産業技術総合研究所(産総研)
地質調査総合センター(地調)
[1] Hilton et al. (2002). Rev. Mineral. Geochem. 47, 319-370. [2] Craig and Horibe (1994) EPSL 123, 221-226. [3] Sano et al. (1998) J. Geophys. Res. 103, 22,863-22,873.
We measured Mo isotopes on basalts from the Mariana arc as well as representative samples of subducting sediments from ODP sites 800, 801 and 802 using a double-spike technique. The sediments are light in their isotopic composition, consistent with the incorporation of Mo into the sediment under oxic conditions. The arc basalts are enriched in Mo relative to Pr, an element with similar degree of incompatibility during mantle melting. The Mo isotopes in the arc basalts correlate well with Mo/Pr, Ba/La and Ce/Pb ratios, with samples containing a larger sediment component also having the lowest δ97/95Mo. Less incompatible element enriched samples are isotopically heavy and their δ97/95Mo exceeds the range of ocean island basalts and continental material. They presumably trace a fluid derived from deeper parts of the subducted lithosphere.
Question 1. How are COB1, COB2 and COB3, which coexist over a small area of Pagan volcano, produced in the mantle wedge below the volcano?
Question 2. Did any of the magma residues reach dunite in the wedge? How can we find out if there is a dunite residue from the erupted magmas?
Question 3. What are the relative contributions from different subduction components that caused the differences between these primitive magmas?
Coarse grained volcanic breccia fills the diatreme, the deposits of which can be divided into 6 units based on lithological and structural characteristics. The upper half of the diatreme is filled with landslide deposits, mainly derived from the surrounding crater wall. The bottom of the diatreme is occupied by massive explosion breccia. Some coherent blocks were detached from the wall of the diatreme and preserved in the diatreme fill.
The Y-shaped cross-sectional geometry of the Suoana diatreme is the result of a combination of an underground subsidence in the lower part of the diatreme and the surface landslide in its upper part. The inwardly-inclined stratification of pyroclastic rock units and development of many small faults in the diatreme-filling breccia indicate successive collapse and deformation of these materials within the diatreme during the eruption. The upper part of the diatreme was formed by the landslides of the crater wall induced by the subsidence of the crater floor. Discharge of tephra from the bottom of the diatreme caused infill subsidence, which induced sliding of the inner wall of the crater. As a result, the topographic diameter of the crater became much larger than that of the diatreme itself. The tephra ring surrounding the crater consists mainly of pyroclastic fall deposits.
火山弾は長径数10cmで塑性変形しており,表面は内部に比べて気孔の少ない急冷縁と多数の開口割れ目が認められる. 水冷されたと考えられるこの火山弾は同質の岩片と共に集積して40mの厚さをなしている. その下部では火山弾が密に集積しており,その長径の方位はランダムである. 上部では火山弾が様々な程度に破断して岩片の間に散在している. いずれの場合も,明瞭な層理は認められない. また,粒径分布は火山ブロックと粗粒火山礫との境界付近と,細粒火山礫と粗粒火山灰粒子との境界付近での頻度が高く,細粒火山灰粒子は少ないことから,降下堆積物であると考えられる.
火山弾の気孔は直径は1mm以下のものが圧倒的多数を占め,気孔数密度の総量は(0.8〜2.1)×103と大きい. また,気孔数密度分布は気孔の核が連続して加速度的に形成されて成長したことを示唆する. このことはマグマ溜まりからマグマが急速に上昇して減圧されたことを示唆する. しかし,火山弾はいずれも微結晶質で,19〜37%の結晶(大部分は斜長石)で,気孔の総体積は16〜34%と小さく,したがって,上昇中の発泡だけで爆発するには至らない. 火山弾は,その大きさから考えて大きなガスポケットがマグマ溜まりで形成されてそれが周囲のマグマを押し上げながら火口まで上昇し,そこで爆発した可能性が高い. 結晶量が大きいのはマグマ溜まりの中で結晶化が進行し,その分だけガスが分離していたことを示唆する.
この堆積物には級化成層した火山礫凝灰岩(厚さ2m)と凝灰岩(厚さ数cm)が挟まれているが,いずれも下位の火山弾降下堆積物を削剥して流下した堆積物で細粒火山灰粒子を含んでおり,火山弾を放出したマグマ噴火の休止期に発生したマグマ水蒸気噴火の産物と解釈することができる.
Dyke orientation patterns in the field imply that flanks of the NERZ were slowly creeping over extended periods of time (from ~990ka to 560ka) to accommodate the emplacement of an intrusive complex(es) and its associated dykes. Paleomagnetic data from NERZ mafic dykes suggest that the upper part of the NERZ was clockwise rotated by 26° about a vertical axis. This rotation is interpreted as the consequence of flank creeping that induced strike-slip movements into the edifice. The existence of intrusive complex(es) below the rift and its role in the deformation of the NERZ have been highlighted by AMS analyses and scaled analogue models. The development of the rift and the intrusive complex(es) are inherently linked and bring the system ultimately towards an unstable configuration and at that point, creeping cannot accommodate deformation any longer, and further intrusions will generate a collapse.
The architecture and development of the NERZ thus contrasts with the widely held beliefs that rift-zones are simple linear arrangement of fractures, dyke swarms, and volcanoes. The North-East rift-zone is a dynamic and changing environment, with several intense intrusive phases concordant or alternating with erosion periods and destabilisation events.
そこで、我々は、以上の間欠泉の特性を再現する実験を行った。 実験においては、間欠泉噴出に前駆して起こる微動の推移をモニターするためにフラスコ内の温度と圧力を計測し、噴出量の統計的性質を知るために連続噴出70回以上について噴出量を自動計測した。 この結果から、フラスコ内圧力変動はその特徴的周波数が時間と伴に単調に減少しかつ振動の励起が噴出直前では抑えられることを見出した。 さらに、これらの振動系を記述する微分方程式を定式化しその解の特性の変化によって、圧力変動特性の推移が説明できることがわかった。 また、噴出量の統計的性質は、過飽和率(加熱率)や噴出様式(爆発的か非爆発的か)と一定の関係にあることを見出した。 この結果は、もし我々が、噴出量を予測することができれば(mass-predictable)、あるいは噴出量の決定要因を知ることができれば、間欠泉については噴出様式も含めた完全な予知が行える可能があることを示唆している。
講演では、これらの結果を報告し、火山性微動発生要因と噴出量予測可能性について考察を加える。
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The data of chemical composition of volcanic glass from tephra layers of Habomai (Suisyo Sima, Sibotu Sima, Yuri Islands), Shikotan, central and southern Kunashir and central part of Iturup Island were discussed.
Main objects were peatbogs and soil profiles, which formed during the end of Late Pleistocene-Holocene.
Some marker ash layers of Hokkaido volcanoes (Mashu, Tarumai, Komagatake) were distinguished on Habomai, Shikotan and Kunashir. Baitoushan tephra B-Tm was found only in one section in southern part of Kunashir. Some volcanic ash layers had Kunashir sources (Tyatya, Mendeleev, possibly Golovnin Volcanoes). Middle-Late Holocene Iturup ash layers were formed during local volcanoes eruptions. Late Pleistocene tephra layers were studied from marine-terrestrial sequences of Suisyo Sima Island. The most of them are Kutcharo Volcano tephra. Some ash layers may be tephra of Kunashir Volcanoes (Golovnin and Mendeleev), caldera-forming eruptions of which were at Late Pleistocene. The volcanic glass from one volcanic ash has high K2O composition. Some tephrostratigraphical schemes were proposed. The tephrastratigraphical study of the sections indicates that South Kurile Volcanoes at end of Late Pleistocene-Holocene were less active as compare to Hokkaido ones. |
佐波湾には中期中新世の海底複合火山の一部をなす一連の火山岩が分布する. その最下部は安山岩枕状溶岩で,これに安山岩水冷スパター,やや発泡した玄武岩質安山岩の破片からなる水底噴火起源タービダイト,再堆積した火山砕屑岩が順に重なる. 火山源再堆積物は水深100m 以浅に生息する生物の遺骸や生痕をまれに含む. 佐波湾西岸には,直径450 mの複合火道があって,これを溶岩やスパター,タービダイトを構成する安山岩もしくは玄武岩質安山岩に類似した岩石の破片が埋めている. 露出する火道壁に接して火道を充てんしているのは強溶結した安山岩スパターで,火道壁を構成する安山岩枕状溶岩のブロックがその中に取り込まれている. この安山岩スパターの内側には,細粒物に乏しい玄武岩質安山岩があり,同質のアグルチネートやシートを間に挟む. 火道壁の傾斜は20°〜30°で充てん物の岩相境界もこれに調和的であるが,内側ほど傾斜が大きくなり中心では直立するようになる.
強溶結スパターは隣接する水冷スパターに,また,角礫岩とアグルチネート,シートは,隣接するタービダイトの構成岩片に岩石学的特徴が似ている. 玄武岩質安山岩角礫岩は火道周辺に見当たらないので,マグマが脱ガスしながらゆっくり上昇して火道上部で水冷破砕し,あるいはマグマ水蒸気爆発して生じたものの粒径の大きな破片がそこにとどまったものかもしれない. 玄武岩質安山岩シートは側端で気泡が増えかつ大きくなってアグルチネートに漸移しており,角礫岩を押し分けて発泡しながら上昇するマグマが上昇を停止してその場で固結したものと考えられる. 火道の中意に分布するタービダイトは,発泡したマグマが水中に放出されて水冷破砕され,一緒に放出された水蒸気やその場で発乱流となって周囲に堆積したものであろう. その証拠にタービダイトの斜層理やチャネルなどは火道の方向から流れてきたことを示す. 一方,火道の途中で勢いを失って戻ってきた岩片は火道上部で発生した水蒸気が水の浸透を妨げている間に溶結してアグルチネートとなった可能性が高い. 同様に,スパターも水中に放出されたものは水冷して火口周辺に堆積し,火道にとどまって集積したものは溶結したのであろう.
参考文献 Hamada and Fujii (2008, Contrib. Mineral. Petrol. vol. 155, p. 767-790)
#今回は「大陸地殻セミナー」と共催です.
火山活動研究推進部会談話会世話人:
大石雅之(マグマ活動RG)[2012/04〜]
下司信夫(火山活動RG)[2012/01〜]
これまでの世話人:
高田 亮(マグマ活動RG)[2010/12〜2012/03]
荻津 達(火山活動RG)[2009/08〜2011/12]
三輪学央(マグマ活動RG)[2010/08〜2010/12]
田中明子(マグマ活動RG)[2009/08〜2010/08]
及川輝樹(火山活動RG)[2007/04〜2009/08]
鬼澤真也(マグマ活動RG)[2007/04〜2009/08]
古川竜太(火山活動RG)[2002/05〜2007/03]
森 健彦(マグマ活動RG)[2005/05〜2007/03]
東宮昭彦(マグマ活動RG)[2001/04〜2005/04]
中野 俊(火山活動RG)[2001/04〜2002/05]