火道内マグマの脱ガスと黒曜石形成過程の解明 : 噴火多様性の理解に向けて

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本研究は地下の珪長質マグマにおいて、どのように脱ガスが進行し、それが噴火様式とどう関わっているのか、という基本的な火道プロセスの理解を目的としている。それを解く鍵として、火砕岩中に含まれる黒曜石、および黒曜石溶岩に注目している。2022年度は、伊豆半島に分布するカワゴ平火山を対象とし、その調査、試料採取、化学分析、分光分析を行なった。カワゴ平火山は、約2,000年前に複数回の火砕噴火を行い、その後に黒曜石の溶岩が流出した。火砕噴火の噴出物についても、多くは軽石からなるが、黒曜石片も同時に含まれている。本研究では、火砕噴火の1層準から化学分析用の黒曜石と軽石を採取し、5層準と溶岩流から分光分析用の黒曜石を合計122試料得た。XRFによる化学分析の結果、黒曜石と軽石は同じ組成であることがわかった。これは、軽石噴火中に古い黒曜石が混入したわけではなく、同時期の噴出物であることを意味している。つまり、噴火の過程において、脱ガス様式の違いにより軽石と黒曜石の両方が形成されることを示唆している。また分光分析については、FTIRにより赤外分光を分析した。これにより、黒曜石中の含水量を推定することができる。その結果、上位の噴出物ほど含水量に乏しい傾向が明らかとなった。噴火初期の黒曜石の含水量は1-2 wt.%だったのに対し、徐々に減少し、最上位の黒曜石溶岩では0.2 wt.%程度であった。メルトに溶解できる含水量は圧力依存があるため、この結果は、黒曜石の形成場所が時間とともに浅くなることを示している。このような黒曜石の含水量の詳細な時間変化を明らかにした例は日本の火山では初めてであり、今後はそれを説明する詳細な噴火様式の変遷モデルを構築する予定である。