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葛根田、森、松川地熱地域の地熱貯留層中の熱水性鉱物および生産井内のスケールとして産する硬石膏と方解石について、ルミノスコープによるCL像観察、およびCL-SEMによるCLスペクトル分析を実施した。これら3地域の地熱貯留層に分布する熱水性硬石膏には無発光、茶色、薄緑色のCL像が観察される。このうち、茶色のCLはSm^<3+>とDy^<3+>、薄緑色のCLはMn^<2+>の励起にそれぞれ起因し、無発光の硬石膏はこれらの元素を微量含む程度である。森地域産硬石膏スケールはこれらの元素をまったく含まず、CL像は無発光を呈する。葛根田地域における3種類の硬石膏の3次元分布と地下温度の関係は、硬石膏のCLが結晶化する時の流体温度に強く規制されていることを示唆する。一方、森地域に産する石灰岩、熱水性鉱物、スケールという起源ないし生成時期の異なる方解石の間には若干濃度差を有するものの、いずれも赤色のCL像を発し、この発光はMn^<2+>の励起によるものである。石灰岩に見られるCLのMnスペクトル強度は熱水性方解石や方解石スケールよりも弱く、石灰岩のMn含有量が少ないことを反映している。
本研究では、さらにCLによる流体生産フラクチャーの簡易検出法の有効性を検討した。葛根田地域では茶色のCLを発する硬石膏が最新の生成物であり、この種の硬石膏が逸泥付近に分布することから、流体生産フラクチャーは茶色のCL像を示す硬石膏の存在によって特定できることが明らかとなった。また、森地域ではCL像の観察だけで起源ないし生成時期の異なる方解石や硬石膏を判別するのは難しいものの、CLスペクトル強度の併用によって判別できることが明らかとなった。以上の結果から、CL法は、(1)起源や生成時期の異なる方解石や硬石膏の判別(2)流体生産フラクチャーの検出に有効であると結論付けられる。
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