マグマ中ガス成分濃度測定に基づく噴火開始条件の解明

• Project/Area Number: 15K05274
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Solid earth and planetary physics
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 斎藤 元治 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 主任研究員 (20357057)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2022-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000); Fiscal Year 2019: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2018: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2017: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2016: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000); Fiscal Year 2015: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
• Keywords: マグマ / 火山 / ガス成分 / 噴火開始 / メルト包有物

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、マグマ溜まりからマグマが上昇を開始するメカニズムを解明し、火道内でのマグマの脱ガス圧力を推定するため、国内の活動的火山についてメルト包有物分析を行い、マグマのガス成分濃度を決定する。具体的には、北海道から九州までの活動的火山15個を研究対象とする。必要に応じて現地地質調査による試料採取と岩石試料について蛍光X線分析（XRF）による全岩化学組成を行った後、メルト包有物を電子線マイクロアナライザー（EPMA）および二次イオン質量分析計（SIMS）を用いて分析し、マグマのガス成分濃度（H2O、CO2、S、Cl）を決定する。
令和元年度までに、桜島1914-15年噴火、阿蘇火山中岳1979年、1989年および2014年噴火、西之島火山噴火、伊豆大島火山1777年噴火、口永良部島火山1966年および0.2ka噴火、吾妻山0.6ka噴火の、6火山9噴火のメルト包有物の二次イオン質量分析計（SIMS）測定と電子線マイクロアナライザー（EPMA）測定を実施し、各噴火メルト包有物のガス成分濃度を元にマグマの圧力を算出した。
令和2-3年度は、九重火山1.7ka噴火（メルト包有物10個）、岩手山1686年噴火（メルト包有物14個）、樽前火山1739年噴火（メルト包有物9個）について試料調製とEPMA予備測定を実施し、各噴火メルトの化学的特徴を把握するとともに、SIMS測定のための反射電子像撮影を行なった。ただし、SIMS故障および新型コロナウイルス感染症の拡大のため、予定していたSIMS測定は実施できなかった。
令和4年3月31日で現在の職を辞職することとなり、当該事業の応募資格を失うため、当該事業を廃止することになった。

Research Products

• [Journal Article] Petrological characteristics and volatile content of magma of the 1979, 1989, and 2014 eruptions of Nakadake, Aso volcano, Japan (2018)
  • Author(s): Saito Genji、Ishizuka Osamu、Ishizuka Yoshihiro、Hoshizumi Hideo、Miyagi Isoji
  • Journal Title: Earth, Planets and Space Volume: 70 Issue: 1 Pages: 197-222
  • DOI: 10.1186/s40623-018-0970-x
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] メルト包有物分析による阿蘇火山中岳2014，1989，1979年噴火マグマの揮発性成分濃度 (2017)
  • Author(s): 斎藤元治・石塚治・石塚吉浩・星住英夫
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2017年大会
• [Presentation] 西之島火山噴火マグマの岩石学的特徴と揮発性成分濃度 (2016)
  • Author(s): 斎藤元治・石塚治・中野俊・下司信夫・田村芳彦・森下泰成・野上健治
  • Organizer: 日本火山学会2016年度秋季大会
  • Place of Presentation: 山梨県富士吉田市