2017 Fiscal Year Research-status Report
活性化する蔵王山：浅部マグマ溜りの詳細構造と噴火に至るタイムスケールの解明
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17K05701
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
伴 雅雄 山形大学, 理学部, 教授 (50208724)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
新城 竜一 琉球大学, 理学部, 教授 (30244289)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 火山噴火 / マグマ / 噴火史 / 浅部マグマ / 深部マグマ / マグマ混合 / 滞留時間 / 蔵王山 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
蔵王山最新の五色岳山体について、約２千年前～約８００年前の噴出物の試料採取を系統的に行った。約２千年前～約８００年前の噴出物は現在の火口である御釜の南東方向、あるいは東方の火口から噴出したものである。
約８００年前以降の御釜を火口とする噴出物について、以下の物質科学的分析と解析を行った。
（１）斜長石、直方輝石、単斜輝石の斑晶組織分類を行った。何れの斑晶も、均質なもの、累帯構造が顕著なもの、パッチ状～不均質組織を示すものが認められた。累帯構造が顕著なものにパッチ状～不均質組織が重複して認められる複合型が多い。斜長石斑晶の場合は、この重複型が最も多い。各タイプについて化学分析を行い、各々の生成過程について解析を進めた。解析結果を基に、同時に晶出したと考えられる組成を基にRhyolite-MELTSによる解析の準備を開始した。
（２）直方輝石について、斑晶リムの累帯構造の解析を開始した。その際に、斑晶リムのMg-rich部の幅に多様性が見られ、狭いタイプと広いタイプに分けて検討を進めた。滞留時間を求める際にはMg#の初期プロファイルを求めることが必要となる。従来は初期プロファイルは厳密な根拠なしにあるパターンを仮定していたが、さらに精密に求めるには根拠を基に求める必要である。そこで種々検討した結果、拡散速度の遅いAlの累帯を基にするのが適切であることが判明し、それを基に作成した。結果として、狭いタイプでは１年以内、広いタイプでは～３０年程度の滞留時間が得られた。
（３）XRFによる主成分と一部の微量成分の分析を行った。その結果、一連の噴火と思われる噴出物について、上位にかけて組成がMg-richに変化する場合と、Mg-poorに変化する場合があることが判明した。これは、混合端成分の苦鉄質マグマの寄与率の変化に対応しているものと考えられる。
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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
当初の研究計画では、平成２９年度は、蔵王山の最新の山体である約２千年前から活動を続けている五色岳について、８００年前以前の噴出物の試料採取、８００年前以降の噴出物の物質学的研究（斑晶組織分類・化学分析・生成条件の解析、斑晶滞留時間の解析、全岩化学組成分析を基にしたマグマの成因の解明）を行うこととしていた。各項目について、進捗状況の点検結果を以下に記す。
試料採取については、蔵王山最新の五色岳山体について、約８００年前以前の噴出物の試料採取を系統的に行った。計画通りに進んでいる。
約８００年前以降の御釜を火口とする噴出物の物質科学的分析について次に記す。（１）斑晶組織分類・化学分析・生成条件の解析：斜長石、直方輝石、単斜輝石の斑晶組織分類を行った。各タイプについて化学分析を行い、各々の生成過程について解析を進め、同時に晶出したと考えられる組成を基にRhyolite-MELTSによる解析の準備を開始しており、ほぼ当初の計画通り進んでいると考えられる。（２）斑晶滞留時間の解析：直方輝石について、斑晶リムの累帯構造の計測と解析を開始した。滞留時間を求める際にはMg#の初期プロファイルを求めることが必要となるが、当初の予定には含めていなかった精密な検討を行った。結果として、拡散速度の遅いAlの累帯を基にして初期プロファイルを求めた。得られた滞留時間も精度の上がったものと考えられる。他の斑晶については準備を進めている。ほぼ当初の計画通り進んでいると考えられる。（３）全岩化学組成分析を基にしたマグマの成因の解明：XRFによる主成分と一部の微量成分の分析を行った。その他の微量成分や同位体比分析については分析候補試料の選定を進めた。ほぼ当初の計画通り進んでいると考えられる。
以上のように、本研究は当初の予定通りおおむね順調に進んでいると判断される。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成３０年度は、試料採取の補足を行い、平成２９年度に開始した蔵王山最新の五色岳山体の約８００年前以降の御釜を火口とする噴出物について、物質科学的分析と解析を進めると共に、同様の解析を昨年度系統的に採取した約２千年前～約８００年前の噴出物についても進める予定である。物質科学的分析と解析について以下に詳しく記す。
（１）斜長石、直方輝石、単斜輝石の斑晶組織分類は昨年度に完成している。代表的なものから分析は進めているが、昨年度採取した試料も含めてその量を増やす。また包有物についても分析を開始する。解析結果を基に、同時に晶出したと考えられる組成を基にRhyolite-MELTSによる解析を行う。各噴出物において存在タイプの割合を求め、その時間変化を解明する。この結果はマグマ進化過程の解明の際に重要である。研究を推進するためには分析、解析量を増やす際に類型化をしっかり行っておくことが重要である。
（２）平成２９年度の研究によって、直方輝石について、累帯構造を基にした分類及び滞留時間を求める手順がほぼ確立できた。昨年度採取した試料も含め、分析、解析量を増やす。さらに単斜輝石、斜長石についても滞留時間を求めるための分析、解析を進める。この場合も、研究を推進するためには分析、解析量を増やす際に類型化をしっかり行っておくことが重要である。
（３）XRFによる主成分と一部の微量成分の分析はほぼ完了している。さらに分析数を増やす必要もあるが、既分析試料のうち代表的なものを選定し、その他の微量成分や同位体比分析を行う。この際には琉球大学の分析装置を用いる必要がある。推進するためには、研究分担者との事前調整を適切に行うことが必要であると考えられる。
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| Causes of Carryover |
分担者の物品購入時に残額が生じたため。少額のため、次年度に有効利用する。
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[Journal Article] Noble gas signals in corals predict submarine volcanic eruptions2018
Author(s)
Alvarez-Valero, A.M., Burgess, R., Recia, C., de Matos, V., Sanchez-Guillamond, O., Gomez-Ballesteros, M., Recio, G., Fraile-Nuez, E., Sumino, H., Flores, J.A., Ban M., Geyer, A., Barcena, M.A., Borrajo, J., Compana J.M.
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Journal Title
Chemical Geology
Volume: 480
Pages: 28-34
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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