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日本地球惑星科学連合2016年大会

火山ガスと火口湖水の変動から推定する草津白根山の火山活動
Volcanic activity of Mt Kusatsu-Shirane suggested by the variations in fumarolic gas
composition and crater lake water chemistry*大場 武1、谷口 無我1、粂原 宗一郎1、寺田 暁彦2*Takeshi Ohba1, Muga Yaguchi1, Soichiro Kumehara1, Akihiko Terada2
1.東海大学理学部化学科、2.東京工業大学火山流体研究センター
1.Department of chemistry, School of Science, Tokai University, 2.Volcanic Fluid Research Center,
Tokyo Inst. Tech.
序
気象庁の観測によると，草津白根山では2014年から火山性地震の回数が増加し，同年7月24日には発生頻度は
一日当たり149回に達した[1]．その後，発生頻度は低下し， 9月までに一日10回程度まで減少した．その後は2015年1，2月に突発的に頻度が増加したが，低い頻度が続いている．同じく気象庁の山頂付近における全磁力の観測によると，山頂付近では1994年ころから長期的にゆっくりとした浅部地殻の帯磁と解釈される変動が続いていたが，2014年4月頃から変動の傾向が逆転し，消磁と解釈される変化が始まり，2014年8月頃まで継続した[1]．筆者らはこれらの火山活動の原因を探るために，2014年から2015年にかけて地球化学的調査を行った．
試料の採取と分析
山頂火口湖の北側山麓に展開する東西方向に帯状に分布する地熱地帯の三か所（西からk1，k2，k3）で噴気を
2014年7月23日，2015年5月15日，10月15日の三回にわたり採取した．k1はこの噴気地帯で長期間存在している
勢いの強い噴気である．k2はそれに次いで勢いが強く，k3は音を立てずに静かに放出される噴気であった．山
頂火口では南西の岸で湖面から湖水を，2014年7月から2015年10月にかけて５回採取した．これらの試料の化学組成とH2Oの安定同位体比を測定した．
結果
k1噴気のCO2/H2Oは2014年7月23日に0.044と高い値を示したが，2015年5月，10月には，それぞれ，0.032，0.021と低下した．k2，k3噴気についても同様の低下傾向が見られた．噴気に含まれるH2Oの安定同位体比は変動が少なかった．地震発生頻度がピークを迎えた後の2014年8月から2015年10月にかけて，湯釜湖水に含まれる成分濃度が増加したが，化学種により増加率に差異が見られた．塩化物イオンと水素イオンは，それぞれ，81%，67％の増加を示した．Mg，Mn，Alは40％程度増加した．CaとFe濃度の増加はそれぞれ，11％と5％であった．湖水の安定同位体比は，dDが-56から-43‰に上昇し，d18Oが-5.3から-3.0‰に上昇した．
考察
1990年に地震活動が活発化した際に，湯釜湖水の塩化物と水素イオン濃度がほぼ平行して濃度が増加した．この点で，今回の変化は1990年の変化に類似している．湯釜の下で消磁と解釈される全磁力の変動が起きた点についても今回の活動と共通する．Ohba et alは1990年の活動で，固化しつつあるマグマに地下水が侵入しマグマからHClが抽出されそれが火口湖水に供給されたため，塩化物と水素イオン濃度の上昇があったと解釈した[2]．今回の活動でも，1990年の活動と同様に，マグマと地下水の接触の際に，熱量も運び出され火口湖水の水温を上昇させたと考えられる．湯釜の水温が上昇した結果，湖面からの蒸発が盛んになり，その影響で湖水の同位体比がdD，d18Oで，それぞれ，-43，-3.0‰まで上昇したと考えられる．1990年から始まった活動で同位体比の最高値は，それぞれ，-55，-4.4‰であり，今回の同位体比はそれを上回る．
噴気のCO2/H2O比の変動は，マグマ溜まりそのものの変化か，あるいは，マグマ脱ガス圧力の変化が原因だろう．マグマ脱ガス圧力が増加すると，CO2とH2Oのマグマへの溶解度の差から脱ガスするガスのCO2/H2O比は上昇
する．脱ガス圧力の上昇の原因としては，マグマを取り囲むシーリングゾーンの形成が候補として考えられる．2104年にシーリングゾーンが破壊し，高圧のマグマ性流体が浅部熱水系に注入され今回の活動を引き起こした可能性がある．

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参考文献[1] 気象庁地震火山部火山監視・情報センター（2015）草津白根山の火山活動解説資料（平成27年12月）[2] T.Ohba, J.Hirabayashi, K.Nogami (2008) Temporal changes in the chemistry of lake water within
Yugama Crater, Kusatsu-Shirane Volcano, Japan: Implications for the evolution of the magmatichydrothermal system. J.Volcanol.Geotherm.Res., 178 (2008) 131–144
キーワード：草津白根山、熱水系、火口湖
Keywords: Mt Kusatsu-Shirane, Hydrothermal system, Crater lake©2016. Japan Geoscience Union. All Right Reserved.

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立山地獄谷の熱水系
Hydrothermal system beneath the Jigokudani valley, Tateyama volcano*関 香織1、神田 径2、丹保 俊哉3、大場 武4、小川 康雄2、高倉 伸一5、野上 健治2、潮田 雅司5、鈴木 惇史1、齋藤 全史郎1、松永 康生1*Kaori Seki1, Wataru Kanda2, Toshiya Tanbo3, Takeshi Ohba4, Yasuo Ogawa2, Shinichi Takakura5, Kenji
Nogami2, Masashi Ushioda5, Atsushi Suzuki1, Zenshiro Saito1, Yasuo Matsunaga1
1.東京工業大学 理学院 地球惑星科学系、2.東京工業大学 火山流体研究センター、3.富山県 立山カルデラ砂防博物館、4.東海大学 理学部 化学科、5.産業技術総合研究所
1.Department of Earth and Planetary Sciences, Tokyo Institute of Technology, 2.Volcanic Fluid
Research Center, Tokyo Institute of Technology, 3.Tateyama Caldera Sabo Museum, Toyama Prefecture,
4.Department of Chemistry, Tokai University, 5.National Institute of Advanced Industrial Scienceand Technology
The mechanism of phreatic eruption has not been well understood yet, although we observed phreatic
eruptions many times. Phreatic eruption is known to occur in the hydrothermal system developed
within a volcanic edifice because the ejecta of phreatic eruptions often contain the hydrothermallyaltered minerals originated from the hydrothermal system. Therefore, an understanding of thehydrothermal system is essential to clarify the mechanism of phreatic eruption.
The Jigokudani valley, Tateyama volcano located in the Hida Mountains, has an active solfatara
field, and was formed by repeated phreatic eruptions some 40,000 years ago. Recently the Jigokudani
valley showed the increased volcanic activity, for example, a sulfur outflow and temporal changes
in the composition of fumarolic gases. These situations make us expect the presence of awell-developed hydrothermal system which is in preliminary stage of a phreatic eruption.
The objective of this study is to reveal the hydrothermal system beneath the Jigokudani valley byresistivity exploration and hot spring water analysis. In general, hydrothermal fluids orhydrothermally altered minerals are electrically conductive, whereas gases or rocks are resistive.
Therefore, a resistivity imaging by using an audio-frequency magnetotelluric (AMT) method issuitable for structural investigation of the hydrothermal system. We estimated where thehydrothermal system developed by AMT survey. In addition, we discussed what has happened in thehydrothermal system by hot spring water analysis. We compared the inferred resistivity structurewith the results of hot spring water analysis, which enabled us to estimate more realistichydrothermal system.
The 3D resistivity structure showed that the Jigokudani valley has a cap structure that is composedof upper hydrothermally altered layer (called cap rock), which shows electrically conductive androck) and hydrothermally low-permeable, and lower gas reservoir which shows relatively highresistivity. A highly conductive layer is found in a depth of around 500 m and it seems to extend
eastward as the depth becomes large. These features were interpreted as the hydrothermally alteredpyroclastic flow deposit and a fluid path from the deep magma, respectively.
We measured an electrical conductivity, temperature and pH of hot spring water on the spot. The ion
concentration and isotope ratio of hot spring water samples were analyzed at 27 locations. The hotspring water in the Jigokudani valley was classified into three types based on Cl-/SO42concentration ratio. Considering both the chemical composition and the isotope ratio, three types
of hot spring water were derived from condensation of volcanic gases, a mixing of meteoric waterand vapor phase separated at a shallow depth and the surface water supplied with volcanic gases
consisting of mainly H2S.
An integrated view of the resistivity structure and geochemical analysis suggests that the©2016. Japan Geoscience Union. All Right Reserved.

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hydrothermal system develops in the depth to 500 m and a common parental fluid of all hot springs
is there. In addition, a gas reservoir estimated from the resistivity survey corresponds to thevapor phase inferred from the geochemical analysis. The concentration of Cl- in the hot springwater derived from the vapor phase is a measure of the temperature condition beneath the cap rock,which implies that the monitoring of Cl- could be useful to know the physical state of the cap
structure.
キーワード：熱水系、水蒸気爆発、AMT、温泉水分析、キャップ構造
Keywords: hydrothermal system, phreatic eruption, AMT, hot spring water analysis, cap structure©2016. Japan Geoscience Union. All Right Reserved.

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地熱利用におけるスケール（析出物）に熱水系の変化が及ぼす影響について
The effect of the change of geothermal system for the scaling on surface facilities*柳澤 教雄1*Norio Yanagisawa1
1.産業技術総合研究所地圏資源環境研究部門
1.Institute for Geo-Resources and Envioronment, National Institute of Advanced Industrial Scienceand Technology
火山の熱水活動の恩恵としての地熱発電や温泉、暖房などの地熱利用が世界各地で進められている。その利用に際し、熱水中の成分に起因する地上設備（配管、熱交換機など）へのスケール（析出物）の付着は、設備を維持するための大きな課題の一つである。そのため、熱水成分から利用温度領域で付着するスケールの種類やその付着速度を予測する必要がある。そして、長期の利用の間に、熱水性状の変化に伴い、スケールの付着状況が変化する事例もみられる。そこで、本発表では熱水系の性状変化に伴うスケールの変化の事例を示すことにする。
たとえば、岩手県の葛根田地熱発電所では、地下約3kmの葛根田花崗岩体と堆積岩体の境界付近に存在する地熱貯留層から熱水・蒸気を取り出して発電を行っている。その際、生産初期の熱水のpHは４付近であり、井戸には硫化銅鉱物やアンチモン、ヒ素鉱物が沈殿していた。しかし、数年後には熱水のpHは６付近となり、シリカ
濃度低下に伴い、地化学温度も低下した。それに伴って、スケールの種類も四面銅鉱に変化するとともに、ス
ケールの化学組成も硫黄が増加するなどの変化がみられた。
また、山形県肘折地域で実施されていた高温岩体試験では、地上から河川水を地下の人工貯留層にむけて注水し、加熱して高温の熱水・蒸気を取り出すものである。この場合、地下貯留層温度が高いときは、地上では少量のシリカが沈殿するのみであったが、冷却後は、炭酸カルシウムスケールが急速に沈殿するようになった。これは、地上から注水した水が、注入点付近の硬石膏を溶解することによりカルシウム濃度が上昇す
るが、貯留層温度が高いうちは、貯留層内で硬石膏が再沈殿することで地上には溶存カルシウム濃度は低くなる。しかし、貯留層温度の低下に伴い、地上に到達する熱水のカルシウム濃度が上昇し、地上で炭酸と反応して炭酸カルシウムを沈殿させるように変化する。
キーワード：地熱エネルギー、スケール、熱水性状
Keywords: Geothermal energy, scale, geochemistry of fluid©2016. Japan Geoscience Union. All Right Reserved.

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熱水流動を考慮した熱水系卓越火山における地磁気全磁力変化・地盤変動モデル (その1) -十勝岳2008-2009年の変化を例としてNumerical model of temporal changes in magnetic total field and ground deformation due tohydrothermal system in volcanoes (1). - A case study on Tokachi-dake volcano, Japan –*田中 良1、橋本 武志1、石戸 経士2、松島 喜雄2*Ryo Tanaka1, Takeshi Hashimoto1, Tsuneo Ishido2, Nobuo Matsushima2
1.北海道大学、2.産業技術総合研究所
1.Hokkaido University, 2.AIST
水蒸気爆発の発生場であると考えられる熱水系の発達した火山ではしばしば局所的な地盤変動や地磁気変化が観測される．橋本 (2015)によれば，実際に水蒸気爆発が発生した口永良部島やその準備過程にあると考えられる幾つかの火山で，火口下数100 m程度の浅部における温度上昇を示唆する消磁やそれと同期する膨張性地盤変動がこれまで観測されてきた．北海道中央部に位置する十勝岳においても火口浅部における消磁と膨張性の地盤変動が同時期に観測されている．十勝岳は1926 年，1962 年，1988−89 年にマグマ水蒸気噴火〜マグマ噴火を経験しているが，それらの噴火間に水蒸気噴火を繰り返している（気象庁, 2013）．2008年から開始された繰り返し地磁気全磁力測量により2009年までに62-2火口下での消磁を示す変化が観測された(橋本・他，2010)．また，2007年以降GPS測量による基線長変化から62-2火口下の膨張を示唆する地殻変動が観測されている(気象庁，2015)．橋本・他(2010)では，この地磁気変化を熱消磁であると仮定し，深部から供給された水蒸気が消磁源深さで相変化し，潜熱放出後その液相が流下，蓄積するというメカニズムを提案した．そして同期間における噴気放熱率の低下量との比較から，熱消磁のためには深部からの供給量増加は必ずしも必要ではないことを指摘した．しかし，橋本・他(2010)は火道内における温度圧力条件を適当に仮定した半定量的な検討であり，熱水流動数値計算モデル等を用いてモデルの妥当性を検討する必要があった．
水蒸気爆発のためには火山浅部の相当量の水，圧力を閉じ込めるシール構造（キャップロック），熱水を加熱する熱源が存在し，シール構造内の圧力が高まる必要があると考えられる．しかし，このような構造や物理過程が水蒸気爆発に先行してどのような全磁力変化，地盤変動を生じるかは明らかになっていない．本発表ではそのケーススタディとして，十勝岳の全磁力変化と地盤変動を説明する物理的に矛盾のないメカニズムを熱水流動数値計算によって提案することを目的とする．火口浅部にキャップロックが存在し，火口からの噴気放出
はキャップロックの割れ目を浸透した蒸気によるもので，割れ目の浸透率が低下することで火口からの噴気放出量の減少，キャップロック周辺の温度圧力増加が引き起こされるとする作業仮説を立て，熱水流動数値計算
によってこの仮説の妥当性を検討した．検討には数値計算プログラム”STAR” と状態方程式”HOTH2O”(Pritchett, 1995)を用い，多孔質媒質中を流動する液相，気相，および気液二相の流れと，それらの流れに伴う岩石部への熱伝達を計算した．状態方程式”HOTH2O”では，取り扱える流体は水一成分のみである
が，850℃までの高温領域を取り扱うことができる．
計算は以下の手順で行った．まず，地形の影響を考慮するために十勝岳山頂を始点とし，山体中腹の温泉と火口を横断する二次元断面を近似した地形を与えた．実際の計算領域は三次元であるが，断面に直行方向のグリッドを1つに設定することで擬似的に二次元とした．次に，適切な地下水位を与える山体の浸透率を推定した．この時，山体の浸透率は一様としている．境界条件として計算領域の上端および低標高側端には温度圧力
条件を，下端および高標高側端には断熱不透水条件を与えた．また上端のグリッドには年間降水量相当の水の流入のソース，下端グリッドには地殻熱流量に相当する熱のソースを配置した．推定した浸透率を用いて火山
活動開始前の準定常状態を計算した．次に，高浸透率領域を火口直下に伸びる鉛直火道と温泉標高に位置する
水平チャンネルに，一部に割れ目を持つ低浸透率のキャップロック構造を火口浅部に配置し，火道下端から熱水を供給することで火口からの噴気放出，中腹からの温泉湧出を再現した．その後，キャップロック構造の割
れ目の浸透率を変化させ，キャップロック付近の温度圧力状態の変化を観察した．その結果，割れ目の浸透率の低下が噴気量の減少，キャップロック付近の温度圧力増加を引き起こすことが確認された．これは作業仮説が少なくとも自己矛盾をはらむものではないことを示唆する．今後，ポストプロセッサーにより，計算された
地下の温度圧力変化と地表で実際に観測された地磁気全磁力変化や地盤変動との比較を行い，定量的な検討を©2016. Japan Geoscience Union. All Right Reserved.

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行う．
キーワード：数値計算、熱水系卓越火山、水蒸気爆発、地磁気全磁力、地盤変動
Keywords: numerical simulation, hydrothermal system, phreatic explosion, magnetic total field,
ground deformation©2016. Japan Geoscience Union. All Right Reserved.

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地殻変動および熱観測から推定した草津白根山火口湖周辺の物質収支
Mass budgets of hydrothermal water beneath hot crater lakes at Kusatsu-Shirane volcano
evaluated by ground deformation and changes in thermal activities*寺田 暁彦1、坂本 ゆり1、神田 径1、小川 康雄1*Akihiko Terada1, Yuri Sakamoto1, Wataru Kanda1, Yasuo Ogawa1
1.東京工業大学火山流体研究センター
1.Volcanic Fluid Research Center, Tokyo Institute of Technology
草津白根火山では，2014年3月に地殻変動を伴う微小地震の群発活動が始まった．同時期に，湯釜周辺地下での熱消磁に対応する地球磁場変動や，火口周辺において火山ガス組成の変化，そして湯釜火口湖の水温上昇などの変化が観測された．これらの事実は，火口直下における従来までの物質・熱収支に変化が生じたことを示唆する．本研究では，火口近傍に展開した傾斜計により得られた地下浅部の膨張体積と，湯釜火口湖および周辺における熱観測により明らかとなった流体放出量との量的関係を考察する．
東京工業大学は，湯釜火口湖から 1 km 内の3箇所はボアホール型傾斜計を設置している．このように火口にごく近接した観測網により，今回の活動を通じて S/N 比の良好なデータが取得された．火口付近の膨張を示す変動は2014年3月の群発地震開始とほぼ同時に始まり，変動率は同5月をピークとして，その後は単調に低下していった．群発地震活動は同8月頃から急激に衰えたが，膨張変動は2015年11月頃まで継続した．最も変動が大き
かった湯釜北東観測点での傾斜変動は，合計で85 μrad に達する．その後，2016年1月まで膨張変動は停滞したままであり，噴火も発生していない．
このように得られた傾斜ベクトルは，変動期間を通じて湯釜周辺を中心とする放射状の変動を示した．球状圧力源を仮定して計算すると，力源の位置は湯釜火口湖の北側，1976年に水蒸気爆発を起こした水釜火口周辺に求められた．力源の深さは地表下 500 m前後，2015年11月までの総膨張量は 1.1×105 m3であった．
一方で，湯釜およびその周辺の熱活動にも変化が観測されている．湯釜火口湖の水温は，膨張変動の開始から2ヶ月遅れて2015年5月頃から，平年よりも高い状態が2016年1月も継続している．同火口湖には気泡式水位計が設置されていたが，おそらく硫黄の沈積を原因とする機器障害により，正しく測定できない状態のまま今回の活動を迎えた．そこで，2014年6月に測量ポールを湖畔付近の湖水中に設置して，これを東工大の湯釜火口湖監
視カメラを用いて不定期的に撮影することで，湯釜火口湖の水位を通年で数 cm 程度の信頼性で観測した．例
えば融雪流入のない9月で比較すると，膨張変動が継続していた2014年および2015年の水位変化率は -5 mm/dayであった．これは，静穏期の同時期の水位変化率の，数倍に相当する．水温が高いこととあわせて考えると，湖底噴出流体の平均的エンタルピーが上昇したことを示唆する．
また，2012年10月，2014年10月および2015年11月に実施した空中赤外観測によれば，湯釜の北方に分布する噴気地の温度が，2015年は顕著に上昇したことが分かった．これは，2014年10月以降，2015年にかけて火山ガス放出量が増加したことを意味する．これは，北側噴気地からの噴気量が以前よりも増加したように見えることに矛盾しない．2015年10月に行なった現地踏査でも，既存の北側噴気地の西側に，地温の上昇による植生の枯
死領域が認められている．
以上のことから，2015年11月以降，火口浅部の膨張変動が停止しているのは地下深部からの供給が途絶えたのではなく，深部供給量と地表面流体放出量の物質収支の均衡が実現したためと考えられる．湯釜火口湖直下では，難透水性の粘土層が釣鐘状に存在していることが電磁気学的研究から示唆されており，この内部で流体蓄積が進行しているのであろう．難透水層が熱水の圧力を支えつつ，釣鐘構造内部からの流体放出が緩やかに継続していると考えられる．発表では，これら流体放出量の時間変化を定量的に示し，浅部膨張量との比較を行
なう．
キーワード：地殻変動、物質収支、傾斜計、火口湖、噴気、草津白根火山
Keywords: ground deformation, mass budget, tilt meter, hot crater lake, fumarole, Kusatsu-Shirane
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柱状節理に囲まれた花崗斑岩の物性構造
Physical structure in pillars of granite porphyry surrounded by columnar joints*平田 康人1、千木良 雅弘2*Yasuto Hirata1, Masahiro Chigira2
1.京都大学大学院理学研究科、2.京都大学防災研究所
1.Graduate School of Science,Kyoto University, 2.Disaster Prevention Research Institute, Kyoto
University
紀伊半島南東部の中新世の熊野酸性火成岩類の花崗斑岩には，高角の柱状節理が1-6 m間隔で発達し，緑泥石や黄鉄鉱などの変質鉱物が多く含まれる．花崗斑岩山地の高標高部では，緩斜面と厚い風化帯が広がっており，風化帯中に直径1 mを超える真球に近い岩塊が形成されている．これらの岩塊の表面には，殻状の層(皮殻)が付着している．この現象は球状風化と呼ばれる火成岩の代表的な風化現象であり，従来，節理の発達した均質な岩盤に生じると説明されてきた．しかしながら，球状風化する岩石の初生的な物性構造は調べられていなかった．我々は柱状節理軸に直交する面の反発硬さを調べ，柱状節理からの距離に応じて試料採取し，試料の密度，間隙率，P波速度とその異方性，X線CT値などの物性値を測定し，X線回折分析と薄片観察から鉱物組成を調べた．その結果，石柱の横断面には，石柱の中心から節理までに同心円状の構造があることが分かった．花崗斑岩は，石柱の中心から半径約十㎝内は他の部分よりも間隙率が1 %大きく，節理近傍はミリメートルスケールの大きな空孔が数多いという間隙の空間分布を持つ．節理軸方向の反発硬さとP波速度はそれと調和的に変化し，石柱の中心部分で小さく，その周囲で最も大きくなり，節理近傍で再び小さくなる．また，柱状節理軸方向のP波速度は石柱の直径・円周方向の速度よりも大きく，円周方向の速度は節理軸方向と似た変化であるが，直径方向の速度は中心ほど大きくなるという異方性を示す．これは直径方向(柱状節理に平行)の弱面が石柱の中心ほど少なく，軸方向と円周方向の弱面が中間部分で少ないことを示唆する．皮殻の形成
は岩石の力学的強度とその異方性の影響を受けると考えられ，その間隙・弱面の分布が岩塊の球形化を促している可能性がある．XRD分析によれば，節理近傍は内部よりもスメクタイトと緑泥石との比が大きい．これは節理近傍が低温熱水による変質を強く受けたことを示唆する．しかしながら，石柱の中心部分とその周囲との間には，鉱物の明瞭な違いが認められない．花崗斑岩の石柱の物性構造は，柱状節理の形成が影響した脱ガスと変質の過程によるものと推測される．
キーワード：柱状節理、熱水変質、内部構造
Keywords: columnar joint, hydrothermal alteration, internal structure©2016. Japan Geoscience Union. All Right Reserved.

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水蒸気噴火の分類
Classification of Suijoki-hunka (steam eruption)*大場 司1*Tsukasa Ohba1
1.秋田大学国際資源学部
1.Faculty of International Resource Science, Akita University
The Japanese word "Suijoki hunka" and its English equivalents are usually defined by the phenomena
including transformation from groundwater into steam, whereas the actual eruption is determined as
Suijoki hunka based on absence of juvenile material from volcanic ash. The inequality sometimes
hinders understanding of the eruption mechanism and prediction of subsequent volcanic activity.
This paper represents a new classification of non-juvenile eruptions based on the reviews on threeliteratures: Sterns and MacDonald (1944), Mastin (1995), and Browne and Lawless (2001). Subaerial
eruptions are classified according to relevance to phase transition of external water. Eruptions
unrelated to phase change of external H2O consist of magmatic eruption and gas eruption that is akind of non-juvenile eruptions. Gas eruption is an explosive eruption derived from pressurized
volcanic gas accumulated underground. Eruptions relevant to the phase change (hydro-eruptions orhydro-explosion) are further subdivided into five types: phreatic, phreatomagmatic, hydrothermal,
magmatic-hydrothermal, and mixing eruptions. Phreatic eruption occurs when a cold aquifer is heatedby newly injected hot magma to explode, and if the explosion involves the hot magma, the eruption
is phreatomagmatic. Hydrothermal eruptions and magmatic-hydrothermal eruptions occur in geothermal
fields and volcanoes underlain by underground hydrothermal systems. Hot hydrothermal fluid can
explode itself by sudden phase change from water to steam without external heat influx(hydrothermal eruption). When the hot hydrothermal fluid is injected by hot magma that supplies
additional thermal energy for explosion, the eruption is magmatic-hydrothermal. Mixing between
groundwater and hot rock such as solidified new lava results in an explosive eruption that is a
mixing eruption. As thermal regimes within volcanic edifices determine the eruption types, three
types of regimes are assumed here. A volcano with a low temperature regime (type P hereinafter)
contains a cold aquifer that can be the source of phreatic and phreatomagmatic eruptions when abatch of new magma injects. In a volcano with a high temperature regime (type G), hydro-eruption
hardly occurs because liquid water can not exist in the heated volcanic edifice. Magmatic and gas
eruptions are common to type G volcanoes. A volcano with an intermediate thermal regime (type H)
includes a sub-volcanic hydrothermal system containing hot water (often boiling water and steam).
The hydrothermal fluid in the type H volcano is the source of hydrothermal andmagmatic-hydrothermal eruptions. It is noteworthy that hydrothermal eruption can occur without
injection of or heating by new magma as the hot hydrothermal fluid can explode itself by releasing
thermal energy of the fluid when it is decompressed. These thermal regimes can easily change eachother in response to change of magmatic activity; types H and P change into type G when magmatic
activity intensifies. To evaluate subsequent volcanic activity when a non-juvenile eruption occurs,
it is crucial to realize the internal thermal condition of the volcano beforehand by means ofgeophysical, geochemical, and geological investigations.
キーワード：ガス噴火、水蒸気噴火、マグマ水蒸気噴火、混合噴火、熱水噴火、マグマ熱水噴火
Keywords: Gas eruption, Phreatic eruption, Phreatomagmatic eruption, Mixing eruption, Hydrothermal
eruption, Magmatic-hydrothermal eruption©2016. Japan Geoscience Union. All Right Reserved.

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道南地域の地熱構造
The geothermal structure in the southwestern Hokkaido*早川 美土里1*Midori Hayakawa1
1.北海道大学大学院理学院
1.Hokkaido University, Graduate school of science
北海道南西部に位置する渡島半島には、南部に第四紀火山の北海道駒ヶ岳、恵山、北部に狩場山がある。また、中央部では最近の火山活動が見られないにもかかわらず、地温勾配が高くなっている地域がある。この地域の地質構造は、南北に配列した基盤岩類からなる地塊の運動に支配されており、褶曲構造や断裂系が発達している。この地域は特に「八雲－濁川ゾーン」と称され、多くの温泉及び地熱兆候地が存在している。濁川地
域では、約1万2千年前に形成されたと考えられている濁川カルデラ内で湧出している濁川温泉を利用して、現在森地熱発電所が運転されている。濁川地域、八雲地域および熊石地域は、有望な地熱地域と考えられており、これまでに様々な手法により地熱開発促進調査(新エネルギー・産業技術総合開発機構,1990、1999)が行われてきた。
本研究では、八雲・熊石地域で行われてきた調査の結果から、この「八雲－濁川ゾーン」における地熱構造の特徴を議論した。また、新たに八雲地域における比抵抗構造を、Magnetotelluric法(MT法)により推定した。これにより得られた比抵抗構造モデルと合わせて、八雲地域の熱水循環系について考察し、他の地域の特徴と比較することにより、道南地域の地熱構造の特徴について議論することを目的としている。
濁川地域における熱水は、濁川カルデラ形成時の残熱が熱源となっており、火山ガスの作用を受けた高Cl濃度
熱水であると考えられる。一方、熊石・八雲地域では、ボーリング調査の結果から、この地域の地温の変化は地下深部からの熱伝導によるものであると考えられた。また、湧出する温泉水及び坑井熱水の成分分析の結果から、この地域の熱水は、火山ガスの作用を受けた高Cl濃度熱水と天水の混合であると考えられた。今回得られた比抵抗構造モデルと比較すると、八雲地域と熊石地域の特徴は類似しているが、両地域にまたがるような低比抵抗帯は確認できない。また、八雲地域における熱水は、比抵抗構造モデルと地質柱状図を比較すると、基盤岩である花崗岩や堆積岩類を貫く断層に伴う断裂系に沿って上昇していると考えられる。八雲地域、熊石地域における地熱系の熱源は、他の高地温勾配の地域と異なり、過去のマグマ活動の残熱であると考えられる。
キーワード：地熱地域、八雲、熊石、濁川、比抵抗構造、マグネトテルリク法
Keywords: geothermal area, Yakumo, Kumaishi, Nigorikawa, resistivity structure, Magnetotelluric
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吾妻山周辺の地殻電気伝導度構造
A Magnetotelluric Exploration for Crustal Electrical Conductivity Distribution beneatharound Azuma Volcano, Northeastern Japan*市來 雅啓1、海田 俊輝1、中山 貴史1*Masahiro Ichiki1, Toshiki Kaida1, Takashi NAKAYAMA1
1.東北大学大学院理学研究科
1.Graduate School of Science, Tohoku University
2015年9月4日から17日にかけて吾妻山大穴火口を中心とする約20km四方の領域に16点を設けて３次元地殻電気伝導度構造を推定する為の地磁気地電流(MT)観測を行った．データは各観測点32Hzサンプリングを3日間,1024Hzサンプリングを30時間それぞれ取得した．取得したデータはMetronix社procMTソフトウェアでMT応答関数を計算し，それらの応答関数を用いて位相テンソル解析及び3次元電気伝導度構造推定を行った．位相テン
ソル解析では広域にわたって構造の3次元性が高く不均質性が高い傾向を示す観測点が多い．本発表では
WSINV3DMT (e.g. Siripunvaraporn et al., 2009) を用いて推定した3次元電気伝導度構造を示し，その特徴とそれを基にした吾妻山の地殻深部からのマグマ・熱水供給過程を議論する．
[謝辞] 地熱技術開発（株）御中および日鉄鉱コンサルタント（株）御中よりMT参照点データを御提供頂きました．記して感謝致します．
キーワード：電気伝導度
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立山地獄谷における熱観測について
Introduction of fumarole temperature observation in the Tateyama Jigokudani valley*丹保 俊哉1、松田 好弘2*Toshiya Tanbo1, Yoshihiro Matsuda2
1.富山県立山カルデラ砂防博物館、2.立山ガイド協会
1.Tateyama Caldera Sabo Museum, Toyama Prefecture, 2.Tateyama Guide Council
立山室堂の地獄谷は現在、弥陀ヶ原（立山）火山第４期（原山ほか、2000）の中心的な活動地域となっている。弥陀ヶ原火山の第４期活動は約４万年前から始まったと考えられ、最近１万年間では４回の水蒸気爆発があったことが立山室堂のテフラ層序の分析（小林、1983）から推定されているが、有史以降も1836（天保７）年に水蒸気爆発と考えられる活動があったことが、加賀藩十村役伊東家の「御触留」（富山県立図書館蔵）より読み解くことが出来る（中野・伊藤、1998）。また公的・学術的な記録ではないものの、佐伯（1977）には1949（昭和24）年に地獄谷にあった山小屋の経営者が目撃した小規模な水蒸気爆発と思われる現象について記述が残されている。
近年、立山室堂地獄谷の地熱活動は、2010年5月に発生した硫黄溶岩の流下と燃焼（増渕、2012）、2011年からは噴気する火山ガスの濃度が著しく上昇する（環境省、2012）など、それぞれの関連性については明らかではないものの目立った活動の変化を示している。硫黄溶岩の流下や燃焼は、地獄谷に残る各処の流下跡や実際の目撃事例が河野（1988）によって報告されており、古くは1700年代の加賀藩の記録にも残されている（廣瀬、1984）。また国内では知床硫黄山における大規模な溶融硫黄の噴出（気象庁、2005）をはじめ、近年では吾妻山においてもその発生が確認されているなど、噴気地帯においてはしばしば認められている現象である（気象庁、2005）。硫黄は比較的低温（約113℃～）で溶融することから小規模な発生要因として、高温の火山
ガスそのものが熱源となり地表で昇華した硫黄を溶融させる場合（河野、1988、Harris et al., 2000など）や、比較的浅部に存在する地熱流体の貯留層から直接上昇、噴出する可能性も考えられるが、その発生イ
ベントは不明な点が多い。
本稿では主に地獄谷の火山ガス温度の時間と領域の変化についての調査結果を報告する。地熱流体の活動について示唆する指標となり得るのか、地震・地殻変動などの地殻活動と地熱活動は関連した変化を示すのか、これを長期間連続的に観測し検証を試みた。
本研究はJSPS科研費25350494の助成を受けたものである。
キーワード：立山地獄谷、火山ガス、噴気孔温度
Keywords: Tateyama Jigokudani valley, fumarole gas, fumarole temperature©2016. Japan Geoscience Union. All Right Reserved.

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九重山周辺の比抵抗構造推定
Resistivity structure around the Kuju volcanic group*塩谷 太郎1、宇津木 充5、相澤 広記2、上嶋 誠3、小山 崇夫3、神田 径4、鍵山 恒臣5*Taro Shiotani1, Mitsuru Utsugi5, Koki Aizawa2, Makoto Uyeshima3, Takao Koyama3, Wataru Kanda4,
Tsuneomi Kagiyama5
1.京都大学理学研究科、2.九州大学大学院理学研究院附属地震火山観測研究センター、3.東京大学地震研究所、4.東京工業大学火山流体研究センター、5.京都大学大学院理学研究科附属地球熱学研究施設火山研究セン
ター、6.京都大学大学院理学研究科 技術部
1.Graduate School of Science, Kyoto University, 2. Institute of Seismology and Volcanology, Kyushu
University, 3.Earthquake Research Institute, Tokyo University,Japan, 4.Volcanic Fluid ResearchCenter, Tokyo Tech.,Japan, 5.Aso Volcanological Laboratory, Institute for Geothermal Sciences,
Graduate School of Science, Kyoto University, 6.Technical Division Graduate School of Science,
Kyoto University
九重山は大分県と熊本県の県境に位置する地熱活動の活発な火山であり、特にその中心部の硫黄 山と呼ばれている地域は噴気活動が特に活発である。九重火山の深部ではマグマと考えられる低速度領域が存在していること（吉川他,2005)、深部から浅部に向かって火山性流体が供 給されていること （e.g., Mizutani etal.,1986）が示唆されている。本研究では九重山における 火山性流体の上昇経路を明らかにすることを目的として、2014年にキャンペーン 観測を行った。この観測では九重山を中心とした約30kmの領域に63の観測点を設置した。我々はこの観測から得られたデータを用いて広帯域MT法による2次元比抵抗構造推定を行った。この解析にはOgawa & Uchida (1996) の インバージョンコードを使用した。本発表では、硫黄山を通る北北東-南南
西 方向の測線及びその東側の測線について解析した結果を示した。2つの測線における共通する特徴として地表付近で水平方向に広がる低比抵抗領域、深さ6kmから1kmへ連続する高比抵抗領域とその両側に低比抵抗領域が存在することが明らかになった。本発表では九重山地下の深さ6kmまでの比抵抗構造について議論する。

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霧島火山群硫黄山周辺の温泉・地中温度の繰り返し調査
Repeated survey of ground temperature and hot springs around Iwo-yama, Kirishima VolcanicGroup*鍵山 恒臣1、吉川 慎1、大沢 信二1、三島 壮智1、黄 有志1*Tsuneomi Kagiyama1, Shin Yoshikawa1, Shinji Ohsawa1, Taketoshi Mishima1, Yu-Chih Huang11.京都大学理学研究科
1.Graduate School of Science, Kyoto University
霧島火山群・硫黄山は，韓国岳北西に位置し，韓国岳北西の爆裂火口－硫黄山－不動池を経て白紫池にいたる
南東－北西方向の火山列中でもっとも新しい火山である．硫黄山には古くから活発な噴気地帯が存在し，硫黄も採掘されていた．1970年代から1980年代にかけての熱的調査では，山頂部に150℃以上の高温の噴気地帯存在
し，西側山麓のえびの高原では，95℃（現地における水の沸点）程度の噴気地が点在していた（鍵山他,
1979）．1990年代以降，地熱活動は徐々に低下し，噴気は消滅したが，30℃程度の湧水は湧出を継続しており，同時に行ったAMTによる比抵抗構造調査では，山頂火口下に低比抵抗域が存在していることが明らかにされている（宇内他, 2010）．2011 年に発生した新燃岳の噴火の際には，硫黄山周辺の地熱活動にどのような影響が出るかが注目され，本研究者らも調査を行ったが，有意な変化を検出するにはいたらなかった．しかし，2014年8月以降，地盤変動を伴う火山性微動がしばしば硫黄山地下で発生し，2015年12月には噴気が発生していることが確認された（気象庁予知連資料）．本研究者らは，霧島火山群の活動に関連して硫黄山の地熱活
動がどのような推移を示すかに注目し，周辺において地中温度調査および温泉・湧水の電気伝導度・化学分析
を継続してきた．以下にその結果を報告する．
えびの高原周辺の温泉・湧水の電気伝導度および化学成分の時間変化：えびの高原には，硫黄山の北側および西側に湧水が見られる他，えびの高原ビジターセンターでは掘削孔からくみ上げられた温泉水が足湯として利用されている．これらの水の電気伝導度および化学分析を行ってきた．鍵山他(2012)は，温泉湧水のアニオン
インデックスを計算し，硫黄山に近接する西側および北側の湧水ではほぼ1.0 となり，足湯では0.92 と低下
し，小林市内に湧出する温泉では0.35 と低い値を示すことから，硫黄山付近に湧出する水にマグマ起源物質が多く含まれていることを示している．これらの水の電気伝導度を繰り返し測定した結果（2008 年から2015 年
12 月まで），硫黄山の西麓および北東麓では，雨による希釈のために電気伝導度が大きく変動し，時間変化を議論するには適さないことがわかった．一方，足湯では電気伝導度が比較的安定しており細かく見ると，2008年に225 mS/m，2011年の新燃岳噴火以後235～245 m S/m であったが，2015年12月に256 mS/mに増大している．化学分析の結果を見ると，足湯では，硫酸イオン濃度が1060 mg/lから1130 mg/l に増大し，塩素イオ
ン／硫酸イオン比は0.12から0.09まで徐々に低下している．一方硫黄山西麓では，硫酸イオン濃度は議論できないが，塩素イオン／硫酸イオン比は，0.002から0.014まで増大している．このことは，2014年8月の微動発生
以降，足湯では塩素イオンに比べて硫酸イオン濃度が増大しているのに対して，硫黄山西麓では塩素イオン濃度がより増大していることを示していると考えられる．こうした変化はマグマ起源の火山ガスの供給増大を反映していると思われる．
えびの高原の地中温度の変化：1980年代まで40℃程度の噴気が出ていたえびの高原中部において1m深地中温度の連続測定を行った結果，年周変化を上回る温度変化は検知されなかった．山頂部では現地の水の沸点程度の温度が測定されていることを考えると、地熱活動の活発化はまだ山頂部だけに限定されていることを示している．
文献
鍵山恒臣他(1979): 震研彙報, 54, 187-210.
鍵山恒臣他(2012): 地球惑星科学連合2012年大会SVC49-02
宇内克成他(2009): 地球惑星科学連合2009年大会V161-P004
気象庁134回予知連資料©2016. Japan Geoscience Union. All Right Reserved.

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キーワード：霧島火山群、硫黄山、地熱活動、電気伝導度、火山活動
Keywords: Kirishima Volcanic Group, Iwo-yama, Geothermal activity, Electrical conductivity,
Volcanic actiovity©2016. Japan Geoscience Union. All Right Reserved.

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霧島火山南西部における重力探査
Gravity surveys in southwestern part of the Kirishima volacnic area
*藤光 康宏1、西島 潤1*Yasuhiro Fujimitsu1, Jun Nishijima1
1.九州大学大学院工学研究院地球資源システム工学部門
1.Department of Earth Resources Engineering, Faculty of Engineering, Kyushu University
九州大学大学院工学研究院地球資源システム工学部門地球熱システム学研究室は、霧島火山南西部に位置する温泉地域（霧島温泉郷）の断層構造などの浅部地下構造を解明する目的で、主に丸尾地域及び林田周辺地域を対象とした重力探査を実施した。そして、この重力探査で得られた測点に産業技術総合研究所地質調査総合センター（2013）の日本重力データベースの測点を加え、重力異常図を作成した。
重力異常図からは、丸尾地域の鹿大リハビリテーションセンター付近に北東－南西の走向を持つ重力異常の急傾斜部分が確認できた。これは、本地域に存在が推定されている断層構造を捉えたものと考えられる。さらにその西側には重力の低異常域が広範囲に広がっていることが判明した。従って、この地域は低密度層が深部まで到達した陥没構造であり、周辺地域より温泉水を貯留しやすい、温泉帯水層となりうる構造をしていると推定された。
本研究を進めるにあたり、当時九州大学大学院工学府地球資源システム工学専攻修士課程の米倉侑作氏には、現地重力探査やデータ解析などで多大な協力を頂いた。
産業技術総合研究所地質調査総合センター（2013）日本重力データベースDVD版．
キーワード：霧島火山、重力探査、温泉、地下構造
Keywords: Kirishima volcanic area, gravity survey, hot springs, subsurface structure©2016. Japan Geoscience Union. All Right Reserved.

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