ナノライト晶出による含水マグマの減圧クエンチ：火山爆発に対する役割

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本研究の主目的は、ナノライトの結晶化のタイムスケールを求め、新燃岳２０１１年噴火の火道浅部における噴火様式の分岐条件を調べることであるが、前年度、前々年度に当初予想されていなかった発見（主にウルトラナノライトの発見）があり、さらなる記載的な研究が求められた。すなわち、実験的にタイムスケールを求める前に、そもそもなぜ異なる結晶化ステージの結晶が晶出するのか、ナノライトはどのような特徴をもっているのかを理解する必要がある。本年度は、これまでの分析結果と相平衡図、核生成理論、CSD理論を基に、石基結晶（マイクロライト、ナノライト、ウルトラナノライト）の結晶化メカニズムについて考察を行った。また、石基の組成分析を進め、石基結晶の結晶化による石基の結晶分化過程を調べた。以下に本年度に得られた、火山岩石基の結晶作用と火山噴火プロセスとの関係に関しての重要な成果を示す。①これまでの減圧結晶化作用では、核形成は連続的に生じていると考えられていたが、ウルトラナノライトの発見から、不連続であることが示された。②結晶には最小の結晶サイズが存在することを見出し、核形成の停止と連続的な結晶の成長が示された。③ナノライトの違いから成因の異なる2種類の溶岩片（破砕し再溶結した溶岩片と気泡流のまま噴出した溶岩片）が存在することを発見した。④岩石のバルク組成がナノライトの結晶化に大きく影響している可能性があること、また、同一の石基バルク組成でも、マグマの上昇過程が異なることで石基結晶の結晶量が変化し、石基ガラス組成が分化することを見出した。これらは、今後、火山噴火に際のマグマの減圧結晶化条件をより正確に決定することにきわめて有用であると考えられる。