地質ニュース

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1 一 12 一全国のキュリー点解析結果夫久保泰邦 * 奡獵歵湩佋啂 1. キュリー点法調査キュリー点法調査は新エネルギー総合開発機構 (NEDO) カミ実施する全国地熱資源総合調査の一環として全国の熱分布を求めることを目的に行われたものである 全国地熱資源総合調査の概要については地質ニュース 330 号 NEDOニュース (Vo1.1,No.9;Vo1.2,No.18; Y.1.3,No.32;Yo1.4,N.39) 等で紹介されている. キュリー点法調査は昭和 55 年度より九州の室中磁気探査から始められ昭和 58 年度に中国 四国の解析作業を最後に完了した その結果についてはNEDOニュース 1984 年 5 月号 (Vo1.4,No.40) に紹介されたがここでは若干の解説を加えて報告する. なお実際の現地作業及び解析作業は米国ジオメトリックス社が行い調査の内容については全国地熱資源総合調査委員会委員の各位特に地質調査所津宏治氏並びに小川克郎氏より指導をいただいて行った. れる. データ取得は全国を7 地域に分け3 年半の月目を賞して行われた. 第 2 図には各年度ごとのデータ取得範囲を示す. 側線間隔は3~4km 飛行高度は4,500ft ( 約 1,372m) で航空機としては一部の地域を除きセスナ404 型双発 プロペラ機 ( 写真 1) を用いて行われた.' ' データ耳 { て } 因 寵皿 1 目 S58 正町仔テー一夕,1 ` i β ll! 見好テL 夕 東北 閑東宇小工 1 1 几 m 2. データ取得とキュリー点解析キュリー点法調査とは岩石が磁性を失う温度 ( キュリー点温度 ) に達する深度 ( キュリー点深度 ) を通常の空中磁気データから求め地下の広域的な熱構造を把握するものである ( 第 1 図参照 ). そのためキュリー点法調査は空中磁気データの取得作業と解析作業の2つに大別さ ; { φ 少九州第 2 図 各年度ごとの空中磁気データ取得範囲. ( 䅅剏䵁䝎䕔䥃䅎位䅌䥅匀泌䵁䝎䕔䥃䉏䑙䍕剉䕉协呈䕒䵓啒䙁䍅 1 外 1 一介 ' 婴氀.Z 円一マー..λ. 第 1 図杢中磁気データとキュリー等温面との関係を示す模式図 * 新エネノレギー総合開発機構 ( 現, 地質調査所 ) 地質ニュース362 号

2 全国のキュリー点解析結果一 13 一写真 1セスナ404 型双発プロペラ機 ( タイタン ). このデータと地質調査所が保有する空中磁気データと合わせて日本全土の空中磁気図を作成した. キュリー点法調査の特徴はその解析手法すなわちキユリー点解析にあにあるといえる. も一般的な強磁 ( 約 580 ) にほキュリー点解析 漀 づ泌ぺ μ 釧路. 可 並ごバ動ギ科 { 誠凸篶ノ C; 望 1 ノ { 糾機一 ポデダ ζ 十! 栽箏デガトンチ獄パ雄ノー一 十ヨ1 由ワットド / 糾いか曲第 3 図全国のキュリー点等深線図一 1984 年 10 月号

3 一 14 一大久保泰邦㔰ㄳ〱㐰ヘ ーシ 50 し!. ら. 㐸 伀 P 40 戸 4ぴ舳ワ㐯は〆アハ ートㄳ〧ㄴ いヒ コ 工 50 第 4 図日本および周辺の熱流量 ( 単位 HFU).(UYEDA1972 による ) 喜谷る手法であるといえる 地熱探査を目的とした先駆的なキュリー点解析としてはBhattacharyyaandLeu (1975 ) カミイエローストーン地熱地帯を対象に行った例が著名でその後地下の熱構造を調査する地熱探査手法として脚光を浴びるようになった. キュリー点解析用の手法としてはSpetorandGrant (1970)BhattacharyyaandLeu(1975b) 等が展開した手法カミ上げられる.NEDOが行ったキュリー点法調査では前記の手法を若干変更して利用した. この詳細については大久保 津 小川 (1983) が地熱キュリー点解析と題して報告した. キロ汲 ' 4 ~ 火山フロン / 企 20キュリー点 8km 以浅の州倣 " ワット 3. キュリー点解析の結果第 3 図にキュリー点解析の結果である全国のキュリー点等深線図を示す 霧島等の既存の地熱地帯のほとんどはキュリー点深度が浅く最も浅い地域で7km 以浅と匁る. 逆に最も深いキュリー点深度は15~16kmである. 第 4 図には日本の熱流量と火山フロントの位置を示した 熱流量の分布と第 3 図のキュリー点等深線図を比第 5 図キュリー点深度 8km 以浅の分布域と火山フロント. 較した場合後者は前者より波長の短い異常の分布を示している. 異常域の分布に着目した場合瀬戸内海の低熱流量及び日本海側の熱流量が高く太平洋側の熱流量が低い傾向はキュリー点等深線図にも現われている. 第 5 図はキュリー点等深線図よりキュリー点深度 8km 以浅の分布域を抽出したものと火山フロントの位置を図示したものである. この図から火山フロントと浅いキュリー点深度地域とは良く一致することが読みとれる この様にキュリー点温度面の分布形態を概観した場合今まで我々が知り得た地質学あるいは地球物理学データとほぼ整合的であるといえる. 地域的に見た場合いくつかの問題点が上げられる. この事について以下に列記する 1) 下北半島北部や鬼首盆地等のいくつかの地熱有望地帯においてキュリー点深度が深くだる場合がある一本調査で利用したキュリー点解析手法では広範囲のデータを統計的な考え方で処理し数十 km 四方の地域の平均的キュリー点深度を求めるものであるため局所的高地質ニュース362 号

4 全国のキュリー点解析結果一 15 一局所的異常域典のキュリー一柵胤度而キュリー点解廿斤による \\ ク / レ! 平均的キュリー点温度面 \ 解析 い心一れおよびF 均的キュリー. l11 深度十ウ解析耽咄 Tokam 旺 tsu 呡楯 奕午唉 M 日 kimine H 刮も ro Sllimokaw 齪䭯湯浡椉䡏䭋䅉䑏 䅳ㄱ楢整獵 उ 䅫慢業 य Toyoha Kot 固 k 三 Inn 固 i 佒佋唉 Yal ase Me 舶 u 工 e. 口 C 日 ]cu 工刮 ted 昌日 rizaw 齪 ऱ ヒ コ㐰㔰㘰㜰㠰第 7 図地温勾配 ( 単位 /km). キュリー点深度より算出した地温勾配 ( 図中の ) は以下の仮定に基づく. 1. キュリー点温度 熱伝導率一定 3. 熱の移動は伝導のみであり対流による熱の移動はない 4 地表の高度は65km 65kmの地域の平均値とした温異常域が検出されない現象カミ起こり得る ( 第 6 図参照 ). 下北半島北部や鬼首盆地はその一例であろう. この問題に対処するためには解析手法そのものを見直す必要があるがキュリー点解析の原理から考えて限界があると思われる. 2) キュリー点解析では深部の岩石磁化率の不連続面を求めこれをキュリー点深度と考えるが磁化率の不連続面は岩相変化によるものも存在するはずである. このため解析結果はキュリー点深度で放く岩相の不連続面の深度を示すこともあり得る. 例えば北上山地南東部の大船渡周辺に浅いキュリー点深度分布域があるがこれは地質的構造を反映した一例であると思われる 年 10 月号ㄲ ρ 昌二等担燕第 6 図真のキュリー点温度面とキュリー点解析による平均的キュリー点温度面 \ 尖コミ \\ 石英質せん緑岩ペリトタイトホルンブレンドはんれい岩蛇紋岩化ペリトタイドダナイト粘板岩 ' エクロノヤイトーせん緑岩トン 玄武岩第 8 図 〴ぱ㘰沮度 ( ) 種皮の岩石の熱伝導率の温度変化 ( ハ旧による ) この解決策としては磁気データのみからの解析でなく重力データ等との相関解析によって改善する方法が考えられる. 重 磁力による相関解析については大久保他 (1983) か物理探査学会昭和 58 年度秋季講演会でその一例を報告した. キュリー点深度からキュリー点温度を580 地表の温度を0 としてキュリー点深度に達するまでの平均的温度勾配を計算すると最も温度勾配の高い所で約 83. C/km 最も低い所で29 /km 陸域だけに限れば約 36 0C/kmとなる 一方 UyedaandHorai(1964) の報告によれば陸域の非火山性地域の実測値に基づく温度勾配は30~35 /kmの値を示す 実測値とキュリー点深度からの計算値を比較した場合実測値の方が低い値を示す傾向がある ( 第 7 図参照 ). この詳細についてはSEG 第 53 回 Annna1Intemationa1Meetingで報告した. しかし実測値の測定深度は数百メートル以浅

5 一 16 一大久保泰邦呩䙥〳呩䙥 㔀 TiFe 徽淋 珊 〱㜀 〵㜰琀寒 53 欄 15 螂撚鱗榊 ク ラム ヰ舳 1 15 牡!91 1 榊 8 蜘〵㘵㔸䙥伀第 9 図䙥ヒ コ㐀キュリー点温度と火山岩に含まれるチタン磁鉄鉱の化学組成との関係 (NAGATA,196! による ). 䙥 アハ ートと浅いため表層付近での温度勾配であるといえる 一方実験データによれば温度の上昇に伴って岩石の熱伝導率が変化する ( 第 8 図 ) ことから地下敷 kmの深部まで温度勾配が一様であるとは考えにくい. また磁性鉱物のキュリー点温度はその種類によって大きく変化することが知られており ( 第 9 図 ) 岩石のキュリー点温度も含有する磁性鉱物の種類によって580.Cにならないことが考えられる そのため実測値とキュリー点深度からの計算値とを比較することは単純な話ではない. 現段階ではキュリー点深度に達するようなボーリングデータが狂いため解析深度の定量的評価は容易でないといえる. 温度勾配の実測値と計算値の間のバイアスについてはキュリー点解析あるいは地下温度分布を検討する上での今後の問題として考えたい. 4. むすび本調査で得られたキュリー点深度の分布図は全国地熱資源総合調査の最終成果である地熱有望地域図 ( 第 10 図参照 ) 作成のための広域的な熱源分布のデータとして利用されている. また日本全土の空中磁気データは地熱地帯の地下構造の解明に利用されている 今後これらの成果が地質学的あるいは地球物理学的な議論に寄与するデータとして広く利用されることを期待する. 謝辞 : キュリー点解析結果の公表の許可を新エネルギー総合開発機構からいただいた. ここに関係各位に感謝の意を表したい. 引用文献䉨慴瑡捨慲祹慡湤䱥用ㄹ㜵愩䅮愱祳楳潦浡杮整楣 anomaligsoverye11owstonenationa1park:ma 甘 pingofcuriepointisotherma1surfaceforgeothe rma1reconnaissance-j ofgeophys Res,Vo1 80, No.32,p.4461~4465. 䉨慴瑡捨慲祹慡湤䱥用ㄹ㜵戩印散瑲愱慮愱祳楳潦 gravityandmagneticanoma1iesduetotwo-dimens iona1structures.geophys.,vo1.40,no.6,p.993~ ㅃㄳ Hansen,Okubo,Y,Graf,Tsu,H.andOgawa,K 一 (1983) NationwideCuriePointdepthana1ysisofJapan 卅䜵da摁湭慬䥮瑥浡瑩潮愱䵥整楮杅硰慮摥搀 Abstracts,p-218~223, Nogata,T (1961)Rockmagnetism.Maruzen,Tokyo. 大久保泰邦 (1984) 日本の地下温度分布キュリー点等深線図. NEDOニュースVo1.4,No.40. 大久保泰邦高木慎一郎津宏治小川克郎 (1983) 東北と北海道におけるキュリー点深度解析結果 物理探査学会昭和 58 年秋季講演会予講集,p,34~35. 大久保泰郎津宏治小川克郎 (1983) 地熱キュリー点解析. 月刊地球 No.4,p.233~238. SpectorandGrant(1970)Statistica1mode1sforinter pretingaeromagneticdata.geophys,vo1.35,no.2, p.293~302. Uyeda,S.and 亘 rai,k.(1964)terrestria1 亘 eatfiow injapan.j,ofgeophys.res,vol.69,no.10,p. 2121~2141 山口靖ほか (1982) 全国地熱資源総合調査. 地質ニュース乯 ヒ コⱰ 㔮地質ニュース362 号

6 17 一全国のキュリー点解析結果 η 吾 }- 一 一 一一一群珪拙苗睦曲 亡 誓基壼蹄鞘坤 ^} 申 辞 # 曲鞄苗舘. 顯灘識翻撫 簿鏑雛燦一鰯一欝讃翻無 { 一寒 - 一簑 トン 一帯 奏 η 竃簿 幾蟻轡バ \ 一 \ コ キロ { 飾 剖 γd 一 叩旭, 灘繍駿螺鞍潟擁鎖嚢孫一撃理岱嚢簑アトン柚一 榊mm 肺ホ撒巾 吐出 咄血 ' 皿 曲 [ 一一神柑中軸詑咄舳一一一一一一出山軸空榊蕊簑地熱有望地域図鑑灘欝鰯鱒繊欝 - 舳一一繊綴 一一撃霧靴蟹一 一義昌鵠瀞擦蟷載韻樽製糞第 10 図 1984 年 10 月号

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