ナノ結晶が噴火ダイナミクスとマグマ物性に与える影響

纳米晶体对喷发动力学和岩浆性质的影响

• 批准号: 22K14111
• 负责人: 無盡 真弓
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14111/
• 关键词: ナノ結晶; 火山噴火; マグマ; 結晶成長; 噴火様式; 高温その場観察

火山噴出物中のナノ結晶は噴火様式に影響を与える可能性がある。しかし、その晶出条件や晶出メカニズムは明らかになっていない。そこで当該年度では、火山噴出物中のナノ結晶とその周囲のガラスの構造の分布を明らかにすることを目的に、天然の火山噴出物の記載的な研究を行った。富士山の宝永噴火のスコリア31粒子、三宅島の新鼻新山のスコリア6粒子、阿蘇山の2014年噴火のスコリア3粒子の合計41粒子を対象にし、光学顕微鏡および電界放出型走査型電子顕微鏡（FE-SEM）を用いて薄片観察を詳細に行った。さらにFE-SEM観察を行った上でラマン分光分析を行った。FE-SEM観察の結果、斜長石周囲で、斜長石よりも重い元素でできているナノ結晶（もしくはアモルファス）が晶出することがわかった。それらのナノ結晶の分布には二種類あり、斜長石の周囲に直接晶出する場合と、斜長石の周囲に析出したメルトもしくは比較的大きい結晶の周囲にナノ結晶が晶出する場合があることがわかった。そしてラマン分光分析の結果、斜長石の周囲にできる比較的大きい結晶は、磁鉄鉱、輝石、かんらん石の三種類の可能性があり、またFE-SEM観察でナノ結晶が晶出しているようにみえる領域は、ガラスのみの場合とナノ結晶を含む場合の二種類がある可能性があることがわかった。また斜長石から離れるほど、完全なガラスを示す傾向があることがわかった。先行研究では玄武岩質マグマの溶岩中においては冷却によって長石の周囲でメルトの相分離が起こることが示されていたが、本研究ではさらに結晶化が起こる可能性が示された。本成果はナノ結晶の晶出メカニズムに関して制約を与える上で重要な成果である。

Volcanic ejecta in the form of crystals and fire ejecta influence and possibility The conditions for crystal growth are as follows: During this year, the study of the distribution of crystals and structures in volcanic ejecta and natural volcanic ejecta was carried out. 31 particles from Mt. Fuji's Baoyong fire, 6 particles from Mt. Miyake's Nishinori fire, and 41 particles from Mt. Aso's 2014 fire were examined in detail by optical microscopy and electron microscopy (FE-SEM). FE-SEM analysis is performed on the surface. FE-SEM observation results, plagioclase cycle, plagioclase The distribution of crystals is divided into two types: plagioclase, plagioclase and plagioclase. The results of spectroscopic analysis show that plagioclase has three kinds of crystal, magnetite, pyroxene and pyroxene. FE-SEM observation shows that there are two kinds of crystal in the case of plagioclase. Plagioclase is a natural, natural, The first study shows the possibility of crystallization in basalt melt. The results of this study are related to the control of crystallization and important results.