14:00 〜 14:15
[SCG57-02] 7.3ka鬼界カルデラ噴火におけるカルデラ形成に先行するフェーズ
キーワード：鬼界カルデラ、プリニー式噴火、イントラプリニアン火砕流、カルデラ形成噴火
7.3kaに九州南方沖の鬼界カルデラで発生した大規模噴火(アカホヤ噴火)は、日本列島における完新世最大の噴火である。この噴火では、噴火の絶頂期にあたる幸屋火砕流の噴出やカルデラ形成に先行して、プリニー式噴火(幸屋降下軽石/Unit A)やイントラプリニアン火砕流(船倉火砕流/Unit B)のフェーズが存在することがこれまでの研究により明らかにされている。しかし、これらのカルデラ形成に先行したフェーズに関してはより詳細な噴火推移の把握や噴火パラメータの推定が十分に行われていない。本研究では、Unit A, Bの分布域における広域地質調査に基づいて噴火堆積物の精密な把握を行い、更に構成物組成の解析等を通して鬼界カルデラ近傍地域(薩摩硫黄島および竹島)と遠方地域(大隅・薩摩半島、種子島および宮崎県南端部)との間での層序対比を試みた。
Unit Aは近傍地域と遠方地域の両方で確認される。近傍地域におけるUnit Aは基本的に５つのサブユニット(下位からUnit A0-4)に分けられる。Unit A0は白色極細粒軽石を主体とする淘汰の良い火山灰層であり、薩摩硫黄島北西部で最大層厚(~3cm)のものが見られる。Unit A1は白色粗粒軽石からなる単層で、典型的なプリニー式噴火堆積物の層相を示す。層厚は竹島で30cmに達する。Unit A2は火山ガラスを主体とした細粒物に非常に富む淘汰の悪い桃灰色火山灰層であり、竹島でのみ確認される。Unit A3は変質岩片に富む淘汰の良い白色軽石層であり、上位のUnit A4へは遷移的に変化する。Unit A4はUnit A1に類似した白色粗粒軽石であるが、Unit A1に比して層厚・粒径共に大きく、竹島では最大200㎝ほどに達する。竹島における多くの露頭では粒径によって２層に分けられ、全体的には弱い逆級化を示す。一方で、近傍における一部の露頭では、上述したような基本的層序に比べ層厚・粒径ともに異常に大きな降下軽石層が局地的に見られる場合がある。
遠方地域のうち、大隅半島北部や薩摩半島、種子島、宮崎県南端部ではUnit Aは単層であるが、大隅半島南部や南端部では複数のサブユニットからなる。大隅半島南端部におけるUnit Aは少なくとも7つの降下軽石層とその間の火山灰濃集層からなる。Unit A最下部に存在する細粒軽石層は最大層厚20cmほどの単層であり、岩片の構成物組成から近傍地域におけるUnit A1に対比される。その上位に存在する累層は、層序的観点からは近傍地域におけるUnit A3-4に対比される。このUnit A3-4遠方相のうち、下部は少なくとも４つの岩片に富む細粒軽石層とその間に存在する赤色火山灰濃集層の互層からなり、最大層厚は20cmほどである。上部は逆級化を示す粗粒軽石層からなり、最大層厚は50㎝ほどに達する。このサブユニットは層厚・粒径ともに他のサブユニットに比べ際立って大規模であり、大隅半島北部や薩摩半島、種子島、宮崎県南端部といった地域に分布するUnit Aはこれに追跡される。Unit A1，A3-4の見かけ噴出量は、経験式に基づく層厚分布のフィッティングによりそれぞれ~0.4km3、~10km3程度と推定される。
Unit Bは近傍地域のみで確認される。一般に谷埋め型の溶結凝灰岩であり、最下部はUnit Aと指交関係にある。竹島においては平行層理を有し、淘汰の悪い非溶結相から弱溶結相を示す。薩摩硫黄島においては下部で斜交層理、上部で平行層理が卓越し、広く強溶結相を示すが上部に関しては水平方向に淘汰の悪い非溶結相へ遷移している場合がある。
以上の結果から、カルデラ形成に先行するフェーズの堆積物について次のような解釈を行った。Unit A0は、7.3ka噴火最初期の小規模な噴火イベントの産物である。それより上位のUnit Aは、新火口の開口や火道の急拡大を示すと考えられるUnit A3により２つのプリニー式噴火イベント(Unit A1, A3-4)に大別され、後者がより大規模である。Unit A2は火砕流に関連する堆積物と考えられ、Unit A1イベント末期に噴煙柱崩壊が生じていた可能性がある。Unit Bはその全体がUnit A3-4イベントをもたらした噴煙柱の崩壊により生じた希薄かつ高温なイントラプリニアン火砕流堆積物と考えられ、薩摩硫黄島におけるUnit B上部を降下火砕物とする先行研究の解釈は再検討を要する。近傍地域で見られるUnit Aの局所的異常、遠方地域との間におけるUnit A4のサブユニット数に関する考察などから、遠方地域におけるUnit A4のかなりの部分がUnit Bと同時相と考えられ、噴煙柱の部分崩壊によるイントラプリニアン火砕流とプリニー式噴煙柱の共存状態がUnit A3-4イベント早期から生じていた可能性がある。
Unit Aは近傍地域と遠方地域の両方で確認される。近傍地域におけるUnit Aは基本的に５つのサブユニット(下位からUnit A0-4)に分けられる。Unit A0は白色極細粒軽石を主体とする淘汰の良い火山灰層であり、薩摩硫黄島北西部で最大層厚(~3cm)のものが見られる。Unit A1は白色粗粒軽石からなる単層で、典型的なプリニー式噴火堆積物の層相を示す。層厚は竹島で30cmに達する。Unit A2は火山ガラスを主体とした細粒物に非常に富む淘汰の悪い桃灰色火山灰層であり、竹島でのみ確認される。Unit A3は変質岩片に富む淘汰の良い白色軽石層であり、上位のUnit A4へは遷移的に変化する。Unit A4はUnit A1に類似した白色粗粒軽石であるが、Unit A1に比して層厚・粒径共に大きく、竹島では最大200㎝ほどに達する。竹島における多くの露頭では粒径によって２層に分けられ、全体的には弱い逆級化を示す。一方で、近傍における一部の露頭では、上述したような基本的層序に比べ層厚・粒径ともに異常に大きな降下軽石層が局地的に見られる場合がある。
遠方地域のうち、大隅半島北部や薩摩半島、種子島、宮崎県南端部ではUnit Aは単層であるが、大隅半島南部や南端部では複数のサブユニットからなる。大隅半島南端部におけるUnit Aは少なくとも7つの降下軽石層とその間の火山灰濃集層からなる。Unit A最下部に存在する細粒軽石層は最大層厚20cmほどの単層であり、岩片の構成物組成から近傍地域におけるUnit A1に対比される。その上位に存在する累層は、層序的観点からは近傍地域におけるUnit A3-4に対比される。このUnit A3-4遠方相のうち、下部は少なくとも４つの岩片に富む細粒軽石層とその間に存在する赤色火山灰濃集層の互層からなり、最大層厚は20cmほどである。上部は逆級化を示す粗粒軽石層からなり、最大層厚は50㎝ほどに達する。このサブユニットは層厚・粒径ともに他のサブユニットに比べ際立って大規模であり、大隅半島北部や薩摩半島、種子島、宮崎県南端部といった地域に分布するUnit Aはこれに追跡される。Unit A1，A3-4の見かけ噴出量は、経験式に基づく層厚分布のフィッティングによりそれぞれ~0.4km3、~10km3程度と推定される。
Unit Bは近傍地域のみで確認される。一般に谷埋め型の溶結凝灰岩であり、最下部はUnit Aと指交関係にある。竹島においては平行層理を有し、淘汰の悪い非溶結相から弱溶結相を示す。薩摩硫黄島においては下部で斜交層理、上部で平行層理が卓越し、広く強溶結相を示すが上部に関しては水平方向に淘汰の悪い非溶結相へ遷移している場合がある。
以上の結果から、カルデラ形成に先行するフェーズの堆積物について次のような解釈を行った。Unit A0は、7.3ka噴火最初期の小規模な噴火イベントの産物である。それより上位のUnit Aは、新火口の開口や火道の急拡大を示すと考えられるUnit A3により２つのプリニー式噴火イベント(Unit A1, A3-4)に大別され、後者がより大規模である。Unit A2は火砕流に関連する堆積物と考えられ、Unit A1イベント末期に噴煙柱崩壊が生じていた可能性がある。Unit Bはその全体がUnit A3-4イベントをもたらした噴煙柱の崩壊により生じた希薄かつ高温なイントラプリニアン火砕流堆積物と考えられ、薩摩硫黄島におけるUnit B上部を降下火砕物とする先行研究の解釈は再検討を要する。近傍地域で見られるUnit Aの局所的異常、遠方地域との間におけるUnit A4のサブユニット数に関する考察などから、遠方地域におけるUnit A4のかなりの部分がUnit Bと同時相と考えられ、噴煙柱の部分崩壊によるイントラプリニアン火砕流とプリニー式噴煙柱の共存状態がUnit A3-4イベント早期から生じていた可能性がある。