2015 Fiscal Year Annual Research Report
カルデラ形成・珪長質巨大噴火の多様性と噴火準備過程に関する研究
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15H03745
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
中川 光弘 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (50217684)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
栗谷 豪 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (80397900)
吉村 俊平 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (20706436)
松本 亜希子 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 技術職員 (20528260)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | カルデラ火山 / 巨大噴火 / マグマ系 / 珪長質マグマ / 噴火準備過程 / マグマ混合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成27年度では、物質科学的解析のためのルーチン整備に加えて、複数のカルデラ火山について、研究を実施した。その研究実績の概要を示す。
１．Sr-Nd-Pbの同位体比測定のためのクリーンルーム整備とルーチン分析手法を確立した。FE-EPMAについては鉱物・ガラス中の微量成分測定条件を決定した。
２．阿寒カルデラの噴火史および北方四島のテフラ層序について成果を公表した。屈斜路カルデラについては、まずその噴火推移についての火山地質学的成果をまとめ、国際誌に投稿した。
３．インドネシアのリンジャニ火山についてはAD1259カルデラ形成期噴火とそれに先行する5ka噴火について物質化学的検討を加えた。それぞれのマグマはデイサイト質であるが、多くの主成分元素や微量元素で区別することができる。このことから先行噴火のマグマ系と巨大噴火のマグマ系は、共通の初生マグマから単純な分化作用によって生成することはできないことがわかった。南九州の鬼界カルデラについては、カルデラを形成した鬼界アカホヤ噴火と先行する活動長浜溶岩について物質科学的検討を加えた。鬼界‐アカホヤ噴火はSiO2=71-74％の流紋岩が主体であるが、後半にはデイサイト～安山岩までの噴出物も認められる。これらの流紋岩は長浜溶岩とほぼ同じ組成を持つが、FeO/MgO比で明瞭に区別できる。このことから両者の噴火では類似したマグマが噴出したが、そのマグマ溜りは独立していたことが明らかになった。支笏カルデラについては、活動したマグマが斑晶に乏しい軽石マグマ（Aタイプ）と斑晶に富む軽石マグマ（Pタイプ）に大別できることが分かっていたが、本年度では特にAタイプの多様性について詳細に検討した。その結果、Aタイプ軽石は流紋岩質マグマとデイサイト質マグマの混合マグマに、それらとは別のマフィックマグマが混合していることが分かった。
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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
26年度に導入した装置群については順調にルーチン分析ができる体制を整えた。まずMC-ICP-MSによるSr-Nd-Pb同位体比測定の分析ルーチンが確立した。その結果、高精度の同位体比組成が短時間で得られるようになった。またFE-EPMAでの分析についてもガラス中の塩素濃度や石英中のTi量などが定量分析できることが確認できた。これらの元素を用いて元素拡散を評価できるようになった。
リンジャニ火山、鬼界カルデラ、および支笏カルデラについては順調である。リンジャニおよび鬼界ではそれぞれXRFによる全岩化学組成、ICP-MSによる希土類・微量成分組成、そしてMC-ICP-MSによるSrおよびNd同位体比組成を求めた。さらに代表的な試料について鉱物組成の概要を押さえている。その結果、基本的なマグマ系の構造を抑えることができた。
支笏については活動したマグマのタイプ（AタイプとPタイプ）が明らかになり、特にAタイプマグマについてマグマ混合プロセスに時間軸を入れるために鉱物組成累帯構造を検討している。Pタイプマグマについてはまだ十分な検討は実施していない。
大規模噴火に先行する溶岩流出噴火とされている阿蘇火山の噴出物（阿蘇２と４）について概観的な調査を行い、試料を採取した。また姶良カルデラでは、29kaのカルデラ噴火に先行する噴火について概要を押さえ、試料を採取した。これらの試料についての分析準備中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
１．リンジャニ火山については、成層火山形成期の玄武岩～安山岩質マグマの追加分析を行う。リンジャニおよび鬼界カルデラのカルデラ形成噴火については、特に鉱物組成およびその累帯構造について検討する。そして斑晶鉱物組成から噴火までのマグマプロセスを明らかにし、その時間スケールを検討する。そのためにFE-EPMAでの組成累帯の微細構造を検討することに主眼をおく。
２．支笏についてはAタイプマグマは鉱物組成累帯構造の解析に主眼を置き、Pタイプマグマについては、噴火時期および火砕流流出方向による多様性が認められるので、それを確定するためにサンプリングを行う。
３．姶良カルデラ噴火に先行する中小規模噴火については、噴出物の斑晶量・組み合わせを明らかにし、まずはXRFにより全岩化学組成を求める。また鉱物組成分析を行い、マグマ温度や深度の変化を検討する。阿蘇２および４については、当初は28年度にも追加調査と試料採取を行う予定であったが、「熊本地震」により調査は困難と予想されるので、27年度の試料でまず斑晶量・組み合わせおよびXRFによる全岩化学組成を求める。
４．屈斜路カルデラについてはKP4噴火について物質科学的検討結果をまとめ、論文を投稿する。
５．MC-ICP-MSについてレーザーでの微小部分同位体分析のための分析条件の検討をはじめる。その成果を支笏および鬼界カルデラ噴出物で試験的に解析を進める。
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