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[SVC32-P12] 十和田火山御倉山溶岩ドームディクティタキシティック組織部の浸透率
キーワード：溶岩ドーム、脱ガス、浸透率、ディクティタキシティック、クリストバライト、蒸発―凝縮
溶岩ドームの形成は、沈み込み帯の火山活動では最も頻度が高い噴火様式の一つである。非爆発的な噴火に分類されることが多い反面、その形成の過程で突発的な爆発を起こし、それに伴い火砕流が発生することも少なくないため（Newhall et al., 1987）、その爆発性を理解することは学術的にも防災上も重要な課題とされ多くの研究が行われている。溶岩ドームの爆発の駆動力は、ドーム下の火道マグマの発泡によるものと、減圧や結晶化によりメルトから揮発性成分が析出することで溶岩自体の内部に蓄積される気泡過剰圧とが考えられている。一方、脱ガスやドーム溶岩の膨張が起こると、爆発は圧力緩和で抑制される。そのため溶岩ドームのガス浸透性構造は、爆発性の理解にとって重要である。
今回我々は、新鮮な溶岩ドーム内部が露出している十和田火山・御蔵山溶岩ドーム（後カルデラ期・7.6 cal kyr BP; 工藤, 2010）試料の岩石記載と浸透率測定実験を行った。本溶岩ドームは、部分的にdictytaxitic組織と呼ばれる多孔質な石基組織を示すことで知られる(宮城・工藤 2013)。この組織は常に火山ガスから沈殿したシリカ鉱物を伴い，近年その脱ガスに対する影響が注目されている。しかし浸透率を上げるか下げるかについて全く正反対の見解があり議論は収束していない。今回測定した試料は、同ドームの南南東～西北西縁にかけて形成されている急崖部の南南東部、比高約50mの露頭から採取した。露頭および試料は見た目に明灰色～暗灰色、赤褐色の不均質性を呈し、約15 × 10 cmの試料断面から厚さ約1 cmのスラブを切り出し、約9 mm 角の隣接した9領域を切り出した。EPMA分析によれば、同溶岩の石基部には短冊状斜長石の骨格の隙間に10～100 μｍ程度の空隙が存在し、また石基には多量のシリカ鉱物が存在する。シリカ鉱物の表面には、ステップ間隔が均等で同心円状の渦巻成長が稀に見られる場合があり、シリカ鉱物が低密度の気相から成長したことを示す。試料は極めて不均質であり、浸透率が検出限界以下の部分と、極めて高い部分（4.6×10-8～2.1×10-6 m2 ； 空隙率15～33 %）とが隣接する。この空隙率に対する浸透率の値は、溶岩ドーム表面での脱ガス経路としての役割を担うとされているTuffisiteの値（Kendrick et al., 2016）の値や、同組織の浸透率を初めて報告したKushnir(2016)の値よりもよりも2～4桁程度高く、同組織が溶岩ドームの爆発性を支配する重要な要素となっている可能性を示す。このような組織は溶岩ドーム内部の温度・圧力条件において、結晶化末期ステージのマグマの蒸発－沈殿過程で形成されることが実験で確認されており（櫻井ほか2019JpGU）、空隙率・浸透率が高い部分とシリカ鉱物が沈殿した非浸透性の部分が近接していることは本質的である。そのため、溶岩ドームの表面など特定の場所でシリカ鉱物の沈殿のみが卓越し、大幅に浸透率を下げるというモデルは考えにくい。桜島など活火山の火山灰にはクリストバライト（火山ガスから気相成長するシリカ鉱物の一種）が含まれるので、このような蒸発沈殿作用は定常的に活動する火山におけるマグマの脱ガスにも寄与している可能性がある。
今回我々は、新鮮な溶岩ドーム内部が露出している十和田火山・御蔵山溶岩ドーム（後カルデラ期・7.6 cal kyr BP; 工藤, 2010）試料の岩石記載と浸透率測定実験を行った。本溶岩ドームは、部分的にdictytaxitic組織と呼ばれる多孔質な石基組織を示すことで知られる(宮城・工藤 2013)。この組織は常に火山ガスから沈殿したシリカ鉱物を伴い，近年その脱ガスに対する影響が注目されている。しかし浸透率を上げるか下げるかについて全く正反対の見解があり議論は収束していない。今回測定した試料は、同ドームの南南東～西北西縁にかけて形成されている急崖部の南南東部、比高約50mの露頭から採取した。露頭および試料は見た目に明灰色～暗灰色、赤褐色の不均質性を呈し、約15 × 10 cmの試料断面から厚さ約1 cmのスラブを切り出し、約9 mm 角の隣接した9領域を切り出した。EPMA分析によれば、同溶岩の石基部には短冊状斜長石の骨格の隙間に10～100 μｍ程度の空隙が存在し、また石基には多量のシリカ鉱物が存在する。シリカ鉱物の表面には、ステップ間隔が均等で同心円状の渦巻成長が稀に見られる場合があり、シリカ鉱物が低密度の気相から成長したことを示す。試料は極めて不均質であり、浸透率が検出限界以下の部分と、極めて高い部分（4.6×10-8～2.1×10-6 m2 ； 空隙率15～33 %）とが隣接する。この空隙率に対する浸透率の値は、溶岩ドーム表面での脱ガス経路としての役割を担うとされているTuffisiteの値（Kendrick et al., 2016）の値や、同組織の浸透率を初めて報告したKushnir(2016)の値よりもよりも2～4桁程度高く、同組織が溶岩ドームの爆発性を支配する重要な要素となっている可能性を示す。このような組織は溶岩ドーム内部の温度・圧力条件において、結晶化末期ステージのマグマの蒸発－沈殿過程で形成されることが実験で確認されており（櫻井ほか2019JpGU）、空隙率・浸透率が高い部分とシリカ鉱物が沈殿した非浸透性の部分が近接していることは本質的である。そのため、溶岩ドームの表面など特定の場所でシリカ鉱物の沈殿のみが卓越し、大幅に浸透率を下げるというモデルは考えにくい。桜島など活火山の火山灰にはクリストバライト（火山ガスから気相成長するシリカ鉱物の一種）が含まれるので、このような蒸発沈殿作用は定常的に活動する火山におけるマグマの脱ガスにも寄与している可能性がある。