松葉谷**群馬県衛生公害研究所(昭和60年1月14日受付);昭和60年4月30日受理) Hydrogenhand Oxygen Isotopic Ratios of Hot Spring Waters in Gunma Prefecture Osamu Matsubaya*, Yukiko Sakai**, and Hiroshi Etchu* Mining College, Akita University ** Gunma Institute of Public Health Hydrogen and oxygen isotopic ratios of hot spring waters were measured about the most of hot springs in Gunma Prefecture. The result showed the following features. (1) The hydrogen and oxygen isotopic ratios of hot spring waters are mostly similar to the local meteoric waters, and their simple meteoric origin is s suggested. (2) The hot spring waters at Kusatsu contain a volcanic thermal water of Cl-SO, type, while the hot spring waters at Manza are an acid SO4 type of simple meteoric origin. The oxygen isotopic ratios of Ohotoku, Yunodaira, Asamakogen, and Shirane Hot Springs are higher than the local meteoric waters, implying they contain a small amount of volcanic thermal water. (3) The high saline water from Mine is a dilution of fossil sea water which is same to the fossil sea water contained in the saline waters from Isobe and Yashio. On the other hand, the saline water from Ohodo has a relationship between 8D ahd Cl- which deviates from the mixing relationship of sea water and meteoric water, and is considered a saline water different from the normal fossil sea water, though its origin is not yet obvious. ##え　が　ポ1群馬県のほぼ中央を東西に赤城山、榛名山および浅間山の３つの第四紀の火山が並び植その北側には燧岳、東日光白根山、武尊山、草津白根山などの第四紀の火山が分布している。この地域は、 .群馬県新第三紀の火山活動が盛んなところでもあり、グリーンタワ果層が広く分布している事内の温泉の大半はこの地域に分布した。様々な泉質の温泉が湧出している寒また、鏡川・確水川流域には泥岩や砂岩を主とする新第三紀の海成の堆積層が分布しており三、化石海水を含むと考えられる高塩濃度泉が存在している。利関:これらの温泉の地質学的研究は木崎喜雄等により精力的に行われており東三般書ではあるが, 2年1.55年年。松葉谷　原神　忌「群馬の温泉」の中に簡潔にまとめられている2%0をれによると県北部の温泉は，第四紀の火山活動に関連したものか、あるいはグリーンタフ果層およびそれを貫く第三紀の深成岩類から湧出しているものである。これらはSakai and Matsubayaの分類³'による火山性温泉とグリーンタフ型温泉に相当するものと考えられる。火山性温泉は第四紀の火山活動に直接関連したもので，多くの場合，酸性泉で，温泉水の水茶と酸茶の同位体比はその地域の天水よりも高い。グリーンタフ型温泉は、ガリシジタワ果層中に浸透した天水が地温により加温され、基ケ川-芝タフ果層中の可溶成分を溶出してきたものである。地球化学的研究としては，酒井幸子等により主化学成分および後量成分についてほぼすべての地域についての研究が行われており、文献４には主な温泉の主化学組成がまとめられている。安定同位体についての研究としては、磯部と八塩の高塩濃度泉ならびに草津と万座の火山噴気や温泉水についての研究がなされている*.6'.ままた理隣の長野県の温泉についての研究の一環として県境近くの若干の温泉について同位体比が報告されている7.8'.本報告は，群馬県の主な温泉について温泉水の水素と酸素の同位体比を測定し、水の起源についての概略を明らかにすることを目的とする。個々の地域については、全国の結果と既に報告されている主化学成分あるいは微量成分の結果にもとづき，温泉の成因や溶存物質の起源などについて考察し，別に報告する予定である。なお、5星尾鉱泉と谷川温泉については既にその種の論文が発表されているか9.101，これらの温泉の同位休比の結果は本報告にも再度載せた.
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2 .試料採集および分析法
今回，同位休止を測定した温泉は図1に示した、温泉水の試料は，若干の例外を除くと， 1979年から1983年の間に採集されたものである。また、此較のために若干の河川水や地下水も採集した。 odi inodis betuasem etsin ern ern ern entiqs for lo aoitsi biqotosi negyzo bus asg温泉水の水茶と酸紫の同位体比は,通常のウラジ湿元法および水と二酸化炭茶の交換法で測定された。測定された同位体比は，炎式で示すように標準平均海水（SMOW）のの同位体比と比較した場合の偏差α( δ値)市として干分率((グニミル,植%)で表わされる。 s nisi corts td .migrio priosiom sigmia to eqvi 10S P n RRx 99/x0 ir+ dn) Xg10g2 foH austid2 bus .nagodsmisa Ispol ad = \RsmowここれでのRxDとRsмowは試料および標準平均海水の水茶同位体比(D/H)あるいは酸茶同位体比( 180/160) であり、2が値はそれぞれ8Dあるいはな!8O1と記されるyb ai bomsine tou si mino all結果および考察同位体比の測定結果は表1に示した。表1には，参考までに泉温，pH，蒸発残留物（E. R.）および化学組成を載せてある。 pHは現地で測定した値であり，蒸発残留物は大気中で110℃で乾幾した時の価であるの北学組成欄には川陽不オンと陰イオンについてそれぞれ当量濃度の割合が20%以上のものを遺度の高い順に示しておる。この定性的な組成表示と蒸発残留物の量を組み合せると，.温泉水の大体の化学的性質が理解できるものと思われる。立入数や随活山水の基基本時間にれらの温泉水の水茶と酸茶の同位体比の関係は、高塩濃度の大戸ポーリング井大(No33) cと領3（No40）を除くせい.図2に示すとおりででおる舞にれらの温泉水の大部分は本州内陸地域の天水の平均的な関係である8 ±¹8O + 17にほぼ一致した関係を示す。天水の測定例が少ないので確かではないが、温泉水と天水の間に有意の差が認められない時にのことは共に対らの温泉水が単純な天水起源のものであることを示している。しかし，若干の温泉は図2で8D =8 δ18O + 17よりも右側に外れる関係を示し，単純な天水起源でないことを示唆している。、以下にこれらの温泉水の起源について考察する. 3. P 天水起源の温泉天水起源の温泉水の同位体比は8Dで−60 − −90‰,  818Oで−9 − −13‰と比較的広い範囲に入る。これは，それぞれの地域で天水の同位体比に差があることによる。それぞれの集水域を比較すると,例えば,片品川流域の温泉(No 1 ～ 5 )はoDが一81 ～ 786‰,  ob Oか− 12.0~~ − 12.9
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Meteoric water第36巻(1985)群馬県の温泉水の水茶および酸素同位体比
%,一あるいは利根川上流域の温泉下(Na 6 ～ 9 )は8Dが一69 ～一77%, 818Oが一10.9～ − 11.9‰と同一流域内ではほぼ同じ同位体比を有しており、しかもこの２つの流域間では平均して8Dで約10‰、δ¹åOで約1‰の差がある。全体を見ると，南に行くほど同位体比が高くなり，8Dとが80の関係が太平洋側の降水の平均的な関係である8D = 8 δ 18O + 10に近づく傾向が見られる。南にいくほど太平洋側の降水の影響を大きく受けているものと思われる。日本各地のグリーンタフ地域の温泉では、温泉水のがその地域の天水よりも0.5～1‰高くなること（oxygen shift ＝酸素同位体比のすれ）が多い11121. ～ところが、群馬県ではこの酸素同位体比のずれを起している温泉が少ない。酸素同位体比のずれを起きない理由として、温泉水が貯留されている地層中に炭酸塩鉱物があまり含まれていないこと水および貯留層中での温泉水の滞留時間が短いことなどが考えられる。したがって，温泉水に酸茶同位体比のずれが見られないことは，群馬県の温泉の成因や貯留機構を考える場合の１つの重要な情報となるように思われる。酸素同位体比のずれが見られる温泉としては、後述の火山性温泉を除くと、田代(No24),平出来吾妻(No27),東軽井沢(No39),野栗沢(No43),綾川(No44)などがある。これらは,いずれも塩濃度が比較的高く，除花花ンとしてはCl-とHCOsを主とするものであり，天水起源の温泉水が炭酸塩鉱物を多く含む地層中で酸茶同位体比のずれを起した可能性が考えられるが、他の可能性として天水起源の水に少量の化石海水が混入していることも考えられる。しかし，今回の同位体第36巻(1985)比の結果からは両者のいずれかであることを判断するのは困難である。詳細は部文前には三原達/な施大き（ Aget = HD . ※ 0 = 0*'s . ※ 0 = 0* ）未著の注3.2万火山性温泉できたないから特界を集の興奮戦後に口を以下水部行動にない形典O今回生対象とした温泉の中で典型的な火山性温泉は草津温泉である。同位休比を測定した４源泉のうち万代鉱（Na19年11月）と他の13源泉とは同位休比が異なっている。これは、日清楼と倉橋が指摘しているように，この地域には高い同位体比を持つ酸性のCl一SO,型の熱水（火山噴気および温泉水)をと(天水起源のSO,型の酸性熱水があり,両者が様々な割合で混合していることによ( 2 ) (万座温泉の5源泉( №20年1 ~第5 ).初火山性であるが陽否の同位体比はこの地域の天水、例えば湯尻川(No21 → 21)や矢瀬川(No22 → 21)とほぼ同じでありないこれらの酸性熱水は草津のSOU型熱水と同様に天水がH 2S Iを含む蒸気で加熱されたものと考えられる。図ここはる長粒剤剤介類今その他の温泉では、北徳:(Na17)5と湯の平(Na18)5が天水より高いな!!Orを持ち場のしかもHzSを含んでいることから判断して,るCl三SO,型の火山性熱水が岩石との反応で中和されたものを含んでいると推定される。また、林堂の井戸（No28）と浅間高原の(No29)。も浅間山に関連した火山性熱水を含んでいるのではないかと思われる。旧光白根山の西麓に位置する白根山(No.2)入も天水よりも高い8!80を持ち，火山性熱水の影響を受けている可能性が考えられる。こき即走上位のたしか数で詳細なS Mutterの10 20 11 at 0*18 .02 .34 a大戸ホーリング井(No.33, Cl-=15.4g/l)と嶺(No.40, Cl-=4.57g/l)は高塩濃度の鉱泉で, Figure 3. Relationship of hydrogen isotopic ratio against chloride concen- tration or oxygen isotopic ratio of the high saline waters from Mine T H本泉島のBiland Ohodo! The relationships of Isobe and Yashio are also shown名義活 『 (after Matsubaya et al 5 .).  S. W. shows the relationships tof tsea )木以[山.31年創業前　海路港water北海道の泉野線るもは日本橋市大井自港湾（1881）施設合　.出発表示（19新第三紀に海成層が堆積した当時の海水を起源としているものと考えられる海その当時の海水のδD, δ¹δΟおよびCl-は現在の海水（ δD= 0‰, δ¹δΟ= 0‰, Cl-=19g/l ）と大差ないと推定されるが、典型的な化石海水では8DとCl-が堆積当時の価を保持しているにもかがおらずみが18Oが炭酸塩鉱物などとの酸素同位体交換により様々な程度に高められている現場ところがなするD,な!80およびCli間にこのような典型的な関係が見られない例も観測されており, B化石海水のCl-あるいt of the filmは8Dが変化した可能性が示唆されている10%を採用意同47面積1大戸ポーリング井と微のなD'とCl-の関係と8D'と6!8Oの関係を対比させると図3に示すとうりである。 PWについてみるとは8D%と(CHの関係は海水と天水を結ぶ関係とほぼ一致しました。8D%とは180の関係はδ'80が約半11%まで高められた海水と天水を結ぶ関係でおり大典型的な化石海水と天水の混合関係が見られる。図３には磯部3(嶺の南2km)や八塩4(嶺の東南24km)及の塩水の関係型を示したが、微の関係はこの磯部や八塩の関係とほぼ一致している。ましたがって、朝縦の塩水は磯部や穴塩と同質の化石海水が天水によりふらに落釈されたものである。丁湖畔ふふ大夫居求要リスグ井の8Dgが8DおよびCl-間の関係は微とほとたく異なり、6DgとCl-の関係が毎水と天水を結ぶ統よりも大きく右側にずれ、6DとながOの関係が海水と天水を結ぶ関係にほぼ中致している。この関係は秋田県の森岳温泉121の関係と類似している。この種の塩水も恐らく化石海水と思われるが、δD, δ 180およびCl-のとれがどんな過程で変化したのかは明らかでなく,今後の研究により解明されねばならない問題である。県郡は倉き木郡百町。  818 ,文泉越の美術館建（Egya Le - 10  ,04nx)館さ（Egya Le - 10  ,28b2）4b3  :  U -
4 .ま　と　め
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群馬県の主な温泉について測定された温泉水の水茶と酸茶の同位体比から、温泉水の起源として次のことが明らかになった） (1)大部分の温泉水は，同位体比がその地域の天水とほぼ同じであり，単純な天水起源である。 (2)　火山性温泉については，草津温泉で火山性熱水の寄与が認められるが，万座温泉は単純な天水起源である、応徳温泉，湯の平温泉，浅間高原温泉，白根温泉などでも火山性熱水の寄与が考えられる。" (3) 硫鉱泉は磯部鉱泉や六塩鉱泉と同質の化石海水が天水によりさらに省釈されたものである。ところが、吾妻町の大戸ポーリング井から得られた塩水は、8DとCl-の関係が化石海水と天水の混合関係から著しく外れており、微鉱泉に含まれる化石海水とは異なる成因のものと考えられる。しかし，これが何であるかはまだ明らかでない． 1）新井房夫(1964).群馬県の地質と地下資源. 20万分1群馬県地質図説明書、内外地図. J 2 )木崎菜雄(1980),群馬県の温泉,木森敬,萩原遥福,上毛新聞社, P. 32～64. 3 ) Sakai, H. and Matsubaya, O. (1974). Isotopic geochemistry of the thermal waters of Japan and its bearing on the Kuroko ore solutions. Econ. Geol. 69, 974~991. oiteleR  .E arusifi 4 ）酒井幸子(1981).群馬県下の温泉水中のホウ酸含量.温泉科学31, 128~138. 5 ）松葉谷治, o酒井助,佐々木昭(1975),秋田県,著森県の黒鉱地域およびその周辺の温泉水についての同位体化学的研究動地調月報26:11 1~~11: .W .2  .(. le is sysductsM refis) 6 ）清楼保弘,倉橋誠(1982) ,草津白根火山周辺における酸性泉の化学成分を同位体組成,地球化学16, 17 - 24. 7）松葉谷治, 酒井均, 日下部美術佐将木昭(1980)。長野県の温泉についての同位体化学的調査報告。 岡山大学温研報告 50, , 17 ~ 24, 8 ）阿部修治、酒井均(1983)。中部日本内陸地帯の諸温泉・鉱泉の安定同位体組成、温泉工学会誌18, 18 —50, 9 ）酒井幸子、松葉谷治，鈴木励子(1983)。群馬県星尾鉱泉の流下による組成変化と石灰華の生成について、地球化学17, 127 ~ 135. 10）酒井幸子，松葉谷治(1985),群馬県下谷川温泉の化学的特徴およびその起源，日本地熱学会誌， 7 , 99-110. 11）松葉谷治(1981)。水茶および酸素同位体比からみた温泉水の起源。温泉科学31号47号56. V H 12）松葉谷治,「越中浩、小室昭告（1983） 秋田県の温泉の同位体地球化学的調査報告. 秋田大学鉱山学部地研報告48, 11-24. edA ouxliX bus sboll onessT vyoloados Γ  2  obneibs. Isinlanbul to  yousaA  asqut to  young  isolaeq :10) viinilse daid to earlings unilied green anived all tol awoul al sore omegoming odT is lisbesuriT bus notisinoles oites gaizim tot bordem (SEGI) s'imonolu'l  .(I) gai 00$/11.xsm idS to explow gaings tod to steb isplicisms of beilggs orew mergeib gaistine-10 (ETEI) e'le ed   .sets view odi in meinsdoera bus enulouse femiedioes adt vitisio of rebio ni omesom stilloonoo IO ni I\gm 000,9 to ai manyaib zqlading-IO edi ni retsw lammedi laniging betamin gnixim ad becabong ad vsm teteer gaings ton does and I neewded sonerettic tears on ei ared T   . retsw socials adi diffw retsw famiedt isnighto adi lo -inw.bottern a’imotuslu’! edi yd esoni bus metasib eveds edi yd benis!do soite1 gnixim adi .oldmis os si bunoughebun ant ni gairmono sessong gaixim isdi eworle do edi ni anos valading daid one bauons one nottalib one more atola anitaliveb adi redred nt retary termedi bexim dose only griloop griwollot fil enow metasib velsitas-lo (** + o — 1)(011 — ° T) — T Δ as batnesseder sessed gailoob adj onestablin est ears omesomid? uodsolida pure didab of 03 is niov researcheing aidable imagin a sonalaiza adj alsongue aidT . Of Off as triod suiliod edi of anibの健康基準出す現一さで国体制に支援され(HOOOS経験施工,海や83財集基準出版率を受け歌山家間される古,俳念陣の歌をリピク歌山園ё道,日本部の内森半,る本文一の歌歌い小遊すホートでのは合い変異な大関に建設禁止を廃組。日本新幹線は1995年により、日本新幹線をで新ペンリトで封殺率夏針,社会時にはるというるつはさまある新た後悔を見逃げる。そして、機版のイースで、さま.ううちまの時は金融スマニやティースでるするなら江井スマ来にイース方法はこれは文命のこれるウンド活になり街を目指するほの環境制競役を務めており、解禁さる期報の佐南橋出身部の位半足町 ,日本さん一天神公学出の東部龍橋半足町 ,日本時刻の名誉者にの方でき料理実の爆発的容出発動の意義機制の固定引き資源。るネテでき込入路策は頭命を付きを海外の泉部・熱部の設定区間 ,を除けた北海線的行動物園駅の広瀬横出の熱熱東海交(資元(工のテ) ,アローコ東海部を重要の報告訓練動の設定型型,関連項目の出荷の楽部・検出の設定型,本体