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図4-1-5. 右半分の浸透率を 10倍に した場合の SPプロファイル.
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Fig. 4-1-6 Current source distribution for a model with higher permeability in the right half space.
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第41';1. SPにf子える地形及び地下物性分布の影特
次に、 浸透率分布は図4-1-5と同 じ状態で、 比抵 抗分布を変化 させた場 合について示 す。 図4-1-7 - (l)は左側の比抵抗 を 1/10にした場合、 図4-1-7 - (2)は、 右側の 比抵抗 を 1/10にした場合 である。 地質モデルとしては図4-1-7 -(1)は左側が低浸透率、 低比抵抗 の岩石(粘土層など)があ る場合、 図4-1-7 -(2)は右側の岩盤が比較的多孔質の場合等に 対応している。 図4-1-3と同様に 低比抵抗側 の電位変化が図4-1-5に 比べて小さくなって いる。 同じ流動系で あって も、 比抵抗分布の違い によってSPプロファイルのパターン が大きく異なること を確認する意味で、 こ の(1)(2)の比較は興味深い。
さらに、 図4-1-7 -(2)において、 右側領域では、 浸透率が10倍とSP異常を大き くする 方向に働き、 比抵抗が1/10とSP異常を小さくする方向 に働いてい るが、 それらの相互作 用の結果として、 右側領域の電位勾配は左側に 比べて小さくな っている 。 このことは、
浸透率と比 抵抗とに空間的変化がある場合、 変化 のオーダーが 同じで あ れば、 比抵抗 の 方が浸透率よりSPへの影響が大きいことを示している。 一般に、 地下水面以深 で は、
浸透率が高いほど比抵抗が 低い傾向が見られるので、 図4-1-7 -(2)のよ うな場合が多い と考えられる。
カップリング係数と比抵 抗とのSPへの影響の仕方を 比べると、 前者は電流源の発生 量を変化させ、 後者は電流源に対して生じる地表の電位差を変化させる という 違いは あ るが、 結果 として現われる SPプロファイルは、 図4-1-3と図4-1-4との 比較から明らかな ように非常によく似ている 。 従って 比抵抗 の代わりに カップリング係数と浸透 率とを変 化させた場合も、 図4-1-7と同様な結果となる。 具体的な地質構造を想定した場合、 例 えば比抵抗 が同程度の火山岩と堆積岩では 、 前者 の方が浸透率が高く速度カップリング 係数が小さいので (Yasukawa， 1993)、 両者が接している山体で は図4-ト7 -(2)のよ うな 結果が得られると予想される。
以上の結果をまとめると、 浸透率、 カップリン グ係数、 比抵抗がとも に 同じ オーダ ー で変化する場合、 カップリング係数、 比抵抗によ るSPへの影響の方が、 浸透率に よる 影響よりも大きいというこ とに な る。
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図4-1 -7 . 右半分の浸透率を10倍にした場合のSPプロファイル.
(1 )左側の比抵抗を1/10にした場合， (2)右側の比抵抗を1/10にした場合.
Fig.4イー7 SP profi le fo r a mo del with x1 0 pe rme abi lity in th e right half sp ace with;
(1) 1/10 resistivity， (2) 1/10 resisvitivityin th e right half sp ace， respe ctively.
120
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m4";'t. SPにIj・える地形及び地下物性分イlîのお作
4.1.2.
崖地形モデル(左右の標高差があるモデル)
次に、 図4-1-8の4つの図の陰影部に示されるような勾配の異なる崖の地形を考える。
このモデルはlつの熱水流 動系内で、 両端の平均の標高 が異なる場合を表わしている。
圧力は地表及び標高-100mの底面で一定とした。 グリッドサイズは5X5m2で、ある。
浸透率10 md、 比抵抗10D-m、 カップリング係数107 mA/sec-m3を用いて、 それぞれの 地形モデルに対してSPを計算したところ、 図4-1-8の点線で示されるプロファイルがそ れぞれ得られた。 山地形モデルでは、 山頂部で地表への流体流入が最大となるため、 そ こに最大の負の電流源が発生してSP負異常のピークができるが、 崖モデルでは高所部 分が平坦なため、 負の電流源はピーク値をもたず、 崖の上部ではSP負異常のピークが できない。 一方、 崖の底部から斜面上では、 流出域から流入域に変わる部分に正負の電 流源が並んで発生するため、 その部分で SP の値 が変化し、 図4-1-8のような結果となっ た。 SPプロファイルが右に単調減少していない部分があるのは、 モデルの斜面が滑ら かでなく段差があるためと考えられる。 いずれの場合もSPは標高に対して負の依存性 を示すが、 斜面がゆるい場合には、 SPの異常が現われるのは麓付近に限られている。
従って、 平均の標高 が左右で異なる崖地形のような場合に関しては、 均質媒体 であって も、 SPは標高に対して必ずしもリニアな負の依存性を持たない。
4.1.3. 地形モデリングのまとめ
地形の影響を受けている場合の流動電位によるSPの分布を、 流速分布からSPを計算 するシミュレータにより計算した。 その結果、 強制的に圧力源を負荷する従来の方法で は再現できない電流源の分布の様子が明らかとなった。 これによれば、 地表及び深部で の圧力が一定に保たれている場合、 山頂付近は流体の流入域、 山麓は流出域となるため、
山頂付近に負、 山麓付近に正の電 流源が生じ、 物性が一様に分布していればSPプロフ アイルは標高に対してリニアな負の依存性をもっ。 しかし流動 域内の両端の地下水面標 高が異なる場合には、 物性分布が一様であってもリニアな関係とはならず、 SPプロフ
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