2008 年岩手 ･ 宮城内陸地震の震源地周辺における温泉の主要成分
板寺一洋＊・原田昌武＊・小田原啓＊・代田寧＊

Major ion component of Hot Springs around the epicenter of the Iwate-Miyagi Nairiku Earthquake in 2008by＊Kazuhiro ITADERA , Masatake HARADA ＊ , Kei ODAWARA ＊ ,Yasushi DAITA ＊１．はじめに2008（平成 20）年 6 月 14 日、8 時 43 分ごろ、岩手・宮城県境付近を震源とするマグニチュード（以下、M）7.2 の地震が発生した。気象庁によれば、震源の位置は
北緯 39 度 01.7 分、東経 140 度 52.8 分、深さは 8km であった（図 1）。
この地震により、岩手県奥州市と宮城県栗原市で震度6 強、宮城県大崎市で震度 6 弱の揺れを観測し、宮城県栗原市や岩手県一関市を中心に、人的・物的に大きな被害が発生した（消防庁）。気象庁は、この地震を ｢ 平成20 年（2008 年）岩手・宮城内陸地震 ｣（英語名：TheIwate-Miyagi Nairiku Earthquake in 2008）と命名した。
今回の地震の発震機構は西北西 ― 東南東方向に圧縮軸を持つ逆断層型で、地殻内の浅い地震である（地震調査研究推進本部、2008）。地震を引き起こした断層モデ
ルについては、さまざまな推定が試みられている（たとえば国土地理院、2008）が、地盤の圧縮が卓越し、かつ活火山（栗駒山、鬼首、鳴子）に隣接する地域の活断層により引き起こされたという点から、箱根火山に近接す図１るエリアで発生する可能性が指摘されている神奈川県西調査対象地域。☆は本震の震央、●は主要な温泉地を示す。

部地震との類似性があると考えられる。
温泉地学研究所では、地震・地殻変動観測とともに、現地調査に先立ち、すでに地震前後の温泉変動につい地震に関連して温泉や地下水に現れる異常変化についてての調査を進めていた東北大学地学教室、大槻憲四郎教も情報収集を進めている。図 1 に示したとおり震源地の授から情報提供を受けた。これと調査期間および被災地周辺には、多数の温泉地が分布しており、これらの温泉への立ち入り可否の状況とを併せて考慮し、調査対象源地の一部源泉において、地震前に温度の上昇や湯量の増泉を選定した。調査対象とした源泉の位置を図 2 に示し加が観察されていたことが、一部新聞により報道された。

た。

これを受け、2008（平成 20）年 7 月 24 日から 26 日にかけ、採水調査の対象としたのは宮城県大崎市の 4 源泉

震源域周辺の源泉を対象とした聞き取り調査および採水（No.1 ～ 4）
、同栗原市の１源泉（No.5）、岩手県一関市調査を実施したので、本稿では、その結果の一部についの１源泉（No.6）である。このほかに、宮城県大崎市のてまとめた。

源泉（間欠泉、No.7）について聞き取り調査を、また、その付近の自噴井戸（No.8）について採水調査を行った。

２．調査対象井戸の選定と調査内容

採水試料は研究所に持ち帰り、鉱泉分析法指針に沿って* 神奈川県温泉地学研究所 〒 250-0031 神奈川県小田原市入生田 586
報告，神奈川県温泉地学研究所報告，第 40 巻，59-64，2008．

ており、No. １と 4 も自噴はしていないものの静水位が地表付近にある（聴き取りによる）ことから、いずれも高い被圧状態にあると考えられる。
これらの源泉のうち、No.1 では本震発生前日に、また No.3 では本震発生の十日ほど前から、湯量が増加したことが観察されている。
また。No.2 と 4 では、地震後に湯量の増加が観察されている。
宮城県栗原市の源泉（No.5）の深度は 800 ｍで、調査源泉中では最深であるが、源泉温度は約 42℃（聴き取りによる）、電気伝導度は 148μS/cm と調査源泉中では最も低く、泉質は単純温泉であった。この源泉は、大規模な地すべりが発生した荒砥沢ダムの近傍に位置しているが、地震前後に湯量や温度の異常は観察されていない。
岩手県一関市の源泉（No.6）の温度は 64.4℃、電気伝導度は調査源泉中では最も高く、泉質はナトリウム－塩化物・硫酸塩泉であった。この源泉の直近で、橋梁が崩落する被害を生じたが、地震前後に湯量や温度の異常は
図２

調査対象源泉の位置

長方形で囲んだ領域はＧＥ観察されていない。

ＯＮＥＴデータに基づき国土地理院が推定した

参考のため訪れた間欠泉（No.7）では、今回の地震震源断層モデルの投影、ハッチをかけた領域は、前後の異常は観察されていない。その近傍の自噴井戸

中村・前田（1959）による鳴子・中山平湖成層（No.8）の詳細は不明だが、温度が 23.2℃、電気伝導度の主な分布域を示す。

が 283μS/cm と、地下水としては高い値であった。

成分分析を行った。

４．温泉成分の分析結果

温泉法では、温泉を公共の浴用、又は飲用に供する者

調査対象源泉において今回採取した試料の成分分析結には、登録分析機関による定期的な温泉成分分析と、そ果（以下、今回の結果）を、それぞれの源泉における直の結果に基づく温泉成分の掲示が義務付けられている。

近の成分分析結果（以下、前回の結果）と併せて表 2 に今回採水調査の対象とした源泉においては、平成 5 ～示した。なお、今回の分析では、現地で採取した試料を17 年の間、それぞれ１回ずつの成分分析を実施してお研究所に持ち帰り、分析を実施するまで時間を要した関り、源泉所有者から、そのデータの提供を受けた。これ係で、遊離硫化水素の分析を行っていない。

らの結果は 6 月 14 日の地震発生直前の状況を示すもの

K ＋、
表 2 に掲げたデータのうち主要な陽イオン（Na ＋、ではないが、今回の採水試料の分析結果との比較を行っCa ２＋、Mg ２＋）および陰イオン（Cl-、SO42-、HCO3-）のた。

濃度により、ヘキサダイヤグラム（図 3）、トリリニアダイヤグラム（図 4）を作成した。2 時期のデータがあ３．現地調査の結果

る源泉について、図 3 では ｢ 前回の結果 ｣ と ｢ 今回の結現地調査の結果として、源泉の状況、現地測定による果 ｣ とを上下に並べ、図 4 においては、｢ 前回の結果 ｣温度・pH・電気伝導度、直近の分析結果による泉質名、を小さい凡例で、｢ 今回の結果 ｣ を大きな凡例で、それ聴き取りの結果等を表 1 にまとめた。

ぞれ示した。

宮城県大崎市の 4 源泉のうち No.1 と 2 はナトリウム宮城県大崎市の 4 源泉（No.1 ～ 4）については、陽イ－炭酸水素塩泉であり、No.3 と 4 は含硫黄－ナトリウ、陰イオンでは HCO3- が代表的
オンでは Na+（＋ K ＋ ）ム－炭酸水素塩・硫酸塩泉であった。温泉温度は 53.3な成分であり、さらに、No.1、3、4 では SO42- が陰イオ～ 80.8℃と高温で、鳴子火山の影響を受けているものとン全体に占める割合も高くなっている。前回と今回の結推察される。電気伝導度は 1200 ～ 1900μS/cm であり、果を比較すると、No.1 では今回の濃度の方が若干高く、最も高温の No.1 は、電気伝導度も高い値であった。源No.2 では今回の濃度の方が低くなってものの、図 4 に泉の深度は 94 ～ 580 ｍと様々だが、No.2 と 3 は自噴しおいては、前回と今回の結果を示す点は僅かにずれてい表１

対象源泉等の現地調査結果

るに過ぎないことから、2 回の結果に明らかな違いがあNo.1 ～ 4 も HCO3-、（SO42-）を主要な溶存成分としているとは判断できない。

ることから、鳴子・中山平湖成層を温泉貯留層とする温宮城県栗原市の源泉（No.5）の泉質名は単純温泉であるが、陽イオンでは Ca２＋、陰イオンでは SO24泉を採取していると考えられる。

が、そさらに、中村・前田（1959）によれば、鳴子・中山平れぞれ代表的な成分であった。今回の調査対象とした他湖成層の主な分布域は、鳴子温泉から川渡温泉にかけての源泉と比較して、濃度自体は１オーダー程度低い（図の地域を中心とした東西、南北それぞれ数 km の範囲で3）。前回に比べて今回の方が濃度は低くなっており、かあり、今回の地震断層の南近傍に相当する（図２）。ま3つ、陰イオンに占める HCO の割合が増加している（図た、この湖成層の特徴として、層理を示す礫岩と泥岩か４）が、この原因については不明である。

らなり，浮石質凝灰岩を頻繁に挾むことが述べられてい岩手県一関市の源泉（No.6）については、陽イオンで-＋2-る。こうした構造は、地下水にとっての加圧層と被圧帯は Na 、陰イオンでは Cl および SO4 が、それぞれ代水層との重なりに相当するので、源泉 No.1 ～ 4 がいず表的な成分であった。前回と今回の結果を比較すると、れも高い被圧状態にあったことも、これらの源泉が鳴子・濃度・主要イオン組成とも概ね変化していないと判断さ

中山平湖成層を温泉貯留層としていることを支持していれる。

る。
＋自噴地下水（No.8）は、陽イオンでは Na 、陰イオ-ンでは Cl および SO

24が代表成分であり、源泉に比べて成分濃度自体は低かった。

源泉状況の確認は感覚に拠るものであり、その方法や頻度が源泉所有者によって異なっているため、今回の聴き取り結果をもとに、地震発生との関連などについての定量的な議論をすることはできない。しかしながら、聴５．地震に関連した温泉の異常についてき取りを行った源泉所有者は、いずれも日常的に源泉の今回調査対象とした源泉のうち、地震前後に湯量の変状況に細かく気を配っていることから、地震の発生前に化が観察された源泉（No.1 ～ 4）が所在する、鳴子温泉｢ 湯量が 1.5 倍に増加した（No.1）｣ とか ｢ 自噴高さがから川渡温泉にかけての地域の温泉について、中村・前上昇した（No.3）｣ といった具体性のある聞き取り結果

田（1959）は、鳴子火山の基盤を構成する第三紀の鳴子・には信頼性があると考えられる。

中山平湖成層を湧出母岩（温泉貯留層）としていること、4 章で述べた結果から、地震に関連した泉質の変化が湖成層に含まれるガス水と潟沼（鳴子火山のカルデラ湖）無かったものとすれば、温泉に熱や成分を供給している-からの酸性地下水の影響を受け HCO3 および SO24で特機構自体は影響を受けていなかったこととなる。一方、徴づけられることを報告している。上述のとおり、源泉

地震前に観察された現象は、どちらも被圧地下水の水位

表２

対象源泉等の成分分析結果が上昇したことを示唆している。被圧地下水の水位は体積歪計として扱える（小泉ほか、2004）ので、温泉貯留層の体積歪のみが増大したことになる。温泉貯留層となっている鳴子・中山平湖成層は、地震断層の南近傍の限られた領域に分布していることから、地震発生に関る応力変化の影響が表れた可能性が考えられる。
地震発生後については、｢ 温度上昇（No.2）｣ や ｢ 湯の濁り（No.3）｣ などが観察されている。これらについては、地震発生により温泉貯留層が何らかの影響を受けた可能性のほか、地震の揺れの直接的な影響により、源泉を含む温泉ゆう出経路（人為的に構築された温泉の通り道）が損傷するなどの異常が生じた可能性なども考えられる。

謝辞
本調査を実施するにあたり、東北大学地学教室、大槻
図３

調査対象源泉の主要成分組成を示すヘキサダイアグラム

図４

調査対象源泉の主要成分組成を示すトリリニアダイアグラム憲四郎教授からは源泉に関する情報を提供していただき

化学的手法の役割、地質ニュース、596、11-16．

ました。調査対象とした源泉所有者の皆様には、快く調

国土地理院 （2008） 平成 20 年（2008 年）岩手・宮城査に協力していただくとともに、成分分析データを提供

内陸地震に伴う地殻変動（第 2 報）
、平成 20 年 6 月していただきました。以上の方々に心より感謝申し上げ

18 日発表資料ます。

中村久由、前田憲二郎 （1959） 宮城県鳴子・川渡・中山平温泉について、地調月報、10、3、227-235．

参考文献

消防庁 （2008） 平成 20 年（2008 年）岩手・宮城内陸地震（第 74 報）

小泉尚嗣、高橋誠、松本則夫、佐藤努、大谷竜、北川有
一 （2004） 地震予知研究における水文学的・地球