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2012 年度 実績報告書

火山噴火様式の分岐を支配する火道浅部脱ガス機構の研究

研究課題

研究課題/領域番号 21340155
研究機関東北大学

研究代表者

中村 美千彦  東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (70260528)

研究分担者 栗谷 豪  大阪市立大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (80397900)
安井 真也  日本大学, 文理学部, 准教授 (90287566)
研究期間 (年度) 2009-04-01 – 2013-03-31
キーワードマグマ / 火成岩
研究概要

1.新燃岳2011年のサブプリニー式・ブルカノ式噴火で噴出した軽石・本質石質岩片試料の石基結晶について、鉱物相の種類(輝石・斜長石)ごとに結晶サイズ分布(CSD)を測定した。その結果、サブプリニー式噴火軽石の斜長石を除き、幅1.5ミクロン程度でCSDに明確な傾きの変化が見られ、マグマ溜りから火道浅部までの上昇過程を記録しているマイクロライトと、火道浅部での定置深度や滞留時間を記録しているナノライトに区別されることがわかった。
2.桜島大正噴火のプリニー式軽石層に含まれる石質岩片を採取して全岩化学組成分析を行った。その結果、初期~中期に噴出した軽石と組成の類似する本質岩片が多く発見された。よって、プリニー式噴火の最中から一部のマグマは火道中でfoam collapseを起こし、ブルカノ式噴火や溶岩噴火へと遷移する準備過程が進行している可能性があることがわかった。
3.桜島大正噴火軽石を出発物質として、火道浅部~深部条件(高温,低水蒸気圧~高水蒸気圧)での加熱実験を行い、表面張力を駆動力とする気泡の形状緩和・合体実験、および石基ガラスの結晶化実験を行った。実験には、シリカガラスチューブ法、それを応用したボルトナットセルを用いた。気泡の形状緩和・合体速度とその水蒸気圧依存性を明らかにするとともに、外界に接した気泡(即ち湾入部分)の形状緩和によって、効果的に見かけ密度の減少が起こることが明らかとなった。水蒸気圧が高いほど、石基結晶の晶出と、メルトの粘性増加が抑制されるので、形状緩和と合体が高速に進行することが明らかとなった。試料サイズを大きくすると実効的な表面積が小さくなり、表面張力による等方的な収縮が起こることにより、試料内部に亀裂が形成されることが見いだされた。これにより巨視的な浸透率が増加し、より大きな火道スケール(m~数十m)でのマグマの脱ガスと圧密が進行することが予想される。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (34件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件) 学会発表 (22件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Comparative study of proximal eruptive events in the large-scale eruptions of Sakurajima Volcano: the An-ei vs. Taisho eruption.2013

    • 著者名/発表者名
      Yasui, M., Takahasshi, M., Shimada, J., Ishihara,K and Miki,D.
    • 雑誌名

      Submitted to the special issue of Sakurajima Volcano, Bull. Volcanol.

      巻: 58 ページ: 59-76

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temporal Variation for Magmatic Chemistry of the Sakurajima Volcano and Aira Caldera Region,Southern Kyushu, Southwest Japan since 61ka and Its Implications for the Evolution of MagmaChamber System.2013

    • 著者名/発表者名
      TAKAHASHI,M., OTSUKA,T., SAKO,H., KAWAMATA,H., YASUI,M., KANAMARU,T.,et al.
    • 雑誌名

      Submitted to the special issue of Sakurajima Volcano, Bull. Volcanol. Soc. Japan.

      巻: 58 ページ: 17-42

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 浅間前掛火山プロキシマル火山地質学及び巡検案内書─浅間前掛火山黒豆河原周辺の歴史時代噴出物─2013

    • 著者名/発表者名
      高橋正樹・安井真也
    • 雑誌名

      火山

      巻: 58 ページ: 311-328

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 烏帽子火山群噴出物の全岩化学組成ー分析データ222個の総括ー2013

    • 著者名/発表者名
      高橋正樹・大塚匡・平川貴司・長井雅史・安井真也・荒牧重雄
    • 雑誌名

      日本大学文理学部自然研究所研究紀要

      巻: 48 ページ: 111-140

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 浅間黒斑火山崩壊カルデラ壁北部仙人岩付近のプロキシマル火砕岩相ー牙溶岩グループの火山角礫岩・凝灰角礫岩および仙人溶岩グループの溶結火砕岩2013

    • 著者名/発表者名
      高橋正樹・市川寛海・金丸龍夫・安井真也・間瀬口輝浩
    • 雑誌名

      日本大学文理学部自然研究所研究紀要

      巻: 48 ページ: 141-168

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transition zone origin of potassic basalts from Wudalianchi volcano northeast China.2013

    • 著者名/発表者名
      Kuritani, T., Kimura, J.-I., Ohtani, E., Miyamoto, H. and Furuyama, K.
    • 雑誌名

      Lithos

      巻: 156 ページ: 1-12

    • DOI

      DOI:10.1016/j.lithos.2012.10.010

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Water content of low-K tholeiitic basalt from Iwate Volcano, NE Japan Arc: implications for differentiation mechanism of frontal-arc basalt magmas2013

    • 著者名/発表者名
      Kuritani, T., Yoshida, T., Kimura, J.-I., Hirahara, Y. and Takahashi, T.
    • 雑誌名

      Mineralogy and Petrology

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      DOI: 10.1007/s00710-013-0278-2

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental constraints on permeable gas transport in crystalline silicic magmas2012

    • 著者名/発表者名
      Okumura S., Nakamura M., et al
    • 雑誌名

      Contributions to Mineralogy and Petrology Springer

      巻: VOL.164 ページ: 493-504

    • DOI

      DOI:10.1007/s00410-012-0750-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 放射光X線を用いた流動するマグマのその場観察:火山噴火の多様性の原因解明へ向けて2012

    • 著者名/発表者名
      奥村聡・中村美千彦・上杉健太郎
    • 雑誌名

      放射光

      巻: 25 ページ: 222-228

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Syn-eruptive desulfidation of pyrrhotite in the pumice of the Sakurajima 1914-15 eruption:Implication for potential magma ascent rate meter2012

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto K. and Nakamura M.
    • 雑誌名

      Journal of Mineralogical and Petrological Sciences

      巻: 107 ページ: 206-211

    • DOI

      doi: 10.2465/jmps120621b

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flux of volcanic CO2 emission estimated from melt inclusions and fluid transport modeling2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura, S. and Nakamura, M
    • 雑誌名

      Earth and Planetary Science Letters

      巻: 361 ページ: 497-503

    • DOI

      doi: 10.1016/j.epsl.2012.11.020

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 安山岩質降下軽石と溶岩流の結晶破砕度 ─浅間火山と桜島火山の噴出物の場合─2012

    • 著者名/発表者名
      安井真也
    • 雑誌名

      火山

      巻: 57 ページ: 145-158

    • 査読あり
  • [学会発表] 一ノ目潟マールにおける下部地殻捕獲岩の輸送プロセス2013

    • 著者名/発表者名
      柳田泰宏・中村美千彦・吉田武義
    • 学会等名
      地殻流体研究会2013
    • 発表場所
      静岡県伊豆市ラフォーレ修善寺
    • 年月日
      2013-03-03
  • [学会発表] Syn-eruptive desulfidation of pyrrhotite in pumice of the Sakurajima Taisho eruption: Implication for potential magma oxidation rate meter2012

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto, K., Nakamura, M.
    • 学会等名
      GCOE symposium 2012 "Achievements of GCOE Program for Earth and Planetary Dynamics and the Future Perspective"
    • 発表場所
      Sendai,Japan
    • 年月日
      20120925-20120928
  • [学会発表] Nanolites crystallization in the 2011 eruption of the Shinmoedake, Kirishima Volcanic group2012

    • 著者名/発表者名
      Mujin, M., Nakamura, M., Okumura, S.
    • 学会等名
      GCOE symposium 2012 "Achievements of GCOE Program for Earth and Planetary Dynamics and the Future Perspective"
    • 発表場所
      Sendai,Japan
    • 年月日
      20120925-20120928
  • [学会発表] Textural relaxation of melt foam due to surface tension: Implications for the mechanism of vulcanian eruptions2012

    • 著者名/発表者名
      Otsuki, S., Nakamura, M.
    • 学会等名
      GCOE symposium 2012 "Achievements of GCOE Program for Earth and Planetary Dynamics and the Future Perspective"
    • 発表場所
      Sendai,Japan
    • 年月日
      20120925-20120928
  • [学会発表] 花崗岩質メルトとCO2流体の間の炭素同位体分別2012

    • 著者名/発表者名
      吉村俊平・中村美千彦・圦本尚義
    • 学会等名
      日本鉱物科学会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2012-09-19
  • [学会発表] 新燃岳2011年噴火噴出物の低水蒸気圧下での融解実験2012

    • 著者名/発表者名
      無盡真弓・中村美千彦・奥村聡
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      幕張メッセ
    • 年月日
      2012-05-24
  • [学会発表] 桜島大正噴火噴出物中に産する磁硫鉄鉱の酸化組織とその成因2012

    • 著者名/発表者名
      松本恵子・中村美千彦
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      幕張メッセ
    • 年月日
      2012-05-24
  • [学会発表] 鉱物化学組成と揮発性成分から見た桜島火山大正噴火の浅部マグマ供給系2012

    • 著者名/発表者名
      佐藤智紀・中村美千彦・奥村聡・味喜大介・井口正人
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      幕張メッセ
    • 年月日
      2012-05-24
  • [学会発表] 表面張力によるメルトフォーム組織緩和実験2012

    • 著者名/発表者名
      大槻静香・中村美千彦
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      幕張メッセ
    • 年月日
      2012-05-20
  • [学会発表] 爆発的噴火に伴う磁硫鉄鉱の脱硫化反応:マグマの上昇速度計への応用に向けて

    • 著者名/発表者名
      松本恵子・中村美千彦
    • 学会等名
      日本鉱物科学会
    • 発表場所
      京都大学
  • [学会発表] 新燃岳2011年噴火噴出物中にみられるナノライトの晶出過程

    • 著者名/発表者名
      無盡真弓・中村美千彦・奥村聡
    • 学会等名
      日本火山学会
    • 発表場所
      長野県御代田町
  • [学会発表] 桜島大正噴火軽石に含まれる磁硫鉄鉱の脱硫化反応:マグマの酸化速度計の開発にむけて

    • 著者名/発表者名
      松本恵子・中村美千彦
    • 学会等名
      日本火山学会
    • 発表場所
      長野県御代田町
  • [学会発表] 表面張力によるメルトフォーム組織緩和:粘性・比表面積・斑晶量の効果

    • 著者名/発表者名
      大槻静香・中村美千彦
    • 学会等名
      日本火山学会
    • 発表場所
      長野県御代田町
  • [学会発表] 噴火に伴う硫化物の高速酸化反応:桜島火山の例

    • 著者名/発表者名
      松本恵子・中村美千彦・味喜大介・井口正人
    • 学会等名
      地殻流体研究会2013
    • 発表場所
      静岡県伊豆市ラフォーレ修善寺
  • [学会発表] Coupled effect of magma degassing and rheology on silicic volcanism

    • 著者名/発表者名
      Okumura S., Nakamura M., Uesugi K., Nakano T.
    • 学会等名
      EGU
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 招待講演
  • [学会発表] Textural Relaxation of Melt Foam:Implications for Vulcanian Explosions

    • 著者名/発表者名
      Nakamura M., OTSUKI S.
    • 学会等名
      AOGS-AGU (WPGM)
    • 発表場所
      Sentosa Island, Singapore
  • [学会発表] 謎の多い浅間前掛火山の天明噴火

    • 著者名/発表者名
      安井真也
    • 学会等名
      日本火山学会秋季大会
    • 発表場所
      長野県御代田町のエコールみよた
  • [学会発表] Differentiation mechanism of frontal-arc basalt magmas

    • 著者名/発表者名
      Kuritani, T., Yoshida, T., Kimura, J.-I., Hirahara, Y. and Takahashi,T.
    • 学会等名
      European Geosciences Union General Assembly
    • 発表場所
      Austria Center, Vienna
    • 招待講演
  • [学会発表] 中国北東部・五大連池火山の玄武岩の起源

    • 著者名/発表者名
      栗谷豪・木村純一・大谷栄治・宮本英昭・古山勝彦
    • 学会等名
      日本鉱物科学会
    • 発表場所
      茨城大学
  • [学会発表] Transition zone origin of potassic basalts from Wudalianchi volcano,northeast China

    • 著者名/発表者名
      Kuritani, T., Kimura, J.-I., Ohtani, E., Miyamoto, H. and Furuyama, K.
    • 学会等名
      American Geophysical Union, Fall Meeting
    • 発表場所
      San Francisco,USA
  • [学会発表] 東北日本弧に産する第 四紀火山岩類のHf同位体比組成の空間分布

    • 著者名/発表者名
      平原由香・高橋俊郎・宮崎隆・常青・仙田量子・吉田武義・伴雅雄・栗谷豪・藤縄明彦・大場司・林信太郎・木村純一
    • 学会等名
      地球惑星科学連合2012年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ
  • [学会発表] SELENE-2の着陸地点評価

    • 著者名/発表者名
      佐伯和人・荒井朋子・荒木博志・石原吉明・大竹真紀子・唐牛譲・小林直樹・春山純一・杉原孝充・本田親寿・佐藤広幸・武田弘・諸田智克・ 栗谷豪・三谷烈史・大嶽久志・田中智
    • 学会等名
      日本惑星科学会秋季講演会
    • 発表場所
      神戸大学統合研究拠点コンベンションホール

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公開日: 2014-07-24  

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