著者

柴田 翔平 長谷川 健

雑誌

日本地球惑星科学連合2019年大会

巻号頁・発行日

2019-03-14

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摩周火山は,北海道東部に位置し,山頂部に径7.5 km×5.5 kmのカルデラを有する.このカルデラは約7,600年前の大規模噴火(噴出量約20 km3)によって形成された(岸本ほか,2009,山元ほか,2010).従来の研究によるカルデラ形成噴出物の層序は,降下火砕堆積物(Ma-j~Ma-g)とそれを覆う火砕流堆積物(Ma-f)からなる(Katsui et al.1975).摩周カルデラ形成噴火の推移は,岸本ほか(2009)によって,マグマ水蒸気噴火(Ma-j)からはじまり,プリニー式噴火に移行,3層の降下軽石(Ma-i~Ma-g)を堆積させた後,噴煙柱崩壊による火砕流(Ma-f)が流下,摩周カルデラが形成されたと考えられている.一方,長谷川ほか(2017)は,Ma-fを層相の違いから7層(上位からMa-f1~Ma-f7)に細分し,摩周カルデラ形成噴火は従来の噴火推移よりも複雑であった可能性を指摘した.そこで,著者らは地質調査,カルデラ形成噴出物の粒度分析および構成物分析を行い摩周カルデラ形成噴火の推移を再検討した.粒度分析は-5Φ~4Φまでの範囲を1Φ間隔で行い,構成物分析は2~32 mmの粒子を肉眼観察で分類し,重量%を求めた.Ma-f6,Ma-f7は層相の類似する火砕物密度流堆積物(以下,堆積物を省略)で灰色軽石,縞状軽石に富み(それぞれ40~60wt%,5~21wt%),中央粒径(以下,MdΦ)は-1.00Φ~0.89Φ である.Ma-f5(降下火砕物)およびMa-f4(火砕物密度流)は火山豆石を多く含み(それぞれ89wt%,82wt%),軽石,石質岩片には例外なくシルト質火山灰が付着し,マグマ水蒸気噴火堆積物の特徴を有する.Ma-f4のMdΦは,-0.55Φ~3.22Φ であり,下位のMa-f6,Ma-f7よりも細粒な火砕物密度流である.Ma-f3は石質岩片を大量に含む(90wt%以上)礫支持の火砕物密度流で,デイサイト質岩片のほか,深成岩片,変質岩片も含み,しばしば下位層を著しく削り込む.MdΦは,-3.47Φ~-1.37Φ で,極細粒砂~シルト粒子を欠く.Ma-f2はしばしば斜交葉理をともなう火砕物密度流で,細礫サイズの石質岩片を多く含み(70wt%),軽石も含まれる(30wt%).MdΦは,-1.84Φ~1.16Φである.Ma-f1は褐色の火山灰層で,軽石および石質岩片を含み(それぞれ52wt%,48wt%),Ma-f2との層境界は不明瞭で漸移的に色調・粒径が変化する.MdΦは,-1.22Φ~1.80Φである.Ma-f3の上位には例外なくMa-f2,Ma-f1が堆積し,これらは分布域の広さからMa-fの体積の大部分を占めることが分かる.Ma-f下位の降下火砕物の構成物に目を向けると,Ma-i~Ma-gにかけて優勢な本質物質が白色軽石から,縞状軽石,灰色軽石へと変化する.Ma-f1~Ma-f7は,粒度組成および構成物組成からMa-f7~6,Ma-f5~4,Ma-f3~1にグループ分けすることができ,それぞれの境界で噴火様式が変化したと考えられる.Ma-f7~6は灰色軽石と縞状軽石が優勢で,これは下位のMa-i~Ma-gにかけて見られる本質物質の量比変化と連続的であることや石質岩片の種類も一致することから,Ma-i~Ma-f6までは一連の噴出物であると考えられる.噴出率の低下により噴煙柱が崩壊し,Ma-f7,6が流下したと考えられるが,その後,火道への外来水の相対的な流入量が増加し,噴火様式がマグマ水蒸気噴火に変化してMa-f5~4を発生したと考えられる.つづくMa-f3~1では石質岩片量が急増することと, Ma-fの大部分を占めることからカルデラ陥没開始が示唆される。Ma-f3の上位にはMa-f2,Ma-f1が例外なく堆積しており,これらに含まれる構成物は石質岩片の量比が変化するものの,その種類は変化せず,上位にかけてMdΦが細粒になることから,Ma-f3~Ma-f1は高速の火砕物密度流の流動単位,Layer 1~Layer 3(Wilson,1985)に対応すると考えられる.従来の噴火推移と合わせると,摩周カルデラ形成噴火はマグマ水蒸気噴火(Ma-j)にはじまり,プリニー式噴火に移行,降下軽石(Ma-i~Ma-g)を堆積させ,噴煙柱崩壊による火砕物密度流(Ma-f7~Ma-f6)を流下させた.その後,マグマ水蒸気噴火に移行(Ma-f5~Ma-f4),カルデラ陥没にともなう岩塊の放出と火砕物密度流が流下し(Ma-f3~Ma-f1),摩周カルデラが形成されたと考えられる.