7-5-2　成分の特徴

硫酸塩ベースの泉質が多いこの地域の温泉は、無色澄明でとくに変わった色や濁りもなく、みんな似たようなお湯ででバリエーションに乏しいと評されがちです。違いがわかるベテランの温泉通にとっても、それぞれの温泉の個性をズバリ表現するのはかなり難しいみたいです。この項では、温泉成分を比較してみることで、それぞれの温泉にどんな共通点や違いがあるかを見ていきます。

泉質タイプの区分

この地域の温泉はイオンの組み合わせがとてもよく似ていて、Na、Ca、Cl、SO4の４種だけで成分の90%以上を占めてくるわりと簡単な構成になっています。それぞれのイオン比率が増減することで泉質名がちょっとずつ変わってきますが、基本的には同系統の温泉とみてよさそうです。

塩類泉のイオン構成が簡単で成分総計もおおむね等しいときには、イオン比率を円グラフに表現するとそれぞれの温泉の違いをわかりやすく見ることができます。下図7-5-2は各イオンのmval比率をとったもので、右半円が陽イオン、左半円が陰イオンの量比を表しています。それぞれをじっくり見比べてみると、おおまかに３つのタイプに分けることができそうなので、代表的な温泉名をとって仮に以下のように区分してみます。

【四万タイプ】　四万新湯、四万山口など　　（図の左がわ）
　　　ナトリウム(Na)と塩化物イオン(Cl)が大半を占める、いわゆる食塩泉です。

【水上タイプ】　水上、法師、川古、四万日向見など　　（図の右がわ）
　　　カルシウム(Ca)と硫酸イオン(SO4)が成分の大半を占める、いわゆる石膏泉です。
　　　湯宿はナトリウム分がやや多くなっており、芒硝泉なのが個性的です。

【川原湯タイプ】　川原湯、沢渡、湯平、花敷、猿ヶ京など　　（図の真ん中へん）
　　　上２者の中間的な特徴をもつタイプです。各イオンがほぼ均等なバランスで含まれています。

イオン比率でみる関係

円グラフだけでは相互の関係がいまいちよくわからないので、下図7-5-3にはイオン比率を表すグラフを用意してみました。グラフの上方はカルシウム(Ca)が多く、下方はナトリウム(Na)が相対的に多くなるように表現されます。
同様に左側は硫酸イオン(SO4)、右側は塩化物イオン(Cl)が多くなります。分布をながめると、左上には水上タイプの石膏泉(Ca-SO4)、右下には四万タイプの食塩泉(Na-Cl)が位置し、ほとんどの温泉が二つのタイプを結ぶ直線によく乗っていることがわかります。

こういう直線関係がある場合のふつうに考え方としては、両タイプを端成分とする起源の異なる温泉があり、それぞれの混合によって中間の温泉がつくられているとみるのが一般的です。たとえば、四万タイプは海水起源、水上タイプは天水起源だろうかという具合です。ところがしかし、温泉水の同位体による研究（松葉谷1989など）では、ほとんどの温泉は天水を起源とすることで共通することが判り、別々の成因があることは支持されません。この地域の温泉の成因を説明するためには、両タイプの温泉が同時にできるような仕組みがあるようです。

さて、図のなかには直線関係から外れる温泉もいくつかあります。湯宿温泉は左下のほうに位置し、やや芒硝泉(Na-SO4)の泉質に寄っているのが変わっています。この原因はいまいち不明ですが、湯宿温泉の背後の山は大きな地滑り地帯になっており、岩石の粘土化変質がみられるようです。こういう岩盤を通ってくる温泉では、粘土鉱物のイオン交換でCa→Naの変化がおきることが知られているので、そういう作用があるのかもしれません。

奥利根の湯ノ小屋と宝川は、直線関係よりずっと下方（Naに富む方向）に位置しています。これらの成分濃度は他よりずっと希薄なので、Na-HCO3型の地下水が大量に混合したために相対的にNaの比率が増したとみることができそうです。図の右端に１個だけぽつんと飛び出しているのは長野原の林温泉で、平野部の化石海水型の延長に属するものだとみられます。また、鳩ノ湯近辺の良く似た３湯は四万山口とほとんど重なっていますが、これらにはHCOもわりと多めに含んでくるので奥嬬恋エリアの特徴も兼ね備えています。