火道内マグマの脱ガスと黒曜石形成過程の解明 : 噴火多様性の理解に向けて
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22K03739
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 17030:Human geosciences-related
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| Research Institution | Aichi University |
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Principal Investigator |
古川 邦之 愛知大学, 経営学部, 教授 (20440620)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金丸 龍夫 日本大学, 文理学部, 准教授 (40453865)
壷井 基裕 関西学院大学, 生命環境学部, 教授 (60411774)
宇野 康司 兵庫県立大学, 環境人間学部, 教授 (10510745)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 黒曜石 / 珪長質マグマ / 含水量 / 火道 / カワゴ平火山 / 軽石 / FTIR |
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| Outline of Research at the Start |
珪長質マグマは、発泡により大量の軽石を放出する爆発的噴火や溶岩が流出する非爆発的噴火を起こす。これらに加えて近年、溶岩流出と爆発が同時に起きるハイブリッド噴火の存在まで明らかとなった。これらのように噴火が多様化する主な原因は、火道内マグマにおける脱ガス過程にある。しかしその過程は十分に解明されていないので、珪長質マグマにおける噴火様式を支配する仕組みの理解には至っていない。近年、これを解く上で火道内における「黒曜石」の形成過程が重要な鍵を握ることがわかってきた。そこで本研究では、地質調査、岩石学的分析、そして岩石磁気分析により、黒曜石の形成に至るマグマ脱ガス過程の詳細を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は地下の珪長質マグマにおいて、どのように脱ガスが進行し、それが噴火様式とどう関わっているのか、という基本的な火道プロセスの理解を目的としている。それを解く鍵として、火砕岩中に含まれる黒曜石、および黒曜石溶岩に注目している。2022年度は、伊豆半島に分布するカワゴ平火山を対象とし、その調査、試料採取、化学分析、分光分析を行なった。カワゴ平火山は、約2,000年前に複数回の火砕噴火を行い、その後に黒曜石の溶岩が流出した。火砕噴火の噴出物についても、多くは軽石からなるが、黒曜石片も同時に含まれている。本研究では、火砕噴火の1層準から化学分析用の黒曜石と軽石を採取し、5層準と溶岩流から分光分析用の黒曜石を合計122試料得た。XRFによる化学分析の結果、黒曜石と軽石は同じ組成であることがわかった。これは、軽石噴火中に古い黒曜石が混入したわけではなく、同時期の噴出物であることを意味している。つまり、噴火の過程において、脱ガス様式の違いにより軽石と黒曜石の両方が形成されることを示唆している。また分光分析については、FTIRにより赤外分光を分析した。これにより、黒曜石中の含水量を推定することができる。その結果、上位の噴出物ほど含水量に乏しい傾向が明らかとなった。噴火初期の黒曜石の含水量は1-2 wt.%だったのに対し、徐々に減少し、最上位の黒曜石溶岩では0.2 wt.%程度であった。メルトに溶解できる含水量は圧力依存があるため、この結果は、黒曜石の形成場所が時間とともに浅くなることを示している。このような黒曜石の含水量の詳細な時間変化を明らかにした例は日本の火山では初めてであり、今後はそれを説明する詳細な噴火様式の変遷モデルを構築する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2022年度は、カワゴ平火山において3日間の現地調査を行った。条件の良い露頭を迅速に発見することができたため、サンプリングを予定通り行うことができた。採取した黒曜石と軽石の化学分析については、関西学院大学の壷井研究室において壷井氏が円滑に行うことができた。またFTIRに用いる薄片試料の作成についても、学生を雇うことで速やかに行うことができた。そしてその分析については、古川が関西学院大学で行った。これらの過程においてトラブルがなかったため、研究は予定よりもやや早いペースで順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
FTIR分析によりわかってきた含水量の時間変化は、珪長質マグマによる噴火活動の推移を理解する上で非常に重要である。よって、その証拠をさらに強固にするため、分析試料数を増やす予定である。また、黒曜石の微細組織を詳細に観察し、含水量との対比を行う。さらに、FTIR分析の含水量変化で示された通り、黒曜石の形成深度が異なる場合は、熱履歴が異なる可能性がある。熱履歴の推定には古地磁気の情報が有効である。そのため、次年度は古地磁気分析を推進する予定である。
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Report
(1 results)
Research Products
(1 results)
