地下深部のマグマ・高温流体等の調査技術

Development of research technique for the activity of magma and high-temperature fluid in the deeper part beneath the Japan arcs

二ノ宮 淳; 根木 健之; 梅田 浩司

Ninomiya, Atsushi; Negi, Tateyuki; Umeda, Koji

将来に渡って安定な地質環境を選定する際には、地表における第四紀火山の存在の確認のみならず、地下の潜在的なマグマや人工バリアに影響を及ぼすような熱水等の存在の有無をあらかじめ確認することによって、その信頼性がさらに高まるものと考えられる。そのため、原子力機構では、(1)地震波トモグラフィー,(2)地磁気・地電流法(MT法),(3)温泉ガスの希ガス同位体測定等から得られた地球物理学及び地球化学データを用いた総合的な解析手法の整備を目指している(地下深部のマグマ・高温流体等の調査技術全体計画(A)-(3)-2-1)。このうち、MT法では、鳴子火山,飯豊・朝日山地等の事例研究を通じて、内陸部おける二次元MT法技術の適用性(分解能,適用条件等)について検討を行い、一般的に考えられるマグマ溜りの大きさ(数km),深度(10km以深)の低比抵抗体を検出できることを確認した。また、市街地での人工ノイズを従来の1/3まで低減できる新たなスタッキング技術を開発した(特許出願中)。一方、沿岸域などでは、比抵抗の低い海水の存在によって、解析結果に影響を及ぼす可能性が指摘されている。このため、今回、沿岸域(能登半島)を事例として、二次元解析に及ぼす海水の影響をフォワードモデルによって検討した結果、海岸線からおおむね10km以内では、解析結果に著しい影響を及ぼすことがわかった。さらに、既存の解析コードによる計算した三次元比抵抗構造は、地表の地質の分布や重力構造と調和的であり、当該解析手法の有効性が示唆される。

Although there is no evidence of volcanism in the Noto Peninsula since the late Miocene, the peninsula has long been known to be atypical of non-volcanic regions, as indicated by the presence of high-temperature hot springs. In order to provide geophysical constraints on the heat source for the hydrothermal activity, the wide-band magnetotelluric soundings were carried out. A three-dimensional interpretation throughout the Noto Peninsula illustrated gnessises and granite of Paleozoic and Mesozoic age, as resistive zones extended the upper to middle crust. The low helium isotopic compositions of 12 gas and water samples indicate high crustal contribution. These results suggest a plausible heat source for high-temperature hot springs in non-volcanic regions is radiogenic heat production within the lithosphere.