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[SVC33-P02] クリスタルマッシュ状斑れい岩の粒間相の組織解析：富士山と伊豆大島の比較
キーワード：クリスタルマッシュ、粒間メルト、富士山、伊豆大島、マグマ溜まり
マグマ供給系は，その大部分が結晶量＞～50vol%でその隙間を粒間相(メルト＋気泡)が充填するクリスタルマッシュから構成されると近年考えられている．クリスタルマッシュから粒間メルトを抽出する過程は，噴火可能なマグマの蓄積だけでなく，深成岩の形成を考える上でも重要である．しかし，クリスタルマッシュ中で粒間相がどのように減少し，深成岩を形成するのか，その理解は未だ不十分である．これを調べる上で手がかりとなるのが，火山噴出物中にしばしば含まれる，粒間相を含む深成岩捕獲岩である．このような捕獲岩はクリスタルマッシュの欠片と考えられ，その粒間相の組織的特徴から，クリスタルマッシュから深成岩へ変化する過程に関する情報が得られると期待できる．西ヶ谷他 (2024火山学会) は，富士山1707年宝永噴火の噴出物に含まれる，粒間相を最大40vol%含む斑れい岩捕獲岩について薄片全面のBSE 像の観察・画像解析を行い，粒間相の量と組織的特徴の関係を検討した．その結果，粒間相の量が～23vol%を下回ると，その連結度が急激に低下することを示した (ここで連結度は，注目する相全体に占める，最大クラスターの体積分率で定義する)．また，粒間相量が40%に至るまで固相の3次元ネットワークは維持できるため，マッシュ状態を維持したまま捕獲岩として噴出できたと議論した．しかし，これらの性質が一般的かどうかを検討するためには，産出する火山や粒間ガラス組成の異なる斑れい岩捕獲岩とも比較する必要がある．粒間相を含む深成岩捕獲岩は，伊豆大島1986年B噴火の噴出物中にも含まれている (吉田他, 2023火山学会)．そこで本研究では，吉田他 (2023火山学会) で岩石学的研究を行った伊豆大島1986年B噴火の粒間相を含む深成岩捕獲岩を試料とし，これらについて東大地震研のFE-EPMA (JEOL JXA-8530FPlus) で撮影した薄片全面BSE像の画像解析を行い，粒間相の量と連結度を調べた．そして，この結果を富士山宝永噴火の試料と比較することで，クリスタルマッシュ中での粒間相の組織的特徴の一般性を検討した．
富士山宝永噴火の粒間相を含む斑れい岩捕獲岩は，比較的均質な流紋岩質組成の粒間ガラスで特徴づけられるGroup-Aと，粒間ガラス組成が不均質で安山岩質からデイサイト質まで変動するGroup-Bの2グループに分類できる (大塚他，2021火山学会)．これらの試料には波動消光などの塑性変形の痕跡は見られず，粒間相は結晶をほとんど含まない．一方で伊豆大島1986年B噴火の斑れい岩捕獲岩は，鉱物組み合わせと岩石組織からGroup-I，II，IIIA，IIIB の4グループに分類でき，粒間ガラスはGroup-Iで玄武岩質安山岩質，Group-Bで安山岩-デイサイト質，Group-IIIA, Bで安山岩-流紋岩質の組成を示す (吉田他, 2023火山学会)．これらの試料の粒間相には，斜長石や輝石のマイクロライトが多数晶出しており，また，オーバーグロースしたリムが確認できる結晶も見られる．本研究では，富士山のGroup-A試料3つ，Group-B試料5つ，伊豆大島のGroup-I試料3つについて画像解析を行った．
本研究では，粒間相量φに占める上位から 2 位までのサイズのクラスターの面積割合から，粒間相連結度(CM2) を定量した．富士山の試料は，Group-A でφ=24-39vol%，CM2=67-86%，Group-B でφ= 10-23vol%，CM2=9.9-37%の範囲を示した．粒間相量φに対して CM2 をプロットすると，φ＞24vol%では CM2は 75%近くの値で一定であるが，φ＜21vol%で CM2 は＜21%まで低下した．この結果は，φ～23vol%で粒間相が急激に連結することを示唆する．一方，伊豆大島の試料ではφが31vol%から19vol%まで減少するに伴い，CM2は一定割合で42%から3.4%まで低下した．粒間相連結度の連結度が増加するφは，富士山より伊豆大島の方が10vol%程度大きい．これは粒間ガラスの組成の違いに起因する可能性がある．固相の連結度は粒間相量φの減少に伴って増加するが，その関係は富士山と伊豆大島で同一線上に乗る．この結果は，固相の量と連結度の関係が，産地やメルト組成にあまり依存しないことを示唆する．また，φ>35vol%でも固相連結度は>30%の値を維持することから，これらの捕獲岩は固相の3次元ネットワークを維持しており，このためマッシュ状で噴出できたと考えられる．
富士山宝永噴火の粒間相を含む斑れい岩捕獲岩は，比較的均質な流紋岩質組成の粒間ガラスで特徴づけられるGroup-Aと，粒間ガラス組成が不均質で安山岩質からデイサイト質まで変動するGroup-Bの2グループに分類できる (大塚他，2021火山学会)．これらの試料には波動消光などの塑性変形の痕跡は見られず，粒間相は結晶をほとんど含まない．一方で伊豆大島1986年B噴火の斑れい岩捕獲岩は，鉱物組み合わせと岩石組織からGroup-I，II，IIIA，IIIB の4グループに分類でき，粒間ガラスはGroup-Iで玄武岩質安山岩質，Group-Bで安山岩-デイサイト質，Group-IIIA, Bで安山岩-流紋岩質の組成を示す (吉田他, 2023火山学会)．これらの試料の粒間相には，斜長石や輝石のマイクロライトが多数晶出しており，また，オーバーグロースしたリムが確認できる結晶も見られる．本研究では，富士山のGroup-A試料3つ，Group-B試料5つ，伊豆大島のGroup-I試料3つについて画像解析を行った．
本研究では，粒間相量φに占める上位から 2 位までのサイズのクラスターの面積割合から，粒間相連結度(CM2) を定量した．富士山の試料は，Group-A でφ=24-39vol%，CM2=67-86%，Group-B でφ= 10-23vol%，CM2=9.9-37%の範囲を示した．粒間相量φに対して CM2 をプロットすると，φ＞24vol%では CM2は 75%近くの値で一定であるが，φ＜21vol%で CM2 は＜21%まで低下した．この結果は，φ～23vol%で粒間相が急激に連結することを示唆する．一方，伊豆大島の試料ではφが31vol%から19vol%まで減少するに伴い，CM2は一定割合で42%から3.4%まで低下した．粒間相連結度の連結度が増加するφは，富士山より伊豆大島の方が10vol%程度大きい．これは粒間ガラスの組成の違いに起因する可能性がある．固相の連結度は粒間相量φの減少に伴って増加するが，その関係は富士山と伊豆大島で同一線上に乗る．この結果は，固相の量と連結度の関係が，産地やメルト組成にあまり依存しないことを示唆する．また，φ>35vol%でも固相連結度は>30%の値を維持することから，これらの捕獲岩は固相の3次元ネットワークを維持しており，このためマッシュ状で噴出できたと考えられる．