(財)中央温泉研究所料率|藤藤い木、木tie (昭和53年7月26日) Geochemical Studies on Mineral Springs, XVI. Yunomine, Watase and Kawayu Spas ( 11) Tamotsu  TAKAHASHI and  Koji  SATO Hot Spring Research Center
Abstract
Yunomine, Watase, and Kawayu spas of Kii Peninsula are in the distribution area of Muro group of palaeogene which consists mainly of alternation of sandstone and mud- stone, and conglomeratic sandstone. These_layers show_monoclinal structure with general strike of NE-SW direction and NE dip. From Kawayu to Watase, quartz porphyry dyke belonging to Omine acidic igneous rocks intrudes into the layers with NNW-SSE direc­ tion and NE dip; from Watase to Yunomine the dyke does not outcrop, but its existense in shallow depth is expected. At Kawayu, one fault of E-W direction running along River Daito is inferred. Chemically, main components of thermal water of these spas are Na+ and HCOT. The thermal water of Yunomine and Kawayu outflows naturally or overflows from the wells of shallower depth, while the water of Watase  is  lifted  up  artificially  from deeper wells. From the analysis of the drilling work records in the, area, it is recognized that the distribution of underground temperature is controlled dy the quartz porphyry dyke, and that thermal water with higher temperature is obtained from the wells penetrating the dyke. Mechanisms on the geothermal system of these spas are considered as follows: Kawayu- Thermal water rises up to surface along the dyke and inferred fault. Watase- Thermal water accompanied by the dyke is obtained by drilling, and water temperature is high when the well penetrates the dyke. outflowsxapassing Yunomine- Thermal water accompanied by the subterranean dyke through more permeable conglomeratic sandstone.
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紀伊半島中南部地方には各地に著名な温泉が知られている(第１図)。その中でも白浜温泉や湯の蜂温泉は沸騰点に達するほどの高温を有しており，その生成機構とりわけ熱源の問題に関しては多くの議論がなされている。この熱源として、潜在的な第四紀火山活動に根源を求める意見と半島中軸部および東部にかけて広く分布する新第三紀の酸性火成岩類と密接に関係しているとする意見との２つの考え方が示されている。福宮(1970)はこの地域に第四紀火成岩が潜在している疑いのあることを示唆し、角(1977)はむしろ日本海と四国海盆の高熱量分布、すなわちアルプス造山(新第三紀へ現世)と関連づけて考えた方がよいと述べている。一方，中村・前田・鈴木(1958)は準火山地帯ないし火山地帯における深い相の温泉と。工石英斑岩の火成活動に関連ある熱水性温泉とに分類されるとしている。中村(1962)はこの地域全体の温泉の熱源を酸性火成岩類に求め，これから導かれた温泉は化学成分上３つの相異なる型に区分されると述べている．また，佐藤(1964)・高橋・田中・佐藤(1978)はそれぞれ白浜温泉,勝浦・湯川温泉が熊野酸性火成岩類の活動に起因する鉱化帯・岩脈と密接に関連していることを指摘した.筆者らは昭和50年，51年にわたって和歌山県北東部に位置する湯の峰，川湯温泉と，両者の中間にあり近年掘さくによって温泉開発に成功した渡瀬温泉について地質学的・化学的な調査・研究を行ない，温泉の湧出機構や熱源の問題に関して検討した。なお，これらの温泉についての従来の研究には和歌山県衛生部(1960, 1966)の報告があり,温泉と酸性火成岩類との関係を重視している。c外bus azstsW ;
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2 .地質および地質構造l
紀伊半島四万十累帯の地質概略と温泉の分布を第１図に示す。四万十累帯は北から日高川帯・音無川帯・牟婁帯の３つに区分されており，日高川帯と音無川帯とは御坊一萩構造線により，ま熊野酸性火成岩類、大峯酸性火成岩類田辺層群、熊野層群（中部中新統））交四万十累群（下部白亜系〜下部中新統）を第十図紀伊半島中南部の地質概略と温泉分布口川(紀州四万十帯団体研究グループ、1975に中部加鐘)へ5年玉海洋川由雲た音無川帯と牟婁帯とは本宮断層によりそれぞれ境されている。まこれまでの研究から第日高川帯を構成する日高川層群は上部白亜系,音無川帯の音無川層群は始新統,年妻帯を構成する年妻層群は漸新統下部中新統と考えられている（紀州四万十帝団体研究グループ,第1975),この３つの帝をなす地層を傾斜不整合におおってい中部中新統と考えられる田辺層群および熊野層群が半島西部および東部にそれぞれ分布している(棚井・水野1954)敷きらにはこれらを黄く醸性火成岩類が半島中軸部から東部にかけて広く分布している。この酸性火成岩類は大峰酸性火成岩類と熊野酸性火成岩類とに識別され。前者は主に进入岩からなり低後者は陸上噴出によらて形成されたものと考えられている(荒牧は羽田, 1965 ;荒牧, 1965))は李奥出肉湯の峰、渡瀬および川湯温泉とその周辺地域は打越背斜北翼、さらに紀美谷背斜の東翼に位置している。紀美谷背斜東翼の地層は一般に走向N40° 60°W.傾斜NE 30° 50°であるが，西翼に比してかなり複雑な地質構造をなしている。しかし、この東翼の上部層の分布域にある調査地域周辺では地層はすべてINEに傾斜する単斜構造をなしている(原田ら1967). Fi紀伊半島の四万十累带のうち牟婁带に関してはほぼ全域にわたらて調査が行なわれ、その層序や地質構造についてはすでに絶括されている。(石上ら, 1973 ;紀州四万十帯団体研究グループ, 1 1975）ので明本論ではその層序区分にしたがって記述を中すめる。調査地域には牟婁層群上部層のＥ層*!下部およびＦ層*?下部が分布している(第２図),また,大峰酸性火成岩類に属する石英斑岩がＥ層中に黄入している． E層は地域南西部を占めて露出し，砂岩泥岩互腐よりなっている。砂岩は中粒・堅硬で， 20cm前後の厚さを有するものが多いが，時に1 m以上の厚層をなす場合がある．泥岩は10cm前後の厚さを有するものが多い．局部的に褶曲構造の発達する部分がみられるが、露頭単位の構造であるので、層間異常と思われる。 F層はE層に整合的に重なり，地域北東部に分布している。下部は確岩・確賀砂岩よりなるが、上位に向※ 1 .従来の四村川牟婁層最上部層（原田ら, 1967)寮21.従来の請川辛婁層級下部層（原田ら, 1967).参行金括時(中平江住民)こ関日展背委大出発かっては礫の数を減じるとともに。砂岩・泥岩を多く狭在するは前になり、砂岩泥岩互層に連続的に移化している。碟岩一碟質砂岩は最大層厚200高と見積られ,湯の峰から川湯東方をへて皆瀬川に連ならている58環はチャート・理質真岩・硬質砂岩・酸性火成岩**などより構成されている。砂岩泥岩互層はE層の互層に類似しているが、やず砂岩が厚い。川湯東方の礫質砂岩中には小規模な温泉変質作用がみとめられる。石英斑岩は川湯および渡瀬において, E層を貫く岩駅として存在している。温泉웨さくにはらて明らかになったこの岩脈の状況については後述するが、同岩脈の黄人方向は川湯から渡瀬にかけては走向N35°WE傾斜75°～80°NEを示して露出し旗その北方では地下にもぐるようになる。この地域ではＦ層を買く躊躇はないが，地下深部ではおそらくＦ層を其いていて準その其人方向から湯の挙地域の直下に同岩脈が伏在している可能性もある。肉腿的には自色を星し、石英・長石類の斑晶を多数みとめうるが、有色鉱物はほと丸どみとめられない肌渡瀬において温泉揚さくにはうだ捉えられた石英斑岩は長石類の変質が著しく赤褐色に変色している。また，岩石の割れ目に沿って硫化鉱が生じている。石英斑岩の貫入による接触変質作用は地表においては顕著ではないが、珊瑚く孔内ではその直上の砂岩泥岩互層に対して約１mにわたって熱水変質を与えている。にれは紀伊半島中軸部の大峯酸性火成岩類に相当するものでその買え時期は５万分の１ 「新宮」図巾北西部において,熊野層群（宮井層群）を其いているここの地域を構成する地層は吉般に走向NW－SE;傾斜20°～60°NEの整然とした単斜構造をなしている。川湯・渡瀬温泉付近のルートマップを第３図に，また湯の楽温泉付近のそれを第４図にそれぞれ示した，前者の地域にはＥ層の砂岩泥岩互層と，これを貫く石英斑岩岩脈が分布している．砂岩泥岩互層はNW = SEからNFS方向の走向を示しており，NEないしEに30*~50*傾斜している世原田よ(1967)によると,川湯に露出する石英斑岩はNWW方向によく連続し,本宮断層を横切って日高川帯にまで追跡されるという:1しかし、今回調査した限りでは大塔川両岸の石英斑岩はNNW = SSEの東人方向を示している動きらに、渡瀬から大塔川左岸にかけて東人する石英班岩に対して、右岸側に露出する同岩体は東方に約150m変位しているように分布している。このことから、大塔川沿いにＥ＝Ｗ方向に延び、石英斑岩を胴切りにする左ズレの断層が推定さ岩泥岩互層と、TF層の礫質砂岩とが分布しており、石英斑岩は露出していない動群を越似て[8] N 7 ～ 11 ～ 11 ～ CV T(ゴロー)製加速製行き残無事的処分-関連項小冷衣な測替指数数日入荷をよ
3.掘さく資料の検討
口類出の背面 .ct JR東日系Holeroa-408 243 Jone BN   wark 418 - WK日間正常期景賃講第5図に示した9つの温泉井についてその掘さく資料を収集し、地下地質の状況や地温分布などについて検討した!!その地質柱状図を第6図に示する岩質は夫部分が砂岩泥岩互層であり,き砂岩・泥岩がこれに次いでいる。皆瀬川のNo 2源泉では礫岩が地表から175mまでの深度におたらて存在しているたまた非川湯・渡瀬の４つの温泉井(No.12,17,18,20)では石英斑岩に１時３層遭遇している。これは石英斑岩が地下浅所ではいくつかの支脈に分岐しており、新そのうちの１支脈が地表に達していることを示している。明この地域の地下深部には北方に露出する犬峯酸性火成岩類に連続する岩体が存在していると子想される。また、前述したような硫化鉱の生成や熱水変質作用の存在は，石英斑岩の真人と同時かそれ以降にこの岩体が熱水の影響下にあったことを示すものであり，現在の温泉の成因をこのような熱水作用—鉱化作用—との関連においてとらえることができることを示唆している。据さく深度と孔底温度との関係を第7図第1表に示した。この図から明らかなように，孔底温第6図　温泉井の地質柱状図砂岩11 33. 泥岩2 1. 砂岩泥岩互層石炭斑岩5. 4.築名度はすべての源泉で深度と共に上昇しているが,その上昇率は石英庭岩の有無によって大きな差があることがわかる、すなわち、地温の上昇率は石英斑岩に遭遇している源泉で14℃/100m以上と大きく，遭遇していない源泉で8℃7100m以下と小さめ，ただしNo19は石英斑岩にもっとも近接し、その影響を少なからず受けているためかや・高い地温上昇率を示している。最地温の鉛直分布を第8図に示した.孔底温度の上昇率と石英斑岩との関係でもみられたように,地温分布は石英斑岩の岩体の形状に支配されている。石英斑岩岩脈の貫入方向と直交する形のA一A'断面では，等地温線が岩脈部分で浅く。岩脈から離れた部分で深くなっている。ことに岩脈の傾斜方向であるN E方向よりもS W方向で深いままた，岩脈の貫入方向に平行する形のB − B ′断面では若脈がNW方向で地下にもぐり込んでいる形状に調和的に等地温線が上様の形とほぼ平行している。8このように、この地域の高地温は石英斑岩岩体と調和的に形成されており，地温の異常が石类斑岩によってもたらされているにとは明らかである斑この場合，石类斑岩は温泉水を賦存している(後述)ので，地温の異常は温泉水を媒体とする熱輸送によって主に形成されているとみることができる、石英斑岩から遠ざかると,地温は急激に低下し, A - A断面のNo21 - No22間にいたっては地温は深度に関してほぼ一定となり，地温上昇率は6 ～8℃/100mになっている．ここで特徴的なことは，地温の急激な異常が地下深部で著しいのに対して，その直上の浅部では明時には認めがたく、むしろ安定した地温分布をなしているとみることができる点である。石英斑se also   . JR H (D 45 B) 2011 11284 5 ich - Micrar (3,50x) (海海戦には合小規模ア
薬2 ：温度検層による市や薬面岩の周囲の地層は不透水性の砂岩泥岩互層であり水ここの地下温度の分布は温泉水を媒体とする熱輸送によるものではなく、若若石の熱伝導のみによって決定されているとみなすことができる機したがって、石英斑岩から遊ざかるとその熱的影響は著しく小さくなって、定安した地温分布を示すようになるのであろう．しかし，石英班岩から離れ，一応その熱的影響が非常に小さいと考えられるNo21～No22間の地温上昇率は一般的なそれ(３℃/100m)に比して大きな債を示しており,にの付近の地下それほど深くない所に訊熱的に異常な岩体が潜在していると子想されるよ東東会方式川湯を渡瀬間においてある方定した地温がどの深度であらわれるかを検討したのが第9図である。これはある地下温度を得るためには,価どの程度の掘さくが必要であるかをみるのに便利である。川湯側での資料が1つの温泉井しかなく親不確実な所もあるが大略の様子はうかがうことができる全たの図から明らかな様に、一定の地温に達する深度は川湯側で浅く。 NW方向に向って深度を増している日このような形も石英班岩岩脈が川湯から渡瀬、番さらにNE方向にとだんだん地下にもぐり込んでいる状況と調和的で、石英班岩と地温分布との密接な関連性が示されている。外部機材をもこれは無料の大限な
4 .温泉と地質との関係
i-)念温泉の状況の水泉嵐な内容さ番参加盟通るでこれ以外植湯の峯・渡瀬および川湯温泉には第５図に示したように、総計35の源泉がある。そのうちの29源泉については温度・湧出量などの状況を第2表に示したい営車支給るよう普山川湯温泉は大塔川河床より自然湧出するものを除くと,大部分は掘さく泉でその深度は最大500m皮膚を受け中、味質高業協勢、機保護、無時間程度相場で異なる。  The温泉科学に達するが、ほとんどの源泉は110m以浅にあって比較的浅い、泉温は28°～74℃の間にある、渡瀬温泉もすべて描さくによっているが,その深度は_300~500mの間にあって深い。泉温は47~72.0℃の間にある。海の楽温泉の場合は大部分が自然通出泉であり，揺さくされていてもその深度はせいぜい1.5m程度である、泉温は大部分か80℃以上を示しており，掘さくによって温泉を採取している川湯葉渡瀬温泉まりも高温である。温泉水の化学成分はいずれの温泉でもNatとHCOるを主要成分としており、重曹泉型の泉質を示している。これらの温泉では,化学的に有意義な差はみとめられず、本質的には同質とみなされるか,事この詳細な議論は別報にゆずることにするた.. ( 1年度ミレック(取26 )) (* ii)）温泉の湧出機構の検討はm 00!  O 8 711手200!第二国村保吉瑞達温泉と地質との関係は第３・4図のよりに宗される徳川湯温泉の源泉はすべてＥ層の砂岩泥岩互層の分布地域内にあるが、160粒以上の高温泉は大塔川両岸にある石英斑岩にはさまれた部分,すなおち大塔川左岸の石英斑岩を西限，右岸の同岩体を東限とする約500品の範囲内に限られている。図には示されていないが」ここには天塔川河床よりそのまま浴用に供される程度の温泉水が自然領出しており、その分布も上記範囲内に限られている計また、渡瀬温泉の場合は据さくにようて石英斑岩を捉えた源泉で優勢な温泉が得られており、温泉の優劣は掘さくの深度よりもむしろどの深度で石英斑岩に遭遇したかには巧て決定され月はり深い深度で同岩休を捉えた場合の方が概して高温となっている．これは石英斑岩が温泉水の流動・賦存の場となっていることを示すものであり，地温が石类斑岩の形状に規制されて分布していることも温泉水の流動による熱輸送が大きいことによると解釈することができる.以上の事から川湯・渡瀬温泉における温泉水の湧出機構はいずれも石类斑岩中に既存される温泉水が上昇し、地表に達していると考えることができる。川湯温泉の場合は石类斑岩を開切りにする断層破砕帯も有力な温泉水の上昇通路にならていると考えられる。渡瀬地域には従来おずかの温泉兆候しかみとめられていなからた，その理由は温泉水の上昇通路である石类斑岩の主体は地下に潜り込み支脈の一部がわずかに露出するのみで、周囲の砂岩泥岩互層が温泉水に対して帽岩の役割を果じでいることととすにの地域の温泉水頭日良にもなないない形態に
良くない人にvision of 1944. HUMI 29 A  BEST ELECTRONICが低い(現在でも源泉はすべて機械掲湯によって掲湯している)ことの12点があげられる。山一方、湯の峯温泉には石英斑岩は露出していないが、温泉水の主要化学成分が上記2温泉と同じことからみて，やはり石英班岩が温泉水の流動・賦存の場となっていると考えられる．ここの源泉は礫質砂岩の下底部に集中して分布している。また図には示されていない自然湧出泉や徹温泉の分布は礫賀砂岩層の上半部にまで及犯でいるが、砂岩泥岩互層からは全く温泉の湧出はみとめられない。石英斑岩はその黄人方向からみて，湯の楽温泉付近の直下において硬質欧岩層をも貰いていると予想される。温泉水は石英斑岩から礫質砂岩層の孔隙や割れ目に移動し、地表付近に達すると表流水の流下方向に移動するが、礫質砂岩層の下位の砂岩泥岩瓦層が不透水層をなしているために碟質砂岩層下庭部で主に湧出しているのであろう。海夫雄年文献本献以上述べてきたように，これら諸温泉は石英斑岩中に賦存する温泉水に由来しているという点へ手）及海海岸北海海海岸温保摩 宮崎海海海海海海岸で一数するが、それが地表に達するまでの間にはそれぞれの温泉で特異性がある。このような相強が温泉水の化学組成にどのような影響を与えているかは興味ある問題だが主要化学成分に関してはすでに述べたように大きな差はなく、むしろ同一の性質を示しているといえる。
iii） 温泉の熱源についての考察
角(1977)は西南日本のバリスカントバシフィックおよびヒマラヤ造山帯では最高泉温が60℃以上を示す温泉地の温泉放熱量が大きく，その構成地質の状況からみて高温岩体の賦存が予想されると指摘し、紀伊半島南部の高温泉はアルプス造山との関連で考えた方がよいと述べている。高湿岩体の肤存はこの地域の地温上昇率が一般的なそれよりもかなり高いことからも期待される。一方、５万分の１図巾「串本」および「那智」で、熊野酸性火成岩類などの酸性火成岩類に関連する岩脈がNNW － SSE方向に多数発達していること(水野1956)  広川 水野1965),大塔川上流地域から四村川上流地域にかけて発達する顕著な変質帯が、上記岩脈群と同様の方向性を示しており、熊野酸性火成岩類と一連の火成岩がその地下浅所に存在していることに起因すると考えられること(原田ら、1967)。さらに太地一古座の狐扶岩脈の活動の中心が大峯酸性火成岩類の黄え方向の南方延長上に位置していること(荒牧:羽田, 1965 ;荒牧, 1965 )などから、この地域の地下には比較的大規模な酸性火成岩類が潜在していると予想される．eaこのような火成岩体が高温岩体を形成しているのかどうか分らないが重それが単に冷却途中のもので外からの熱の供給が全くない状態では、それほどの高温は期待できないであろう。地表付近でみられる石英斑岩には硫化鉱の生成がみられ、かっては熱水下の状況におかれていたことがわかる。現在湧出する温泉はこのような熱水の名残りであるかもしれない」いずれにしても，石英斑岩は地下深部の高温岩体ないしそこで生成された温泉水の貯溜層にまで達しており，温泉水の上昇通路として利用されていると考えられる。
4.あとがき
紀伊半島に分布する温泉は従来この地方に広く露出する酸性火成岩類との関連でとらえられてきた．今回の調査でも温泉の湧出が主に石英斑岩からなされている事が明らかとなった．これは温泉水の上昇通路として割れ目に富む石英班岩がもっとも適しているためであり，温泉の起源を考える上にはさらに深部の情報が必要であろう．さらに，酸性火成岩類の主要な露出地域においては，著しい鉱床や鉱化帯とともに温泉兆候がみとめられず，酸性火成岩類，鉱床，温泉といった関係についての検討も必要であろう。最後に，この研究をすすめるにあたって東海大学杉山隆二教授からは終始御指導・御助言を賜った。また、中央温泉研究所益子安所長を始めとし、所員の方々の一方ならぬ御協力をいただいた。これらの方々に深甚の謝意を捧げる。たいない、日常主体援改革に対応も使い予想・機能の水泉基本程度表示（し1. The file of the 1 don : 128海外の空間空間 1110 :古巣組織参考文文字献献文孝国路半月の延長は南部市市(5) 広川泰治（水野篤行(1965); 5万分の1地質図市「串本」および同設明書,地質調査所(6)石上知氏紀州四万十帝団体研究グループ(1973)、紀伊半島中央部の年奥主帯の層序と構造，四万十地向斜シンポジウム論文集(7)紀州四万十帯団体研究グループ(1975):四万十地向斜の発展史,地団研専報第19号(8)  水野篤行(1975)：５万分の１地質図市区那智」および同説明書, 地質調査所(9)村山正郎(1954): 5万分の1地質図市「新宮，阿多和」および同説明書，地質調査所中村久由，前田憲二郎,鈴木孝(1958);紀伊半島中南部地方の温泉群について，地調月報  vol. 9 , (10) No. 5中村久由(1962)：本邦諸温泉の地質学的研究，地調報告 No.192 (11)佐藤幸二(1964):紀伊半島白浜温泉の地質と温泉,地質雑  vol. 70, Na812 (12)角 清愛(1977)：日本における温泉放熱量分布と地質構造区との関係，地調月報  vol. 28. No.5 (13)商協　保、田中　昭、佐藤寧二(1978)：温泉の地球化学的研究　第15報一勝浦，湯川温泉一, (14)温泉科学   vol.28.  No.4棚井徹雅,水野篤行(1954)：紀伊半島東南、「熊野茂田付近の地質構造について一紀伊半島南部の地史(15)学的研究その1一,地質雑  vol. 60, No.700和歌山県衛生部(1960) :和歌山県温泉調査報告,勝浦:潟川温泉,湯の楽:川湯温泉,和歌山県(16)和歌山県衛生部(1966):和歌山県温泉調査報告本宮一中辺路間,和歌山県 eds 10) (17) islumia golans piripals edl' .botourismos 919w_woll_fancildamib-gold_bus_laggismo "ibatiqmop 28W issy and rew learns driw betsques ataw remitm. dici sonifoob  isvalen enwobwaab [subjyibo] 2011(11) aigioq noitsymedo Jr 2017年112 leng wit rol lulesu zi rotugmos golans offering .Hams orew aunifoob .ealsariedt esqqen bus seewhouess to amoldorq
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