| 研究課題/領域番号 |
16K01315
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| 研究機関 | 富山大学 |
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研究代表者 |
石崎 泰男 富山大学, 大学院理工学研究部(理学), 准教授 (20272891)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 玄武岩質プリニー式噴火 / マグマ溜り / 火砕物密度 |
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| 研究実績の概要 |
本課題では、男体火山で約３万年前に発生した玄武岩質プリニー式噴火とその堆積物である男体小川テフラ（Nt-Og）を研究対象としている。Nt-Ogは高密度の玄武岩質火山弾を主体とする降下堆積物であり、プリニー式噴火の堆積物としては非常に特異な構成物からなる。Nt-Ogの本質火砕物の全岩主・微量成分組成の分析は前年度にほぼ完了しており、Nt-Ogが斑晶に乏しいデイサイト質軽石（DP、全岩SiO2量61.8～63.7％）、斑状の安山岩～玄武岩質スコリア（AS、全岩SiO2量51.6～62.7％）、極度に斑晶に富む玄武岩質火山弾（BB、全岩SiO2量46.7～51.7％）から構成されていることが明らかになっている。
平成29年度には、各種鉱物温度計を用い、Nt-Og噴火直前のマグマ溜り内部の温度構造を検討した。本質物中の斑晶コアの晶出温度を求めたところ、BB形成マグマが1071～1063 ℃，AS形成マグマが1097～1022 ℃、DP形成マグマが856～785 ℃であった。したがって、Nt-Og噴火のマグマ溜りは、頂部に低温の分化したマグマ（DP形成マグマ）が集積し、マグマ溜りの主要部には上下に成層して高温（1000℃以上）のAS及びBB形成マグマが存在したと推測される。
平成29年度には、本質火砕物の密度特性解析のため、粒径16～8 mmの火砕物の密度測定法も開発した。従来、火砕物の密度測定は粒径32～16 mmの火砕物試料が用いられていたが、それよりも細粒な火砕物の密度を誤差0.01 g/cm3以下で測定することが可能になった。この測定法でNt-Ogの火砕物の密度を再測定したところ、噴火の初期に低密度（高発泡度）の火砕物（主にDP）が噴出し、ASの噴出に伴い徐々に火砕物密度が増加し、噴火再終盤には高密度（低発泡度）の火砕物（主にBB）が噴出したことが明確になった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
当初の計画では平成29年度中にNt-Ogの分布調査を行い、高密度火砕物を輸送した噴煙の特性（噴煙高度、噴出率など）を検討する予定であった。卒業研究・修士研究の指導が一段落する平成30年2月下旬～3月に2週間程度の調査計画を立てていたが、2月と3月には同年1月23日に発生した草津白根火山の噴火の調査と試料分析に時間を割かれ、本課題の野外調査を実施することができなかった。そのため野外調査を予定していた期間は室内実験（火砕物密度の測定）を主に実施し、粒径16～8 mmの火砕物の密度の高精度で測定する手法を確立した。これにより、平成30年度に実施予定のNt-Ogの広域的なフォールユニット間対比に応用できる算段が立っただけではなく、玄武岩質プリニー式噴火を発生させた火道内での発泡過程を解明するために必要な火砕物密度のデータを充実させることができた。この火砕物密度測定法については、査読付き論文として公表する準備を現在進めている。修士課程の大学院生が富士火山で発生した玄武岩質プリニー式噴火の堆積物にもこの測定法を使用しており、Nt-Og噴火との比較対象事例を増やすこともできている。また、各種鉱物温度計を用いて玄武岩質プリニー式噴火発生直前のマグマ溜り内部の温度構造も解明でき、マグマ溜り頂部に集積したデイサイト質（DP形成）マグマは比較的低温であるものの、マグマ溜り主部を構成する安山岩質（AS形成）マグマと玄武岩質（BB形成）マグマはほぼ同一の温度であることが分かった。このようなマグマ温度のデータは、今後、玄武岩からデイサイトまでの多様な組成のマグマを生んだプロセスを理解する上で重要な束縛条件になると予想される。
このように室内実験は順調に進んでいるものの、Nt-Ogの分布調査が未実施であることから、総合的に判断して、現在までの進捗状況を「やや遅れている」と評価した。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成30年度は、Nt-Ogの分布調査を重点的に行う。これまでの研究により、模式露頭におけるNt-Ogの本質物の岩質及び密度特性の時間変化を解明できたため、他地域に産するNt-Ogの同定、Nt-Ogを構成するフォールユニット間対比が正確に行えるようになった。既存文献から収集済みのNt-Ogに露頭位置情報を用い、平成30年度は広域分布調査を実施する。草津白根火山1月23日噴火の噴出物についての調査が概ね夏前には完了する見込みのため、Nt-Ogの広域分布調査は7月以降に実施する。この調査の完了後に、速やかに噴煙柱の特性（噴出率、噴煙高度など）の解析を行う。また、GISを用いて高密度火砕物降下による被災予測図を作成する。所属学科にGISを研究手法として用いている教員が新たに着任したこともあり、この教員からアドヴァイスを受けることで質の高い被災予測図の作成が可能になると考えている
Nt-Og噴火では多様な組成のマグマが噴出しており、その成因関係を同位体比組成分析と希土類組成分析により検討する。同位体比組成については他機関のラボを使用しての分析を計画している。希土類組成分析についてはActLabs社に分析を委託する。得られたデータを基に、マグマ多様性を生み出したプロセスの描像を行う。
Nt-Og噴火を起こしたマグマ溜り内部の岩石学的構造については、既に得られている全岩主・微量成分組成と鉱物組成のデータをもとに論文化が可能な段階になっており、平成30年度内の投稿を目指して公表準備を進める。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
平成29年度には、石﨑研究室が長年調査フィールドとしている草津火山で噴火が発生し、2月と4月はその調査と採取試料の分析に専念せざるを得なかった。そのため、本課題で当初に予定していた2月・3月の長期調査が未実施となり、計上していた旅費・調査補助者への謝金を執行することができなかった。石崎研究室では、草津白根火山のほかにも多くの活火山を調査フィールドにしているが、2年続けて調査フィールドの火山が噴火することは考えにくく、平成30年度は計画通りに調査ができると予想している。平成30年度には約2週間かけて集中的に野外調査が実施する予定であり、前年度からの繰越金の一部はこの調査の旅費と調査補助者・室内実験補助者への謝金に充てる。また、学会発表のための旅費、他機関で実施予定の同位体比組成分析のための旅費と分析補助者への謝金、外注予定の希土類元素組成分析のための費用、投稿論文の英文校正費及び投稿費、研究対象地域の数値地図購入費などにも、研究費を使用する。鉱物・ガラス組成の分析と全岩主・微量成分組成の分析には学内共同利用機器であるEPMAとXRFを用いてきたが、これらの機器の利用料金が平成30年4月にほぼ倍額に値上げされた。そのため、これまでのように機器利用料金を校費から支出することが実質不可能となった。これら学内共同利用機器に機器利用料金にも本課題の研究費を充てる。
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