがって,”赤水”の分布域は,有馬型熱水の上昇域に関連していると考えられる.”赤水”の分布が地下に伏在する断層と関連があるかどうか検討をおこなった.その結果,六甲,宝塚,須磨,仮屋沖(延長),芦屋,甲陽,西宮,伊丹の各断層と昆陽池陥没帯に関連づけられる”赤水”が存在していることがわかった.また,断層が存在していても赤水がほぼ見られない地域もあった.講演では,”赤水”調査の概要,産状を紹介し,詳細な分布・特徴について議論したい.

著者

風早 康平 安原 正也 佐藤 努

出版者

特定非営利活動法人 日本火山学会

雑誌

日本火山学会講演予稿集 1999.2 (ISSN:24335320)

巻号頁・発行日

pp.141, 1999-10-09 (Released:2017-02-10)

著者

中村 仁美 岩森 光 千葉 紀奈 中井 俊一 木村 純一 常 青 風早 康平

出版者

一般社団法人日本地球化学会

雑誌

日本地球化学会年会要旨集 2014年度日本地球化学会第61回年会講演要旨集

巻号頁・発行日

pp.238, 2014 (Released:2014-09-12)

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近年,我々は,初めて有馬温泉水中の希土類元素(REEs)の定量とともに,Sr-Nd-Pb同位体比組成を得ることに成功した(Nakamura et al., accepted).これは,低温(~500度)で脱水したスラブ起源流体の組成と河川水の混合で説明することができ,スラブ起源流体は非火山域であっても,構造線などの大断層沿いに上昇している可能性があることを示唆する.本研究では,溶存イオン種と濃度,軽元素同位体情報を基に,中央構造線沿いの有馬型温泉水を調査・採水し,標準添加法によりREEs組成を定量分析する.これらの結果に基づき,スラブ起源流体を含む有馬型温泉水の特徴が,非火山域である西南日本から,火山域も含む中部日本にかけて,どのように変化するかについて制約を与える.

著者

高橋 浩 風早 康平 高橋 正明 稲村 明彦

出版者

日本地球化学会

雑誌

日本地球化学会年会要旨集

巻号頁・発行日

vol.60, 2013

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トリチウムを指標として深部流体の化学組成を求めるための解析をシオワッカ、鹿塩、有馬・宝塚、津和野において実施した。推定された深部流体の化学成分は、どの地域もNa-Clが主要成分であるが、宝塚や有馬でCaに富み、津和野やシオワッカでMgに富む傾向があった。さらに、炭素成分にバリエーションが見られた。深部流体に特徴的な成分であるCO2、ClとH2Oについて見てみると、有馬、宝塚、津和野におけるC/Cl比はおおよそ一致し、H2Oとの比が変化している。全炭酸-Cl-Liの比では、有馬・宝塚の方が津和野よりもわずかに高いLi/Cl比を示すものの、非常に似た組成を示した。このことは、有馬・宝塚と津和野では共通した深部流体端成分を示唆し、トリチウムを含まない淡水による希釈の影響を示す。一方、鹿塩地域では、Li/Cl比も有馬・宝塚・津和野より高かった。これは、深部流体の上昇過程において、地層との反応が起きているためと考えられる。

著者

風早 康平 篠原 宏志

出版者

日本地質学会

雑誌

地質学論集 (ISSN:03858545)

巻号頁・発行日

no.43, pp.53-62, 1994-04-28

被引用文献数

3

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マグマの発泡は, マグマの物性に大きな影響をあたえる。特に0.1 wt%以上のCO_2を含むマグマは飽和圧力が2kbに達し, 10 km以浅では発泡している可能性がある。マグマから発泡分離した揮発性成分のCO_2/H_2O比は圧力依存性が非常に大きいため脱ガス圧力計として応用可能である。玄武岩質マグマでは1kb以上の高圧化でもCO_2の脱ガスにより無視しえないマグマの体積膨脹が生じること, H_2Oの脱ガスは100 bar以下の圧力下で重要なことがわかった。玄武岩質マグマは通常, 表層2-3 kmの地殻よりも密度が高いため, 浅所では浮力を持ちえない。したがって, 気泡の濃集等によりマグマのバルク密度が低下しないかぎり, 地表へ噴出することは難しい。伊豆大島の玄武岩質マグマの場合では, マグマ中のCO_2量が0.3 wt%以上含まれないと浮力を持てないことがわかった。マグマ溜り内でCO_2に富んだ気泡が上昇し, マグマ溜り上部に濃集すれば, マグマ溜りの一部はこの浮力を持つ条件が満たしうる。マグマ溜り内のCO_2が濃集したマグマだけが噴火し, 残りはマグマ溜り内に留まると推察される。噴火様式, 揮発性成分量および噴火時の噴出率等の関係を空気-水系などでこれまで得られている流動様式線図を用い考察した。空気-水系の流動様式線図を用い, ガス-メルト系に応用する際に, 粘性, 表面張力, 密度の違いを考慮した結果, 伊豆大島1986年噴火の様式変化を説明しうることを示した。

著者

風早 康平 安原 正也 高橋 浩 森川 徳敏 大和田 道子 戸崎 裕貴 浅井 和由

出版者

日本水文科学会

雑誌

日本水文科学会誌 (ISSN:13429612)

巻号頁・発行日

vol.37, no.4, pp.221-252, 2007-11-30 (Released:2009-03-27)

参考文献数

210

被引用文献数

8 9

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近年, 地下水研究においては, 流動プロセス, 水収支, 起源, 化学反応, 年代などの解明の目的で, トレーサーとしての環境同位体の利用が進み, 多くの手法提案もなされている。環境トレーサーのうちよく利用される1) 酸素・水素同位体, 2) 炭素同位体, 3) 希ガス, 4) 塩素同位体, 5) クロロフルオロカーボン類などについて, その利用手法および有効性についてレビューを行った。 用いる環境トレーサーが, 反応性のないものであれば, それは地下水が涵養されるときの情報を保持しうる。酸素・水素同位体やd値などは, 涵養の場の特徴応じてそれぞれ固有の値を持つ (標高効果, 内陸効果など) ことが知られているため, 地下水の涵養場の情報を得る上で強力なツールである。含炭素成分は反応性が高いが, 炭素同位体の利用により, その起源を知ることができ, それにより地下水系の中で生じる各種化学反応やガス付加のプロセスについての情報を得ることができる。放射性炭素については, 以前より地下水の年代測定に用いられてきたが, DICの起源について吟味した上で年代結果を論じなければならない。トレーサーとしての希ガスの利用は, その溶解度が温度に依存することから, 涵養時の温度の推定に用いることができる。放射壊変起源の4Heは, 地殻内部で生産され深層地下水系内に蓄積されてゆく。したがって, 4Heの蓄積率がわかれば, 非常に長い滞留時間の推定することができる。放射性塩素は~100万年といった非常に古い地下水の年代測定に用いられる。また, 1950年代に行われた核実験により生成されているため, それをトレーサーにして若い地下水年代にも応用可能である。クロロフルオロカーボン類は, 近年の工業利用により大気中に存在するようになったため, 地下水はその涵養時に溶解する。これらの成分は非常に高感度に濃度の測定ができるため, 若い地下水年代測定や深層地下水系への若い浅層地下水の混入・汚染などに応用される。 個々のトレーサーを用いた手法は, 非常に簡単な地下水系にのみ適用可能であるため, より複雑な地下水流動系の解明のためには, 複合トレーサーとして各種の成分を扱い, 年代や起源の異なる地下水の混合などのプロセスを明らかにしてゆく必要がある。複合トレーサー利用をした複雑系のシミュレーションによる地下水系の研究は現在, 非常に進展している分野のひとつである。

著者

宇都 浩三 風早 康平 斎藤 元治 伊藤 順一 高田 亮 川辺 禎久 星住 英夫 山元 孝広 宮城 磯治 東宮 昭彦 佐藤 久夫 濱崎 聡志 篠原 宏志

出版者

学術雑誌目次速報データベース由来

雑誌

地學雜誌 (ISSN:0022135X)

巻号頁・発行日

vol.110, no.2, pp.257-270, 2001

被引用文献数

7 13

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To understand the eruptive mechanism of the 2000 Miyakejima volcanic activity, we conducted intensive geological, petrographic, and mineralogical studies on the pyroclastics of the August 18 eruption. Volcanic ashes, which were rich in accretionary lapilli, covered most of the islands. Cauliflower-shaped bombs and lapilli were ejected along with accidental lava blocks. Black-colored angular scoriaceous particles with abundant vesicles 10 -100 μm in diameter are found among ashes, comprising about 40 wt. % of total constituents. These bombs, lapilli, and black ashes have identical bulk chemical compositions and constituent mineral compositions, suggesting a common origin. Existence of oxidized ashes and accretionary lapilli attached to a large flattened bomb and chemicallyreacted anhydrite particles trapped in the voids of bombs suggest that bombs were still hot and ductile when they were emplaced on the ground. We, therefore, conclude that the August 18 eruption was a phreatomagmatic eruption and cauliflower-shaped bombs and black ashes were essential magmatic materials. Significant SO<SUB>2</SUB> emissions from the volcano after August 18 also suggest convective upwelling of magmas to a shallower level beneath the volcanic edifice. We propose a magma-ascending model in which vesiculating magmas continuously ascend through the wall of subsided piston-like blocks.

著者

風早 康平 篠原 宏志

出版者

日本地質学会

雑誌

地質学論集 (ISSN:03858545)

巻号頁・発行日

vol.46, pp.91-104, 1996-09-20

被引用文献数

3

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噴火時に放出される揮発性成分は, 噴火時に重要な役割を果たすにもかかわらず, その揮発性の性質ゆえに, 噴火後岩石などに固定されないため, 長い間, その組成や放出量は不明であった。最近10年ほどの間に, 様々な顕微分析法は, メルトインクルージョンの揮発性成分濃度の測定を可能にし, 火山ガスの遠隔観測法(TOMSやCOSPEC)は, 噴火時あるいは非噴火時のSO_2放出量の直接測定を可能にした。観測された火山噴火時のSO_2放出量は, メルトインクルージョンのS濃度とマグマ噴出物量から推定される量よりも一桁から二桁も過剰である(過剰な脱ガス)ことが多いことが明らかとなった。この過剰なSO_2の脱ガスは, anhydriteの分解により生成したSO_2による, あるいは, 噴火前にマグマ溜りに存在していたSO_2を含む気泡によるなどの原因が考えられている。非噴火時の活火山から放出されるマグマ起源ガスは, その存在自体が過剰な脱ガスである。多くの火山で100-4000 t/d規模のSO_2の放出がみられ, 大量のマグマが非噴火時にも脱ガスしていることが示唆される。火山ガス放出量およびマグマの揮発性成分濃度を用い, 伊豆大島, 桜島, 薩摩硫黄島, 有珠, ストロンボリおよびエトナの各火山についてどの程度の量のマグマが脱ガスに関与しているのかを示した。いくつかの火山では, この規模のガス放出が1000年以上にわたり続いており, 大規模なマグマ溜りから継続的にガスが供給されていることを示す。非噴火時の脱ガス機構として, 火道内マグマ対流がマグマ溜りから未脱ガスマグマを火道上部に運搬し, マグマが効率的に脱ガスするというモデルを示し, 伊豆大島を例に検討し, この対流が玄武岩質マグマから流紋岩質マグマまで幅広く生じうろことを示した。長期にわたり生産された大量の脱ガスマグマは, 脱ガスにより結晶化が促進され, ガブロなどとして, 火山体下部に貫入しているものと推定された。

著者

加藤 完 高橋 誠 風早 康平 安藤 直行

出版者

特定非営利活動法人日本火山学会

雑誌

日本火山学会講演予稿集

巻号頁・発行日

vol.1989, no.1, 1989-04-06