与日本中部以北松代震群(1965~1967年)相关的地壳中部流体:地球化学反演

摘要: 日本中部长野县北部的松代地区,1965~1967年经历了一场与地面隆起、地下水上涌有关的严重震群。对该震群区域的地表水和地下水地球化学以及同位素地球化学做了调查研究,从盐泉、淡水、浅井和沿松代断层带7口深井(井深最大可达600m)采集了水样。该断层带深井水样分析结果表明,水中溶解的Na,K,Al,Cl,Br,B及SiO₄含量与δD,δ¹⁸O,δ¹³C值呈线性增长。氢、氧同位素比率表明井水是地表水和富同位素重水(如"安山岩型水",Giggenbach,1992)的混合物。假定同位素重水中的δD与"安山岩型水"相似,根据井水的分析数据可以恢复深部卤水的地球化学特征。恢复的深部卤水组分富含Na,Ca,Cl以及HCO₃,并且总溶解固体量与海水相近。估计恢复组分的水位于断层带深处(深度>3km)。现有数据显示松代断层带地球化学体系自该震群结束后从未改变,恢复的水组分与触发震群的卤水相似。恢复水的盐度没有来源于海洋板块俯冲脱水的深部卤水的高,深部卤水的Cl含量是海水的两倍。相对于海水,低盐度比是火山区域中部地壳流体的特性之一。