[S-VC36] 火山・火成活動と長期予測

[SVC36-16] 北海道東部，雌阿寒岳，1.4万年前の中マチネシリ噴火の噴火推移とマグマ供給系の変遷

*石毛 康介^1,2、中川 光弘¹ (1.北海道大学大学院理学院、2.三菱マテリアル（株）)

キーワード：雌阿寒岳火山、中マチネシリ、マグマ水蒸気爆発、噴火推移

雌阿寒岳火山は阿寒カルデラの南西壁上に形成した複成火山であり，８つの火山体から構成される（勝井，1951）．中マチネシリは雌阿寒岳火山の中で最も爆発的な噴火をした火山体で，現在も活発な噴気活動が続いている活火山である．その活動のうち，特に約14,000年前の噴火は中マチネシリ火口活動期１（NC-1）と呼ばれ，火砕流や降下火砕物を山麓から遠方へ広く分布させた（例えば，和田，1989；安齋・和田，2012）．しかし，詳細な地質学的研究は報告されておらず，噴火推移の詳細については明らかでない．また，岩石学的検討についても，噴火推移の変遷と関連付けたマグマ供給系の検討はなされていない．
今回，我々はNC-1の噴火履歴と個々の噴火様式を明らかにするために，火山地質学的調査を実施した．さらに噴火時の火道の発達過程および深部のマグマ供給系の構造を検討する目的で，堆積物中の構成物分析や全岩化学組成分析を行った． その結果，NC-1の詳細な噴火推移と，それに対応する苦鉄質マグマの変遷が明らかとなったのでここに報告する．
NC-1噴火堆積物は地質学的調査によって，４つのユニット（ユニット1～4）に区分された．
ユニット１は山麓及び遠方では成層したシルト質火山灰層の上位に，火砕流堆積物と火山豆石を含む火砕サージ堆積物との互層からなり，火口近傍では火砕サージ堆積物からなる．全体的に変質し構成物に岩片が多いのが特徴である．ユニット２は火砕サージ堆積物および火砕流堆積物からなり，火口近傍から山麓及び遠方まで分布するが，山麓では火砕流堆積物が卓越する．火砕流堆積物中には新鮮な安山岩質溶岩を特徴的に含む．これらの溶岩は鏡下観察の結果，溶結火砕岩であることが分かった．ユニット３は主に軽石とスコリアからなる本質物質に富む降下火砕物であり，火口近傍では南西部に厚く堆積し，降下火砕物の間に火砕サージ堆積物を挟む．このユニットが和田ほか（1988）により記載されたNaPS降下火砕物である．ユニット４は火口近傍のみ分布し，火砕サージからなり構成物はスコリアと岩片が多いのが特徴である．ユニット１とユニット２の間には，侵食間隙が認められ，時間間隙が存在したと考えられる．
NC-1噴出物の岩石はスコリア，軽石及び縞状軽石からなる玄武岩質安山岩～デイサイトである．SiO₂量はスコリアで55.0～58.1 wt.%，軽石で62.5～64.7 wt.%である．斑晶量は6～29 vol.%程度，斑晶鉱物として斜長石，斜方輝石，単斜輝石及び不透明鉱物からなり，かんらん石斑晶が認められることもある．多くの元素はハーカー図上において，軽石とスコリアはそれぞれ異なるトレンドを示す傾向がある．ユニット間で比較すると，軽石では区別できないが，スコリアではP₂O₅やSrの元素でトレンドが異なるため，区別が可能である．
　これらの結果から，本研究ではNC-1を，時間間隙に基づいてユニット１に対応する活動をステージ１と，ユニット２～３に対応する活動をステージ２に大別した．その推移は以下のとおりである．
　最初の活動であるステージ１では，マグマが上昇する過程で帯水層と接触し，マグマ水蒸気噴火が発生し，爆発的な噴火を繰り返すことによって火口を拡大した．
　その後，時間間隙を挟んで再び苦鉄質マグマが上昇し，ステージ２の活動が始まった．その活動はまずマグマ水蒸気爆発による火砕サージが卓越し，爆発的な噴火によって，ステージ１において火口内部もしくは近傍に形成された溶結火砕岩を破壊した．そして火砕サージのうち，斜面を下ったのが山麓で火砕流となった．噴火最盛期にはマグマ-水の相互作用が低下して噴煙柱が形成しサブプリニー式噴火となり，その後に噴出率が低下してマグマ水蒸気噴火に推移した．
　このようにNC-1噴火は火山体に帯水層が発達していたために，噴火様式がマグマ-水の相互作用に支配されたと考えられる．その為，中マチネシリ山体は繰り返されるマグマ水蒸気爆発によって形成されたタフコーンあるいはマールであると考えられる．