防災科学技術総合研究報告

1966年3月

第8号

551．21（521．26）

箱根大涌谷の噴気ガス の特性
高橋清・伊藤川郎

地質調査所壮術部地球化・課

前田憲二郎

地質調査所技術部化戸一課
G㊤ocllemica1Imestigation
atBy

Kiyoshi

oft11eOw8k1ldani，Hakone

T8k8h88hi，ShiroItoh

Fum趾olicGases

Volc3mo
8ndKemjiro

M8ed8

α010幽〃∫〃〃θツび力力舳，τ0妙0

Abstr8ct
It

has

been

general1y

theS02／H2S

ratiosthecontentsof

In

Owakudanicomposed
70−m
andof

H2anddepth）wherefrom

with

are

chemicaltheHC1decrease

area，therestudies

increases

withofdecreasing

fumaro1icand

H2S，andscarcely

containS02andHCl，except

at

the

contains

notC02andH2S，butalso

onlygases，suchasactivity

fumarolicofatShowashinzan，thatgases，whereas

temperature．

fumaro1es

gas

andoftemperature

many

C02andboringho1es．Almost

all

the

fumaro1ic

aremainlyA−2（boring

ho1e，highof

fumaro1e

considerab1ygases

amounts

S02

HC1．

These

data

Mostoftheconsidered

that

the

noticedincreaseshow

enrichment

Theseasonal

that

the

C02−H2S
thisofN29ases

nuctuation

becomeshighertionof

H2S／C02ratio

1．

まえがき

in

gases

gases

enrichment

H2and

H2S／C02ratiothe

fumarolictype

iscaused

in

hotof

chemicalinrainysomeatshow

Owakudani

abnorma1ly
byspringthethansti11incontents

contaminationwater

iscompositions

seasonarehighiningases

stateofof

similarly

dry

aof

H2for

springfairly

their

water

andstrong

activity．

temperatures．
surfaceItiswater，andexp1ained．

isseason；thisconsiderab1y1arge．Foriscontrary

totheexample，thegeneralHuctua・volcanoes．

どの外的な影響により地すべりが頻発している．すなわ

火山性地すべりは，いわゆる第三紀地すべりや破砕帯

ち最近では昭和28年7月26日早雲山に発生した大地すべ地すべりなどとは異なり，現在さかんに活動している噴りが最もよく知られている．この地すべりは梅雨後数日気および温泉により変質生成した大規模な粘土帯の存在を経ないで起ったもので，要因とLては大規模な変質粘や複雑な地すべり面の存在などの要因がからみあい，そ土帯の存在で，これに長期にわたる相当量の降雨のための地すべり発生機構は非常に複雑である．に中立応力の発生や粘土の物性の変化，噴気ガスの異常

箱根の大涌谷，早雲山では現在でもさかんに噴気，温噴出などが伴って起ったと考えられている．

泉が活動し，これに伴う岩石の変質，粘土化が行なわれ，この研究は上述Lたように箱根大涌谷，早雲山地域の規模の大小のちがいこそあオ／，降雨あるいは群発地震な火山性地すべり発外に密接な関係のある噴気ガスの特性

一13一

火山性地すべりの発生機構および予知に関する研究（第2報その2）防災科学技術総合研究報告第8号1966を明らかにし，また降雨量や温泉湧出量＊の変化と噴気ガそれゆえ噴気ガス組成の測定は定期的に行なっている．

ス組成との関係および地すべりの発生時期との関連性を

2．大涌谷の噴気の状況検討する目的で，主として大涌谷で行なったものである．

大涌谷地域では一般に東尾根の西斜面に多くの過去の

図一1噴／気孔分布図

X自然噴気
＊

●測定噴気

降雨量，温泉湧出景の測定は，箱根温泉供給株式余ネ十の手により行なわれ好意的にデータの供ケを受けた。

一14一

箱根大涌谷の噴気ガスの特性一高橋・伊藤・前田
地すべりの跡を残し・山頂部近くでは半月形の滑落崖が吸収管および100m1の2口注射筒を按続して行なつた．

みられ，滑落斜面および下部の変質粘土帯に多くの噴気水蒸気の定量にはガス吸収管を使用せず［Fl：松211注射筒孔群が活動している・この地域の本総合研究での区分にに接続し，またアルカリ溶液に吸収されないガス（水素，従えぱ噴気の状況は北部より次の通りである．

窒素，ヘリウムおよびメタソ箏）を測定するためには苛D地区：川積土が厚／かぶ州気の棚はみらオ、な性ソーダの濃溶液を満したガスビニし一レット巾に噴気ガ

し・．

スを押しこみ，ガスの大部分を占める水〜1」ま気，炭酸ガス，C地区：舳孔群は主として下部の変質粘土帯に分布

可匝硫酸ガスおよび硫化水素をアルカリに吸収させた後，しており・また混泉造成のための約10本の試錐孔があアソプルに導き実験室に運んだ．

る．現在ではいずれも地下水を注ぎこみ温泉造成に利用

噴気ガス凝締水の採取はガスを捕集瓶に迦し，これをしているため90〜98Tの湿潤蒸気を咄一咄している．こ水で冷ムllして種々の成分の分析・に供した．の地区はかつては最も吹気活動の激しかった地区である

3．2分析法が理在は変質粘土が帽岩となったためか活動中心を漸次

水蒸気：2口注射筒によ胸のB地ヌ1に移動している．蜥孔および試錐孔には地）噴気ガスの吸引と排気を紳り返し・ガラス管から注射筒までが100．C近くなり注射ド水を注ぎこ入また人ノ洲呈入も著るしいのでガス．洲

筒内の凝縮水を排除した状態で，注射筒ガス排川□を閉の採取は困難であ一一。た．このため噴気ガスの測定は1ケ

じ注射筒を100m1の〔盛線まで拡げた後，気温まで放冷所参考のために行なったにすぎない．

する．そして注射筒に溜った水の容積を測宥ビベットでBおよびA地1ヌ1：過ムに最辻、劣くの地すべりをおこし測定し・，注射筒内のガスの粋積とから1映気ガスlllの水燕た地1×1で，1り頂部近くには人きな淋落崖を残している．

気とガスとの割合を算出した．

I焔孔群は滑落斜面の相当．卜部から・ド部に放在L大亨繭谷

アルカリに吸収されるガス，酸素およびそ0）他のガス：の沢底にも盛に活動しており，B地1×1で特に著るしい．

気温まで江射筒内で放冷したガスを水銀を満たしたガス

1武錐孔はこれらの地Kでは地すべり防11二対策としてガスビューレット中に一定量導き，これに苛性ソーダ濃溶液抜きのために斜面から下部にかけて約100本実施されたを加えて良く振り，その時のガス容積量の減少をアルカが，理在では約10本が孔口温度98〜153Tの噴気ガスをリに吸収されるガス（炭酸ガス，亜硫酸ガスおよび硫化噴出している．これらの地区で定期観測のために数本の水素）とした．

1試錐孔および噴気孔を選び測定を行なった．

次にピロガロール溶液を加えて良く振り，ガス容積量

EおよびF地1メ1：A・B，C，D地区の沢の対岸にf、乞置の減少を酸素とし，残ガスをその他とした．

し変質岩礫の崩落地帯で急崖をなし噴気活動は全くみら

亜硫酸ガスおよび硫化水素：気温まで注射筒内で放冷れなし・．

したガスを一定容量苛性ソーダ溶液中に通L定容（100G地K：冠嶽の南の沢に当り多数の大きな転石の赦在m1）とし，これより20m1分取し塩酸（1：1）を数滴加する急斜面の中に多数の噴気孔群がみられ，五右衛門地

えて酸性にしN／1O沃ド溶液を10m1加えた後チオ硫酸嶽などがある・吠気孔群は大部分沢の中に分布し沢水中から地獄

ソーダ規定液で滴定し，硫化水素と亜硫酸ガスの合量とをなして噴出している．この地区での噴気ガ

スは・流水あるいは地下水の影響を強く受けている典型として測定した．噴気孔群は下部より次第に上部に移動してし・る．

H地区：比較的平担な変質粘土帯で過去には噴気活動が行なわれた形跡があるが現在では全く活動していな

する．

ふたたび20m1分取し酢酸カドミウム溶液を加えて硫化カドミウムの沈澱を作りこれを塩酸で溶解しつつN／10沃ド溶液10m1を加えてチオ硫酸ソーダ規定液で滴定し硫化水素とした．亜硫酸ガスは合量より硫化水素を差引いた量とした．

し・．

その他のガス：アソプルを実験室に持ち帰り，ガスク

噴気ガスの測定および定期観測を行なった噴気孔および試錐孔の位置を図一一1に示す．

ロマトグラフにより，水素，窒素，ヘリウム，メタン箏を定．量した．

3．試料の採取およぴ分析法

凝縮水の諸成分：常法に従い分析を行なった．

3．1試料の採取
噴気孔および試錐孔からの噴気ガスの採取は約2mのガラス管の一端を孔□になるべく深く挿入し他端にガス4．測定の結果

噴気ガスの測定は1964年g月，1965年3月および1965年9月の3同にわたって行なった．第1同の測定はA，

一15一

火山性地すべりの発牛機構および予知に関する研究（第2報その2、防災科学技術総合研究報告第8号1966

表一1

涌大谷

第1回
噴気孔名

1964
g．291964 9，30

測定年月日

ガ組ス

成

A−2

A−3

A−4G−1

G−2

1964
9．30

1694
10．1

1964
10，1

1964
10．2

1964
10，3

1964
10，397，0

B−5

B−4−2

1964
9，30

気定 緕果（1964年9月、

測

B−4−l

B−3B−1噴の19649，30

温度，oC95，099．2

142，093，097．5

143，0105，096，096，0H20，vo1．％99，099，498，899，499．5

98．5

99．4

98．4

98．8

99．5

Gases

1．O

O．6

1．2

0．6

0・5

1．5

0，6

1．6

1．2

0．5

〃

H20以外のGasを100％とした場合の組成
C02，vo1．％

72，370，573，670，071．4

59，470，871，075，569，5H2S，25，928，825，3

27・6

26・324，927．6

27．4

19．0

27．4

1．6

1．6

5．5

3．1

S02，・〃

その他，〃

14．4

一一一

1．8

1．7

1．1

2．4

O．00

0．00

0，00

O．00

0，00

1・32

1，05

2，50

0，86

2，992，23

0．002

0．00071．3

2．3

その他のGasの組成02，vol．％

N2，・
H2，O．84
O．26

0．18

0，120・001

0・OO050．0008

2．8

3．0

〃

He，・
ガス凝縮水の組成
pHC1一，mg／l

S0董一

free

1．0

4．0

1O・6

2L33019，4

1．8

4，998．7

31．2

5，7203．5

S02、〃

fre．H．S，・
HB02，〃

H2Si03，〃O．480，O

1．3

1．3

O・3

0・3

0．2

0．3

3，126．O

1．O

1．O

〃

〔02，N2，H2，He

噴気孔名

はガスクロー才トグラフにJlる，米谷宏分舳

表一2大涌谷の噴気ガス組成

表一3大涌谷の噴気ガス組成

第2回測定結果（1465年3月）

第3同測定結果（1965年9月）。、1。一・一1・一・一・・一・

測定年月口
温度，℃O

35．4

13．O

1，3・12L

2，61・2

1，4F．2・，Ca2＋，120・1

携搬携11繋11繋。。．。1・・．…

．…

・一・搬孔名

測定年月・．・1・・。・

・一1・一・一FB−4−2B

5A12；llHl；Hl；Hll；；？繋

温ポ・・…

1・…

96・098・098・5榊。、。，、。1．％。・．… ．… 、… ．… ．・…，…％・・・・ …0 99・4 99・3 99・5。、、、、，。．。 1．・ 。．・ ・、・ ・・・・…，・ 1・・ 1・・ O・6 0・7 0・5H，0以外のG、、を10・％とした場合の組成。。、，v．1．％。。．。・・．…

．…

。、。，

。1．。・・．1・・、…

S02，

一一一〃

その他，1．。

一一一1、・

1．・

その他のGasの組成

・．l・・・・・・・・．・1・・・。、，。

1…

。…

1…

・．・・…

．…

。・

…，・・・・・・…
S02，

1．・

・…

・・・・

19・2

1・・2・91・3

1・・

その他のGasの組成

・25，・

O・45

2・0

0川O・OO

I84．06

O・0010−0008

24．6：lll。．。、。．。。。

ヰB−4−1は温泉造成のため測定不能となったため，箇上試錐イLを使用．

榊A，2孔は孔内崩壌のためヵ㍉噴気圧力およぴ温度の低トが回は特定の噴気孔について測定した．測定の月として9みられた。

月，3月を選定したのは，9月は雨期明けを代表し，3落か硫黄の析出による詰まりかの原因により・孔口温度

月は乾期を代一表するからである．

は98．5Tに下カニり噴出圧力も著Lく劣えていた・

測定の結果を表一1，2，3に示す・

A．・孔は第・および・同の測定時に1よ表に示すように。。。〜雌。の孔口温度を持ちしカ・も孔口より榊した硫黄を盛、こ吹き上げていたが，・…年の梅雨後に榊

23・024・2■

・・…1−l！

・…

・・・・・…

B，CおよびG地区全般にわたって行ない・第2・第3

〃

その他，・

・・・・

1・1・．・・・・…，・・1・％…l1l・・74・173・854・9。・

13．8

・。，・・1．・・。，・

H・0以外のG・・を100％とした胎の糧成．…

5・結果の考察5・1大涌谷臓ガスの雛狽11定結果は一般に大噴谷の噴気ガス組局定は・噴気露頭・一16一

箱根大涌谷の瞭気ガスの特性一高橋・伊藤・前田
試錐孔を含めて，亜硫酸ガスを全く含まない炭酸ガスー

めて小さくなる・図一2，図一3は噴気孔口温度と水素硫化水素型を示した．しかし，A地1メ1下部のA−2孔では含量およびS02／H2S比の関係を示す．例として挙げた

例外的に炭酸ガス・硫化水素とともに相当量の亜硫酸ガ

昭和新山の場合は，温度と水素含量さらにSO・／H・S比スを含み・しかも凝縮水中には比較的多量のCl一イオンの関係は良い相関を示している1）2）4）．

およびfree

これらの関係と大涌谷の噴気ガス組成を比較すると，S02が認められ人きな特徴となっている．

近年・昭和新山や九州硫黄島などの高温の吠気ガスのA−2孔は相関図の上にのるが，他は何らかの原閃のため地球化学的研究2）3）4）が進むにつれて，マグマより発散しにこれらの関係から大きく外れている．A−2孔はH〆｛和36ている揮発性成分がどのように分化してゆくかが次第に年に掘さくされた試錐孔で深度70mであるが，このよう明らかになってきた・すなわち天水や地下水の混入を受な活火山性のガスが存在していることは興味深い事実でけない高温の噴気ガスでは，水素含量やS0．／H2S比がある．

きわめて高く，またHC1やHFを多量に含み，多くの金大涌谷の噴気ガスはA−2孔附近の下部より亜硫酸ガス属元素がガス中に存在している．これが温度の低下ととや塩酸ガスを含む活火山性のガスを噴出しているが，他もに水素含量，S02／H2S比は小さくなり，HC1やHF含の地区では，これから分化の進んだ炭酸ガスー硫化水素量も低下する．さらに温度が低下すれぼ，天水や地下水型の噴気ガスを噴出Lている．などの影響を強く受けて，水素含量は異常となり亜硫酸

一般に温泉ガスでは噴気ガスにくらべて，窒素や水素ガスをほとんど含まなくなるためにS02／H2S比はきオつ含量が高いことが知られており，地下水や天水の混入による他の成分の溶出に伴なって濃縮すると説明されていOるが，A−2孔以外の噴気ガスもこの例に洩れず，温度に比O ■●．

して水素，窒素の濃縮がみられる．これらの事実はA…21000

孔附近ではほとんど天水，地下水の影響を受けていない

1，911・●．

ml！1000『l00oが，他の地区の噴気孔群はいず加もこれらの影響を強く●．
ε十■〇十ε■受けたものと考えられよう．
○昭叩新山（小穴・高脇，195プ1●】O

5・2竈気ガス組成の季節変化■岬而斬山〔Mo帖皿o−1961）

十一u］総〔Mo帖m．1961）◎1

噴気ガス組成は，一般に気象条件すなわち降雨量や気◎十3

O

0

図一2

圧の変化に相当大きな影響を受けて変化するといわれて

⑤＾・2孔

200

●1そ例倣昂1同o」
師3何。＿」」＿1．＿＿」

400

600

800

しいる。一般に沸点附近の孔口温度をもつ噴気ガスは乾期1000には硫化水素量が増し，雨期には減少するという報告が多い．ところが大涌谷の噴気ガスの場合には逆の結果が噴気孔温度とガス巾の水素含量との関係得られた．すなわち，雨期直後である9月にはH2S／CO。

（ただし水素含量は令ガス1，OO01巾の水比は高く，乾期の3月では低い．岩崎岩次，小沢竹二郎

素m1でホす．、（1962）1）も大涌谷の噴気ガスの長期観測を行なった結果
lOO■

10oSO．
1㎎一＿1㌧S●●○◎10．1一十●

0．6

H．S

−O．5
CO！

○町榊噺11j1小穴・0【期嚇0．7

●

l．O

◎30．8

●

■

●邊■

＋

州1新山1M1茗uo

1961

切糾1M州suo，1961

■

ノ0．4
0．3

一一〇

■B地区

試錐孔

0．2
人舳谷

十0．1

◎＾・2孔．その他

大涌谷o．♂

23456789101112

12

二榊竹二郎ほか（、、、、、lg；1牢

0200

400

600

800

1000℃一寸

図一3

噴気孔温度とガス中のS02／H2Sとの関係＝

一17一G地区

坊主地獄

図一4噴気ガス巾H・S／C02比の月変化

火山性地すべりの発生機構および予知に関する研究（第2報その2）防災科学技術総合研究報告第8号1966

0．80．7ll

H2S

0．3
0．2
0．1li

一5l
1

伽「Olべ。。1べ・．
11

図一51lill／

0．6−O．5C0！
O．4

lll
96舳1196舳，1196舳！

・loI，on■A・B地！マoC地区

l、■「けm◆撚則孔、
一一一oA・2・｛1．

〈」1。。。

「

1900｝1一17001・』」舳…w＾「H㌧へ＼戸，■．■㌔

噴気ガス中のH2S／C02比の季節変化

この事実を指摘している．これは降雨による水位の上昇に伴ない，変質粘土帯中にすでに牛成していた硫黄や黄

1旬62】蝸］

19

図一71962年1月〜1965年8月の温泉湧出

鉄鉱などが溶解し，ふたたび噴気ガス中に混入しガス中量と雨量との関係の硫化水素量を上昇させるためと考えら加る．

これらの関係図を図一4，図一5に示す．

した大涌谷の地すべ

G地区の噴気ガスはいわゆる1965年にはあまり起っていない．

地獄

で水中よキ川咄す）は，1963年には減少し，1964年，永続的に行なわオ／ている地すべり対策

る温泉ガス的な性質をもつが，一搬の噴気ガスにくらぺに事（ガス抜き．武錐，砂防など）に負うところが多いが，図一7でみらてH2S／C02上ヒは小さくなっている．

れるように，1962年5，6，7，8月の連続350mm／月以1二

5．3隆雨■と温泉湧出■との関係
大涌谷では，噴気活動に伴う酸性泉が湧出している．の降雨が1962年の地すべり頻発の要因となり，七の後それゆえ降雨量が大きくなれぼ湧出量も増す．箱根（『1・1963年は梅雨時のみであり，1964年はとくに降雨量が少雲山や大涌谷）でおこる火山性地すべりは，降雨量が増ない年であったためあまり起らなかったのであろう．

し，温泉の湧出量がいちちるしくふえる時すなわち水位6．の上昇が火きい時に発生する場合が多い．例えぼ1953年

火山性地すべりの発生機構および予知の研究の一環との早雲山の地すべりはこの事実をよく示している．図一

あとがき

して大涌谷の噴気ガスの特性を検討した．すなわち，6は当時の降雨量と温泉湧出量を示した．1953年は6，（1）大涌谷のA−2孔附近の下部より炭酸ガス，硫化水

7，8月に500mm／月以上の降雨量が続き，この点で1951

素のほかに相当量の亜硫酸ガスおよび塩酸ガスを含む活年，1952年と異っている．

火山性のガスを永続的に噴出Lている．

参考のために1962年以降の降雨量と温泉湧出量との関（2）A−2孔以外の噴気孔群の噴気ガス組成は，いわゆ

係を図一7に示す．1962年雨期に大規模ではないが頻発る炭酸ガスー硫化水素型で亜硫酸ガス，塩酸ガスはほとんど含まない．

13）A−2孔の瞭気ガスの水素含量は昭和新山などの活火山性ガスの温度一水素含量の相関図の．ヒにプロットされるが，これ以外の噴気ガスは温度と対比したとき水素1ヨの異常濃縮がみられる．

これは温泉ガスの窒素や水素の異常濃縮と類似の機構
いoooによるものと思われる．

i榊一w・川「600」蜘

ると雨期にH2S／C02比は高くなり乾期には低くなっていl：㍑｛『00；一Tn＝1パ…
19＝1

図一6i＝200moo53（4）噴気ガス組成の季節変化は，H2S／C02比を例にとる．これは一般の噴気ガスの季節変化とは逆の関係をホし異常である．

（5）箱根の火山性地すべりは気象条件に大きく支配されていると考えられる．雨期の降雨量は350mm／月以上

早雲山地すべり当時の温泉湧出量と一：丙量数ケ月続くと地すべりが頻発し，降雨量の少ない年にはとの関係あまりおこっていないのはこれを物語っている．

一18一

箱恨人涌谷の噴気ガスの特性一高橋・ぴ藤・舳山
種々お世言舌になった箱根温泉供給株式会杜の諸氏に厚Hokkaido，Japan．

く感謝する．

Jour．

EarthSci．，Nagoya

Univ．，Vo1．9，p．80−100．

参考丈献1）岩崎岩次，小沢竹二郎，桂3）

敬，吉田稔，岩崎文嗣（1962）：箱根火山の火山ガス．地球化学討論会演旨
p．105＿110．

2）M・・t…S・（1961）：O・th・。h．mi。。1。。t。。。。f

fum…1i・g・・…fV・1・…

Sh．w。。hi。。。、，

一19一

Matsuo，S．（1961）：The

magma．Jour．Earthbehavior

Sci一，Nagoyaofvolatiles

inUniv．，Vo1．g，p．101−113．

4）高橋沽，小穴進也（1957）：昭和新山地熟地帯の地
球化学的研究・地質調査所報告，No．170，P．115−132．