Журнал геологии и геофизики
Открытый доступ

Абстрактный

Происхождение родниковых вод типа Арима и связанных с ними источников в районе Кинки на юго-западе Японии

Хитоми Накамура, Котона Тиба, Цин Чанг, Норитоши Морикава, Кохей Казахая и Хикару Ивамори

Редкоземельные элементы (РЗЭ) родниковых вод, поднимающихся в невулканическом преддуговом регионе округа Кинки на юго-западе Японии, были исследованы для оценки их процессов подъема и глубинного происхождения. Анализ главных компонентов данных РЗЭ выявил три главных компонента (ПК), которые охватывают 89% всей дисперсии выборки: (1) ПК-01, который соответствует процессу разбавления, при котором жидкости вводятся в низких концентрациях, ранее представленных основными бинарными трендами растворенных веществ, включая систематику δ18O–δD; (2) ПК-02, который представляет собой процесс осаждения РЗЭ из рассола; и (3) ПК-03, который представляет собой включение РЗЭ из вмещающей породы за счет углеродной кислотности, хотя типы вмещающих пород также могут оказывать значительное влияние на составы родниковой воды. На основе этих трех PC, вместе с основными концентрациями растворенных веществ и изотопными составами водорода, кислорода и гелия, определенными в предыдущих исследованиях, были идентифицированы пять различных типов родниковых вод в районах Арима и Кии: (i) «Тансансен», (ii) «Кинсен», (iii) «Обычный Арима», (iv) «Гинсен» и (v) «Восточный Кии». Эти пять типов, вероятно, представляют собой (ii) глубокий рассол, (iii) эволюционировавший глубокий рассол, который осадил минералы, содержащие РЗЭ, (iv) смесь (iii) и метеорной воды, (v) метеорную воду, карбонизированную глубинным газом, полученным из (ii), и (i) родниковую воду, похожую на (v) с более значительным влиянием вмещающей породы, составляющей водоносный горизонт. Сравнение родниковых вод в районах Арима и Кии выявило систематическое географическое распределение. Тип «Обычный Арима» встречается вдоль Срединной тектонической линии, а тип «Восточный Кии» — в восточной части области Кии. Последний, по-видимому, поднимается в ограниченном регионе, где наблюдаются глубокие низкочастотные толчки. Мы предполагаем, что географическое распределение связано с тектонической обстановкой и/или временной эволюцией подъема флюида.