2016 Fiscal Year Annual Research Report
Experimental investigation of the effects of suspended crystals on rheology of highly crystalline lavas
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25800293
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
石橋 秀巳 静岡大学, 理学部, 准教授 (70456854)
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2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | マグマ / レオロジー / 結晶 / 非ニュートン流体 / 噴火 / 熔岩流 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度には，まず，結晶・気泡をほとんど含まない流紋岩質黒曜石ガラス（北海道白滝，赤石山上部溶岩）について行った高温一軸変形実験の結果を論文にまとめた．この実験では，約730～850℃の温度範囲，10-5.5～10-2.5s-1の歪速度範囲における黒曜石溶岩の粘性率を測定し，この結果に基づいて流紋岩質溶岩のレオロジー則を構築した．本研究の実験結果は，珪長質メルトの粘性率を計算する経験式（Giordano et al., 2008）と整合的であり，この経験則の妥当性を支持する．また，本研究で構築したレオロジー則を用いて，流紋岩質溶岩において粘性-脆性遷移のおこる温度条件を検討した結果，約680℃以下との結果を得た．
また，桜島昭和溶岩について高温一軸変形実験を行った結果についてまとめ，学会発表を行った．桜島昭和溶岩は，1946年の噴火の際に流出した桜島火山最新の溶岩流で，その化学組成は歴史時代噴火のマグマを代表しうるものである．これについて噴火時に相当する1024-886℃の温度条件で粘性率を測定し，そのレオロジー則の定式化を行った．また，856℃で変形実験をおこなったところ，歪速度が10-4～10-3.5s-1の間で脆性破壊がおきた．この結果を使って，桜島昭和溶岩の脆性-粘性遷移の条件を検討した．この溶岩について定式化したレオロジー式を用いて，溶岩流の流動速度を計算したところ，1946年噴火において実際に観測された値を再現した．したがって，本研究の結果は実際の噴火の際の溶岩のふるまいをうまく再現できているといえる．脆性-粘性遷移のおこる条件は，先行研究による結果（Cordonnier et al., 2012）と整合的であった． これらの式は今後，類似の安山岩質溶岩の流動シミュレーションに利用可能である．
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