炭素同位体を用いた地殻内マグマシステムにおける二酸化炭素フラクシング機構の解明

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地殻内のマグマ供給系では,メルトから析出・分離した流体が熱と溶質を効率よく運び,移動先でマグマの物理化学的性質を変化させることで,火成作用の起こりかたをコントロールしている.特に,巨大噴火を起こすマグマ溜まりでは,噴火前に高温流体が注入され,マグマ溜まりが活性化していると考えられている.本研究課題では,そのような流体輸送のメカニズムを解明することを目指し,二次イオン質量分析計(SIMS)を用いて火山ガラス(斑晶鉱物中のメルト包有物)の揮発性成分の分析に取り組んでいる.本年度は,第四紀の大規模火砕流堆積物(鬼首カルデラ起源)を対象としたガラス包有物の揮発性成分(H2OとCO2)の分析を行うため,SIMS分析のための検量線を作成し,分析方法を確立した.昨年度,すでに標準物質(炭素濃度が既知のガラス)を合成しており,本年度はこれを用いて検量線を確立する予定であったが,炭素濃度の空間不均質が予想以上に大きく,再現性のよい検量線が得られなかった.そこでこのガラスの使用をやめ,代わりに,かつて別の目的で合成したガラス試料(未発表およびYoshimura and Nakamura(2010)のもの)を用いて検量線の確立に再チャレンジしたところ,直線的で再現性のよい検量線を得ることに成功した.また,炭素のバックグラウンドレベルを低下させるため,試料をマウントするエポキシ樹脂の使用をやめ,代わりに低融点合金を使用することにした.また,この新しい標準試料では,Hr20の濃度も定量してあったため,H2O濃度の検量線も確立できた.以上により,火山ガラスのCO2濃度およびH2O濃度の両方をSIMSで定量分析できる環境が整備された.