Preliminary evaluation of influence of magmatic process on geo-/hydro-thermal activity prior to explosive eruption using noble gas isotopes

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K01322
• Research Institution: Fukushima National College of Technology
• Principal Investigator: 佐藤 佳子 福島工業高等専門学校, 化学・バイオ工学科, 特命准教授 (40359196)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伴 雅雄 山形大学, 理学部, 教授 (50208724) ; 山崎 誠子 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, 研究員 (90555236)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 希ガス / 火山噴火 / 火山活動評価 / 同位体 / 熱水 / 温泉水

Outline of Annual Research Achievements

代表の佐藤及び研究分担者の伴氏、山崎氏、連携研究者の武部氏が所蔵している、蔵王火山などの火山噴出物や火山岩等の試料を用いて、岩石記載や化学分析を含め、精密カリウム定量・精密希ガス同位体測定を行ってきた。
また、下記の点に力を入れており、伴ら（2016）の火山噴火履歴のまとめである、最新の火山地質図を元に、ケーススタディをより詳細に行い、現在研究協力者の武部を筆頭として論文としてまとめつつある。ここでは、主にK-Ar法のうち若い火山岩試料に特化した感度法による年代測定結果について、議論を行ってきた。
一方、K-Ar年代測定法についてもスコリア質の溶岩の発泡度や緻密度の岩石学的影響が希ガス同位体の脱ガス作用、希ガスなどのマグマの溶解度などの影響を反映していることが考えられるため、火山噴火準備過程の解明に役立てられるように、データ整理を進めている。また、武部他（2011）におけるマグマミキシングの際の証拠として記載されている、薄片上での包有物や累帯構造について、局所レーザーによる希ガス分析の応用をも検討してきた。
新たに2016年以降から、カルデラ湖の蔵王御釜湖の水を採水し、周辺の噴気を湖水の中に反映されているかどうか、希ガス同位体比測定によって確かめ、軽い質量数の希ガスにわずかな同位体異常を検出したため、これらについて、先行的に採取した蔵王周辺の温泉水・湧水などと共に、同位体によるマグマ起源物質の寄与の検討を行っており、現在特集号への論文を準備中である。
前年から引き続き希ガス同位体測定装置の制御系の安定性と精度向上のため、最新鋭のデータ処理系と連結しつつ、さらなる高精度分析を目指し連携研究者の熊谷氏と共に運用を行っている。

Research Products

• [Journal Article] Structure of the shallow magma chamber of the active volcano Mt. Zao,NE Japan: Implications for its eruptive time scales (2019)
  • Author(s): Nishi, Y., Ban, M., Takebe, M., Alvarez-Valero, M. A, Oikawa, T. and Yamasaki, S.
  • Journal Title: Journal of Volcanology and Geothermal Research Volume: 371 Pages: 137-161
  • DOI: doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2019.01.003
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Triassic marine Os isotope record from a pelagic chert succession, Sakahogi section Mino Belt, southwest Japan (2019)
  • Author(s): T. Nozaki, T. Nikaido, T. Onoue,Y. Takaya, K. Sato, J. Kimura, Q. Chang, D. Yamashita, H. Sato, K. Suzuki, Y. Kato, A. Matsuoka
  • Journal Title: J Asian Earth Sciences: X Volume: 1 Pages: 1-9
  • DOI: /doi.org/10.1016/j.jaesx.2018.100004
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Evolution history of Gassan volcano, northeast Japan arc (2018)
  • Author(s): Oizumi, R., Ban, M. and Iwata, N.
  • Journal Title: Open Journal of Geology Volume: 8 Pages: 647-661
  • DOI: 10.4236/ojg.2018.87038
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Regional scale rifting and subsidence in the vicinity of Iheya-Minor Ridge, the middle Okinawa Trough: Cruise results of KM17-12C (2018)
  • Author(s): Kumagai, H., Kitada, K., Takahashi, A.
  • Journal Title: JAMSTEC Report of Research and Development Volume: 27 Pages: 68-76
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A series of scientific drilling at the areas of submarine hydrothermal deposits with core-log integration for deciphering mineralization processes (2018)
  • Author(s): Hidenori Kumagai, Tatsuo Nozaki, Jun-ichiro Ishibashi, Tomokazu Saruhashi, Lena Maeda, Yu’ usuke Kubo, Ken Takai
  • Journal Title: The Twenty-eighth (2018) International Ocean and Polar Engineering Conference Volume: - Pages: -
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Evaluation of the toxicity of leaches from hydrothermal sulfide deposits by means of a delayed fluorescence-based bioassay with the marine cyanobacterium Cyanobium sp. NIES-981 (2018)
  • Author(s): Yamagishi, T., Fuchida, S., Katsumata, M., Horie, Y., Mori, F., Kitayama, A., Kawachi, M., Koshikawa, H., Nozaki, T., Kumagai, H. and Ishibashi, J.-I.
  • Journal Title: ECOTOXICOLOGY Volume: 27 Pages: 1303-1309
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 長期海底放射線測定のためのNaI(Tl)γ線測定装置の開発と海底での最初の測定 (2018)
  • Author(s): 蜷川 清隆，豊田 新，中川 益生，藤原 泰誠，山本 勲，熊谷 英憲，木下 正高，久保 信，芦 寿一 郎
  • Journal Title: ESR応用計測 Volume: 35 Pages: 4-11
• [Journal Article] Onboard experiment investigating metal leaching of fresh hydrothermal sulfide cores into seawater (2018)
  • Author(s): Fuchida, S., Ishibashi, J.-I., Shimada, K., Nozaki, T., Kumagai, H., Kawachi, M., Matsushita, Y., Koshikawa, H.
  • Journal Title: GEOCHEMICAL TRANSACTIONS Volume: 19 Pages: -
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] レゴン州立大学におけるAr/Ar年代測定-産総研K-Ar年代との比較研究- (2018)
  • Author(s): 山﨑誠子
  • Journal Title: ESR応用計測 Volume: 34 Pages: 46-
• [Journal Article] 希ガス同位体分析の阻害要因除去方法 (2018)
  • Author(s): 佐藤佳子、熊谷英憲
  • Journal Title: JAMSTECシ－ズ集 Volume: - Pages: 467-
  • DOI: www.godac.jamstec.go.jp/catalog/seeds/metadataDisp/seeds_0039
  • Open Access
• [Journal Article] Changes in detrital input, ventilation and productivity in the central Okhotsk Sea during the marine isotope stage 5e, penultimate interglacial period (2018)
  • Author(s): Francisco J. Jimenez-Espejo, Antonio Garcia-Alix, Naomi Harada, Andre Bahrd, Saburo Sakai, Koichi Iijima, Qing Chang, Keiko Sato, Katsuhiko Suzuki, Naohiko Ohkouchi
  • Journal Title: Journal of Asian Earth Sciences Volume: 156 Pages: 189-200
  • DOI: doi.org/10.1016/j.jseaes.2018.01.032
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] For noble gas measurement on submarine hydrothermal fluids, hot spring and environmental water using halogen and sulfide getters (2018)
  • Author(s): Keiko Sato, Hidenori Kumagai
  • Journal Title: Conference on Mass Spectrometry and Proteomics (MSP 2018) Volume: - Pages: -
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 福島高専における環境中の土壌試料の放射線計測の試み (2018)
  • Author(s): 佐藤佳子,櫛田拳,齋藤詩乃,管家拓巳,江本久雄,熊谷英憲
  • Journal Title: 福島工業高等専門学校研究紀要 Volume: 59 Pages: 37-44
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Long-term monitoring of the deep-sea artificial hydrothermal vent with in-situ experiment of mineral precipitation (2019)
  • Author(s): Nozaki, T., Nagase, T., Torimoto, J., Takaya, Y., Ishibashi, J.-i., Shimada, K., Watanabe, M., Masaki, Y., Kitada, K., Saito, M., Sakai, S., Yokoyama, T., Akiyama, K., Sakurai, N., Saruhashi, T., Kyo, M., Kumagai, H., Maeda, L., Takai, K.
  • Organizer: 16th Water Dymamics Symposium
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Sub-seafloor hydrothermal mineralization process in the Izena Hole, middle Okinawa Trough (2019)
  • Author(s): Takaya, Y., Yamasaki, T., Nagase, T., Nozaki, T., Ishibashi, J.-i., Kumagai, H., Maeda, L., CK16-05 cruise members
  • Organizer: 16th Water Dymamics Symposium
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 2018年度航海概要：熱水鉱床開発に関わる調査観測手法の実証と環境ベースラインデータの収集 (2019)
  • Author(s): 山本啓之, 川口慎介, 渡部裕美, Dhugal Lindsay, 近藤俊祐, 矢萩拓也, CHEN Chong, 前田洋作, 吉村翔太, 熊谷英憲, 北田数也, 北橋倫, 宮崎淳一, 猪又健太郎, 越川海, 大田修平, 宝来俊育, 武藤久, 西翔太郎, 三品裕史, 坂本葉月, 上道奈瑠実, 内田啓太, 小池志門, 佐野道則, 本橋修
  • Organizer: ブルーアースサイエンス・テク2019
• [Presentation] 海底鉱物資源開発の環境影響―熱水鉱床開発による海洋金属汚染の可能性を考える－ (2019)
  • Author(s): 淵田茂司,島田和彦,石橋純一郎,野崎達生,熊谷英憲,松下能孝,越川海,河地正伸
  • Organizer: ブルーアースサイエンス・テク2019
• [Presentation] 蔵王周辺の温泉、湧水の希ガス同位体比からの火山活動の変化 (2019)
  • Author(s): 佐藤佳子、伴雅雄、岩田尚能、後藤章夫、熊谷英憲
  • Organizer: 第17回同位体科学研究会
• [Presentation] 福島県で採取した土壌試料の放射能と環境動態 (2019)
  • Author(s): 管家拓巳、熊谷英憲、眞壁明子、渋谷岳造、佐藤佳子
  • Organizer: 第17回同位体科学研究会
• [Presentation] Magma plumbing system from BC466 to present in Chokai volcano, NE Japan (2018)
  • Author(s): Ban, M., Takahashi, T., Sato, T., Hayashi, S., Ohba, T., Shinjo, R. and Nishi, Y.
  • Organizer: AOGS 15th Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Pre-eruptive processes of Goshikidake pyroclastic rocks unit 4-5 deposits, Zao volcano, Japan: Zoning profiles of orthopyroxene phenocrysts (2018)
  • Author(s): Sato, M. and Ban, M.
  • Organizer: JpGU-AGU Joint Meeting 2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 東北日本、鳥海山の紀元前466年以降のマグマ供給系の変遷 (2018)
  • Author(s): 伴雅雄、高橋拓也、佐藤昂徳、林信太郎、大場司、新城竜一、西勇樹
  • Organizer: 日本火山学会2018年秋季大会
• [Presentation] 熊野岳山頂溶岩および馬の背溶岩における層序と岩石学的特徴 (2018)
  • Author(s): 伊藤直人、伴雅雄
  • Organizer: 日本火山学会2018年度秋季大会
• [Presentation] 蔵王火山，五色岳火砕岩類 unit IV-5 のマグマ混合プロセス (2018)
  • Author(s): 佐藤初洋、伴雅雄
  • Organizer: 日本火山学会2018年度秋季大会
• [Presentation] 蔵王火山，五色岳火砕岩類 unit IV-5 の噴火準備過程 (2018)
  • Author(s): 佐藤初洋、伴雅雄
  • Organizer: 日本鉱物科学会2018年年会
• [Presentation] 下部地殻マグマプロセス：東北日本第四紀フロント火山の同位体組成からの検討 (2018)
  • Author(s): 伴雅雄、木村純一、高橋俊郎、鵜沢由香、大場司、藤縄明彦、林信太郎、吉田武義、宮崎隆、Chan Qing、仙田量子、Vaglarov Bogdan、巽好幸
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2018年大会
• [Presentation] 蔵王火山、熊野岳山頂溶岩及び火砕岩類における噴火史とマグマ組成変化 (2018)
  • Author(s): 伊藤直人、伴雅雄
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2018年大会
• [Presentation] 東北日本、月山火山の形成史：直下に存在する断層の活動との関係 (2018)
  • Author(s): 大泉涼、武部未来、伴雅雄、岩田尚能
  • Organizer: 平成30年度東北地域災害科学研究集会
• [Presentation] 掘削・検層による海底熱水活動域の調査：沖縄トラフ伊平屋北海丘の例 (2018)
  • Author(s): 斎藤実篤・真田佳典・濱田洋平・山田泰広・野崎達生・熊谷英憲・石橋純一郎
  • Organizer: 資源地質学会第68回年講演会．シンポジウム「海底鉱物資源－技術開発研究の最前線－」
  • Invited
• [Presentation] 海底熱水鉱床の成因的制約に基づいて大規模海底下鉱体有望域を絞り込むには (2018)
  • Author(s): 熊谷英憲，浦辺徹郎
  • Organizer: 第２７回海洋工学シンポジウム
• [Presentation] 伊是名海穴での掘削コアと検層の対比：「ちきゅう」掘削CK16-05 (2018)
  • Author(s): 熊谷 英憲、野崎 達生、石橋 純一郎、池原 研、山田 泰広、北田 数也、真田 佳典、正木 裕香、小 森 省吾、高谷 雄太郎、山崎 徹、長瀬 敏郎、前田 玲奈、CK16-05航海 乗船者一同
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2018年大会
• [Presentation] Subseafloor mineralization at the Izena Hole, Okinawa Trough from the aspect of drill cores obtain by the CK16-05 Cruise (Exp. 909) (2018)
  • Author(s): Nozaki, T., Takaya, Y., Nagase, T., Yamasaki, T., Ishibashi, J.-I., Kumagai, H., Maeda, L., CK16-05 Cruise Members
  • Organizer: 29th V.M. Goldschmidt conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Comparison of ore formation processes between VHMS deposits and a submarine hydrothermal ore deposit in Okinawa Trough (2018)
  • Author(s): Otake, T., Ikeshima, T., Sato, T., Ishibashi, J., Nozaki, T., Kumagai, H., Maeda, L., CK16-05 Onboard Members
  • Organizer: 29th V.M. Goldschmidt conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 伊是名海穴掘削コア試料の岩相ユニット区分および地震波探査との照合 (2018)
  • Author(s): 野崎達生,熊谷英憲,石橋純一郎,池原研,山田泰広,北田数也,真田佳典,正木裕香,小森省吾,高谷雄太 郎,山崎徹,長瀬敏郎,前田玲奈,CK16-05航海乗船者一同
  • Organizer: 日本地質学会
• [Presentation] 沖縄トラフ南部の熱水分布と地震活動 (2018)
  • Author(s): 熊谷英憲、関根秀太郎
  • Organizer: 2018年日本火山学会秋季大会
• [Presentation] Subseafloor mineralization beneath hemipelagic sediments at the Izena Hole, middle Okinawa Trough, observed through the CK16-05 Cruise (Exp. 909) (2018)
  • Author(s): Nozaki, T., Takaya, Y., Nagase, T., Yamasaki, T., Ishibashi, J.-I., Kumagai, H., Maeda, L., CK16-05 Cruise Members
  • Organizer: AGU Fall Meeting 2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Ore formation processes in a submarine hydrothermal ore deposit in Hakurei site, Izena Hole, Okinawa Trough: comparison with Kuroko deposits (2018)
  • Author(s): Otake, T., Ikeshima, T., Sato, T., Ishibashi, J.-I., Nozaki, T., Kumagai, H., Maeda, L., CK16-05 Cruise onboard members
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2018年大会
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A Raman spectroscopic study on sphalerite from seafloor hydrothermal deposit (2018)
  • Author(s): Junji Torimoto, Taisei Fujiwara, Hidenori Kumagai, Tatsuo Nozaki, Ken Takai, Katsuhiko Suzuki, Hirofumi Yamamoto, Hideaki Machiyama, Fujio Yamamoto
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2018年大会
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 沖縄トラフ伊是名海穴海底熱水鉱床における鉱石鉱物の変質プロセス (2018)
  • Author(s): 池島拓郎, 大竹翼, 佐藤努, 小野修司, 石橋純一郎, 野崎達生, 熊谷英憲, 前田玲奈, CK16-05乗船 者一同
  • Organizer: 資源地質学会
• [Presentation] 沖縄トラフ伊是名海穴熱水域より得られた掘削コアの地球化学的特徴 (2018)
  • Author(s): 石橋純一郎, 堤映日, 土岐知弘, 高谷雄太郎, 野崎達生, 熊谷英憲, 前田玲奈, CK16-05乗船者一同
  • Organizer: 資源地質学会
• [Presentation] 沖縄トラフ産硫化物チムニーにおける鉱物組織と鉱物組成の空間的変化 (2018)
  • Author(s): 鳥本淳司, 藤原泰誠, 野崎達生, 高谷雄太郎, 熊谷英憲
  • Organizer: 資源地質学会第68回年会講演会
• [Presentation] Pore fluid chemistry of active hydrothermal fields in the mid-Okinawa Trough (2018)
  • Author(s): Ishibashi, J.-I., Toki, T., Shinjo, R., Nozaki, T., Kumagai, H., Maeda, L., Onboard Members of CK16-01, CK16-05 Campaigns
  • Organizer: 29th V.M. Goldschmidt conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Spatial variations of mineral texture and chemical composition of sulfide chimney collected from the Okinawa Trough, Japan (2018)
  • Author(s): J. TORIMOTO, T. FUJIWARA, T. NOZAKI , Y. TAKAYA, H. KUMAGAI
  • Organizer: Goldschmidt2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Temperature and pressure monitoring using the Kuroko cultivation apparatus installed on a deep-sea artificial hydrothermal vent in the middle Okinawa Trough (2018)
  • Author(s): Masaki, Y., Nozaki, T., Saruhashi, T., Kyo, M., Sakurai, N., Yokoyama, T., Akiyama, K., Kumagai, H., Maeda, L., Kinoshita, M.
  • Organizer: AGU Fall Meeting 2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Mineralogical and geochemical characteristics of hydrothermal clay minerals beneath active hydrothermal fields at the Iheya North Knoll, Middle Okinawa Trough (2018)
  • Author(s): Ishibashi, J.-I., Totsuka, S., Kira, Y., Tsutsumi, S., Yamasaki, T., Takaya, Y., Nozaki, T., Kumagai, H., Maeda, L., Kubo, Y., On-board members of Chikyu SIP Cruises
  • Organizer: AGU Fall Meeting 2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Depiction of the sub-seafloor hydrothermal system in the Izena Hole, middle Okinawa Trough based on the whole rock chemical analyses and mineralogical observations of core samples (2018)
  • Author(s): Takaya, Y., T., Yamasaki, T., Nagase, T., Yonezu, K., Ikehata, K., Totsuka, S., Nozaki, T., Ishibashi, J.-I., Kumagai, H., Maeda, L., CK16-05 Cruise Members
  • Organizer: AGU Fall Meeting 2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A drilling campaign in Okinawa Trough, back arc hydrothermal systems (2018)
  • Author(s): Hidenori Kumagai, Jun-ichiro Ishibashi, Tatsuo Nozaki, Ken Takai, Toshiro Nagase, Lena Maeda, Yusuke Kubo, On-board members of Chikyu SIP Cruises
  • Organizer: AGU Fall meeting 2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 白山火山最新期の白水滝溶岩に対する40Ar/39Ar年代測定の試み (2018)
  • Author(s): 山﨑誠子，中野 俊，Daniel Miggins，Anthony Koppers
  • Organizer: 地球惑星科学連合2018年大会
• [Presentation] 蔵王火山最新期溶岩の K-Ar および Ar/Ar 年代 (2018)
  • Author(s): 山﨑誠子，Daniel Miggins，Anthony Koppers，伴 雅雄，及川輝樹
  • Organizer: 地球惑星科学連合2018年大会
• [Presentation] For noble gas measurement on submarine hydrothermal fluids, hot spring and environmental water using halogen and sulfide getters (2018)
  • Author(s): Keiko Sato, Hidenori Kumagai
  • Organizer: 日本質量分析学会、MSSJ-PROTEOM joint meeting 2018
  • Int'l Joint Research
• [Patent(Industrial Property Rights)] ガス分析用前処理装置及びガス分析用前処理方法 (2018)
  • Inventor(s): 佐藤佳子、熊谷英憲
  • Industrial Property Rights Holder: 佐藤佳子、熊谷英憲
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Patent Publication Number: 特開2017-106903