岩石-流体反応プロセスのT－H－C連成モデルによる岩石及び土壌変質シミュレーション

摘要

活地熱系ではさまざまな熱水化学反応が生じ，その反応条件を反映した変質鉱物を生成して特徴的な鉱物組み合わせを示す累有配列が形成される。 このような自然現象を理解するために熱水変質鉱物生成に関する温度·化学条件との関係などについて，フィールド調査及び鉱物合成実験に基づく多くの報告がなされてきた。これらの研究の結果から，変質帯を形成する温度，溶液の平衡条件などの化学的特性に関しては豊富な知見が得られている。 しかし，変質帯の形成を理解するためには，化学熱力学的アプローチに加えて流体の発生プロセスや移動現象を考慮する必要がある。 これまでにも風化　 続嵐　熱水変質，変成作用を対象として地圏環境を表現するさまざまな地球化学モデルが考案されており，特に化学平衡論と熱力学的データベースに基づくモデルは数多い。 さらに溶解·沈殿速度を考慮したものも報告されている。また，貯留層の流体流動や広域的な水理場を想定し，地下の流体の流れをモデル化したものも考案されている。しかしながら上述の地化学シミュレーターは地下水埋または地下水理とその場での溶液組成の化学平衡を基礎とするものであり，流体各成分の移動性の差異については考慮されていない。 著者らは,岩石と熱水の相互作用に関する実験的検討から，地下流体の化学組成は流体全体の化学平衡ばかりでなく，岩石と流体との界面の性質や主要元素の物質移動の差異が流体の化学組成の決定に大きな役割を果たしていることを見出している。