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[SVC31-P03] 結晶・気泡を含む流紋岩マグマの粘性・脆性領域におけるガス浸透率進化
キーワード：結晶・気泡を含むマグマ、ガス浸透率、粘性・脆性遷移、ワイゼンベルグ数
マグマの脱ガスは火山噴火の爆発性を制御するため，ガス浸透率の定量的理解は噴火の強度や爆発性を予測するために必要不可欠である。高粘性のマグマ中では気泡同士が連結して形成された気泡ネットワークや脆性的破壊の結果形成される亀裂ネットワークを利用した浸透的ガス流が脱ガスのメカニズムだと考えられ，軽石などの火砕物や実験室で再現されたマグマのガス浸透率が測定されている（例えばRust and Cashman, 2004; Takeuchi et al., 2005）。一方で，気泡・亀裂ネットワークは変形・流動するマグマ中で形成されるため，ガス浸透率と流動は互いに影響を与えると予想される。しかしながら，流動するマグマ中でガス浸透率が如何に変化するのか調べた例は多くない。本研究では，結晶（15－25 vol%）と気泡（18－38 vol%）を含む810－954 ℃の流紋岩マグマに対して，様々な歪速度（10－6.37－10－1.36 s－1）で一軸圧縮変形試験を行った。そして，変形の前後で浸透率の測定とX線CTを用いた組織観察を行うことで変形に伴う空隙組織・浸透率の変化を調べた。低歪速度・低応力条件下でマグマが粘性的に変形した場合，体積・空隙率は減少し，それに伴い浸透率はわずかに低下した。この時，微小な亀裂も観察された。さらに浸透率の低下量は，歪量の増加とともに大きくなった。一方で，高歪速度・高応力で変形した場合，サンプルには大きな亀裂が形成され，体積・空隙率は増加し，浸透率は大きく（3桁以上）上昇した。変形の代表時間と緩和時間の比であるワイゼンベルグ数Wiを用いて実験結果を整理すると，Wiが10－3－10－2.5よりも低い場合にマグマは緻密化して浸透率が低下し，一方でＷｉが上記の値よりも高い場合には大きな亀裂が形成され浸透率は大きく上昇した。本実験の結果は，歪速度の小さい火道中央部を上昇するマグマは粘性流動し脱ガス・緻密化する一方で，高い歪速度をうける火道壁付近ではマグマの緻密化は進まず，亀裂形成に伴う高い浸透率が維持される可能性を示している。