著者

長谷川 健 菊池 文太 柴田 翔平 井村 匠 伴 雅雄 常松 佳恵 山本 裕二 大場 司 鈴木 和馬 戸丸 淳晴 楠 稚枝 岡田 誠

出版者

特定非営利活動法人 日本火山学会

雑誌

火山 (ISSN:04534360)

巻号頁・発行日

vol.68, no.3, pp.189-196, 2023-09-30 (Released:2023-11-02)

参考文献数

22

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Volcanic bomb is one of the most common eruption products around their source craters. Although paleomagnetic studies on volcanic bombs have a potential to provide high-resolution chronology of volcanic activity, particularly when compared with the known geomagnetic secular variation records, there are only a few such studies. In this contribution, we made an attempt to determine paleomagnetic directions from large (>1 m in diameter) volcanic bombs around “Tsubakuroswa craters”, located in Azuma volcano, for evaluating the potential use of volcanic bombs for paleomagnetic dating. Six oriented mini-cores were drilled from the central part of each large volcanic bomb, five in total, located on a gentle slope a few hundred meters south from the craters. All of the mini-cores were subjected to thermal demagnetization analysis, giving a well-determined characteristic remanent magnetization (ChRM) direction for each bomb as follows: site mean declination (Dm) of 350.6‒358.0º and inclination (Im) of 48.9‒50.8º with a 95 percent confidence limit (α95) smaller than 2.4º. The ChRM directions were consistent among the bombs, supporting the availability of volcanic bombs for further paleomagnetic dating research. Referring the geomagnetic secular variation record in this area, an all-site mean ChRM direction from the five bombs (Dec=355.5º, Inc=50.1º, α95=1.9º) most likely accounts for the derivation of the volcanic bombs by the Meiji Era (1893 CE) eruption. Historic pictures and descriptions are consistent with and support this interpretation. Previous reports suggested that the Meiji Era eruption did not eject magmatic materials and that the last magmatic eruption of this volcano was probably in 1331 CE. However, our results suggest that magmatic eruptions might have occurred here only ca. 130 years ago and may be largely affecting the current activity of this crater area. Our study suggests that volcanic bombs are potentially useful materials for paleomagnetic studies such as dating and establishing geomagnetic secular variation records.

著者

伴 雅雄

出版者

一般社団法人 日本地質学会

雑誌

地質学雑誌 (ISSN:00167630)

巻号頁・発行日

vol.119, no.Supplement, pp.S120-S133, 2013-08-15 (Released:2014-03-21)

参考文献数

31

被引用文献数

2

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蔵王山は,東北日本火山フロントに位置する成層火山である.本コースでは,テフラや火口近傍の噴出物を観察することにより,蔵王山の最新期の噴火履歴を理解する.また最新期中最大の約3万年前の噴火によってもたらされた火砕岩の様々な岩相も観察する.

著者

杉下 七海 常松 佳恵 伴 雅雄 佐々木 寿

出版者

特定非営利活動法人 日本火山学会

雑誌

火山 (ISSN:04534360)

巻号頁・発行日

vol.67, no.1, pp.77-89, 2022-03-31 (Released:2022-04-26)

参考文献数

27

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Ballistic projectiles are large pyroclasts (>0.1 m in diameter) traveling through the air without being affected by the flow of gas. This phenomenon is harmful (and potentially fatal) when a volcanic eruption suddenly occurs as the ballistic velocity is quite high, sometimes reaching several hundred meters per second. Therefore, it is important to simulate the trajectory of ballistic projectiles in an affected region. We have estimated the ejection conditions of the 1895 Zao eruption by visually comparing simulated results using a numerical model called “Ballista” to actual block distributions obtained from field observations and aerial photographs. Interestingly, around Goshikidake (northeast of the Okama crater) the farther blocks were from the crater, the larger the block size was. The ejection direction was estimated to be 120° from the north (southeast direction), because the deposit blocks are spatially dense in this direction. The ejection angle was estimated to be 10°, and the ejection velocity was estimated to be 110-120 m/s. The estimated eruption velocity of the 1895 Zao eruption was similar to that of the 2014 Ontake eruption and within the range of small vulcanian eruptions. Although we often worry that a magmatic eruption will occur after a phreatic eruption, it is also possible that a vigorous block emission will occur with a considerably high ejection velocity during a phreatic eruption.

著者

佐藤 初洋 伴 雅雄

雑誌

JpGU-AGU Joint Meeting 2020

巻号頁・発行日

2020-03-13

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[Introduction]Understanding of magma plumbing system is fundamentally the most important issue for the volcanic disasters mitigation. The youngest activity of Zao volcano (NE Japan) repeated phreato-magmatic eruptions in "Okama crater" (ca. AD1200 to present) and precursory phenomena, such as volcanic tremors and earthquakes has been observed since 2013. Recent advance of volcanic petrology allows us to reveal the magma plumbing system more in detail. The detailed analysis of textures and chemical zoning of phenocrystic minerals can provide useful information of the magma pluming system. Moreover, using the elemental diffusion chronometry applied to compositionally zoned crystals, we can know the time scales of complex magma dynamics. Here, we present and discuss pre-eruptive processes of Okama crater eruption products (Okp) by using zoning profiles of orthopyroxene phenocrysts.[Mineral compositions and end-member magmas]Juvenile bomb samples are medium-K and calc-alkaline series basaltic andesite to andesite (56-57% SiO2), including plagioclase, orthopyroxene, clinopyroxene and magnetite as phenocryst. Plagioclase phenocrysts show wide range of compositions between An60-92 and broad peaks were identified (An65, 75, 88). Orthopyroxene compositions range between 56-76 Mg# with two peaks (66, 74 Mg#). Clinopyroxene compositions range between 63-77 Mg# with a single peak (68 Mg#). These various crystals are made by magma mixing between low-T end-member magma (L-magma) with low An and Mg#, and high-T end-member magma (H-magma) with high An and Mg#. Physicochemical conditions of end-member magmas were constrained by using the rhyolite-MELTS algorithm. The optimum conditions for each end-member magmas are as follows, H-magma: >76 Mg#, 52-53% SiO2, >1040°C, 200-250 MPa, 5.0% H2O, and L-magma: 64-66 Mg#, 60% SiO2, 950-970°C, 200 MPa, 3.0% H2O.[Zoning profiles of orthopyroxene phenocrysts]The opx phenocrysts can be divided low-(opx-A, 64-66 Mg#), high- (opx-B, >72 Mg#), and extremely low- (opx-A’, <63 Mg#) Mg types based on core composition. Based on compositional zoning of rim (inside from outermost rim), opx-A are subdivided into -A1 to -A4. A1 show no zoning, while A2 to A4 have Mg rich rims (>70 Mg#). In the Mg rich rim, Al is high, but Cr is low in A2, Al and Cr are high in A-3, and Al and Cr are low in A4. Type B is subdivided into B1, which has normal zoned rim, and B2, which shows skeletal texture. Core compositions of opx-A are equilibrium in L-magma, and reverse zoned rim compositions of opx-A3 and core compositions of opx-B1 and -B2 are in equilibrium with H-magma. Outermost rims (66-67 Mg#, almost high-Al content) are observed in many of the phenocrysts, which were formed in the mixed magma. The composition of the mixed magma is estimated to be similar to that of the groundmass.[Mixing processes and the time scales]Based on above zoning profiles of Mg#, Al, and Cr in orthopyroxene phenocrysts, low-T and modified high-T magmas mixing is recognized other than low- and high-T magmas mixing. The modified high-T magma (Mm magma) was formed by incorporation of the mixed magma into the high-T magma when the latter injected into the former. We estimated the residence time of both cases of mixing by Fe-Mg diffusion modeling applied to the Mg# zoning of orthopyroxene phenocrysts. The estimated timescales are mostly a few decades for low- and high-T magma mixing and a few days to decades for low-T and the Mm magma mixing.The pre-eruptive processes of the Okp are proceeded as follows. The injection of the high-T magma and mixed with the low-T magma (a few decades before the eruption), resulted in the formation of the mixed magma. The injection of the high-T magma into the mixed magma formed the Mm magma tentatively, that mixed with the L-magma (a few decades to a few days before the eruption).

著者

新城 竜一 伴 雅雄 斎藤 和男 加藤 祐三

出版者

日本岩石鉱物鉱床学会

雑誌

岩鉱 (ISSN:09149783)

巻号頁・発行日

vol.86, no.7, pp.323-328, 1991-07-05 (Released:2008-03-18)

参考文献数

29

被引用文献数

10 11

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High magnesian andesites from Kume-jima and Iriomote-jima, the Ryukyu islands were dated by the K-Ar method with the basalts from Kobi-sho and Sekibi-sho, the Senkaku islands. The obtained K-Ar ages of the high magnesian andesites are 6.08 ± 0.46 Ma and 13.1 ± 1.1 Ma for the sample (s) from Kume-jima and Iriomote-jima, respectively. The volcanic activity of the high magnesian andesite magma continued intermittently for at least 6 Ma. The K-Ar age of the basalt from Sekibi-sho is 2.59 ± 0.19 Ma. The age of the basalt lava from Kobi-sho is as young as 0.2 Ma or even younger, and indicates that Kobi-sho is a Quaternary volcano.

著者

伴 雅雄

出版者

特定非営利活動法人日本火山学会

雑誌

火山 (ISSN:04534360)

巻号頁・発行日

vol.36, no.2, pp.255-267, 1991-07-15

被引用文献数

4

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Nasu volcanoes, the southern part of the volcanic front of Northeast Japan arc, comprises 10 small volcanic centers. Minamigassan is one of these centers and is located at the southern end of this volcanoes. A petrological model of magmatic proccess of Minamigassan volcano is presented based on the mineralogy and whole-rock chemistry. The eruption products of Minamigassan volcano can be divided into five units ; E-1, E-2, L-1, L-2, and L-3 units from lower to upper. The caldera collapse occured at the beginning of L-1 unit. The E-1 unit belongs to medium-K tholeiite, E-2 to low-K tholeiite, L-1 to medium-K calc-alkaline, L-2 to medium-K tholeiite, and L-3 to medium-K calc-alkaline categories, respectively. L-1 unit is petrologically similar to E-1 unit. Least squares subtraction calculation for major elements and Rayliegh fractionation model calculation for trace elements indicate that the chemical variation within E-1 and E-2 unit can be interpreted by fractional crystallization of phenocrystic minerals. On the other hand calc-alkaline suites, L-1 and L-3 units suffered magma mixing. These units formed by mixing between basic magma which resembles E-1 unit magma and felsic magma which is derived from early stage magma through crustal contamination or crustal melt. Distinct differences in LIL/HFS ratio among E-1 and E-2 units cannot be explained either by the difference in degrees of partial melting of a common source or by any fractional crystallization process. The difference between E-1 and E-2 units have been originated in chemical difference of source material.

著者

伴 雅雄 及川 輝樹 山崎 誠子 後藤 章夫 山本 希 三浦 哲

出版者

特定非営利活動法人 日本火山学会

雑誌

火山 (ISSN:04534360)

巻号頁・発行日

vol.64, no.2, pp.131-138, 2019-06-30 (Released:2019-07-06)

参考文献数

27

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Based on the history of volcanic activity of Zao stage VI, we examined possible courses of future activity of Zao volcano. All activities will start with precursory phenomena. Next, phreatic eruptions from Okama crater or other place inner part of Umanose caldera will occur, and may cause ballistic materials release, ash fall, pyroclastic surge, and lahar. The possibility of small scales edifice collapse and lava flow swelled out is very low but should be included. When the activity progresses, magmatic eruptions will be taken place from Goshikidake, and cause same phenomena as in the phreatic eruptions but larger in scale. The possibility magmatic eruption takes place without preceding phreatic eruption can not be excluded. Rarely, the activity will go up further and resulted in sub-Plinian eruption. Aside from the above sequence, larger scale phreatic eruption from Goshikidake area should be listed, although the possibility of this is very low.

著者

佐藤 初洋 伴 雅雄

出版者

日本地球惑星科学連合

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

著者

伴 雅雄

出版者

一般社団法人 日本地質学会

雑誌

地質学雑誌 (ISSN:00167630)

巻号頁・発行日

vol.117, no.6, pp.310-328, 2011-06-15 (Released:2011-11-03)

参考文献数

98

被引用文献数

1 2

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精度の高い噴火史を基にした岩石学的研究により,沈み込み帯活火山のマグマ供給系進化の解明が格段に進展し,その成果は噴火予知にも利用されつつある.玄武岩主体の活動的な火山の場合は供給系の構成が明らかにされると共に,浅部マグマ溜りが深部から注入を受けて進化する経過や,より深部の組成変化とその要因が解明されつつある.一方,安山岩~デイサイト質の火山では噴出物の特徴の時間変化に多様性があり,一噴火で急変するもの,100~800年程度で周期的に変化するもの,あるいは時間変化が見られないものがある。各々について供給系の構成や特に浅部マグマ溜りの進化を精度良く解明する研究が活発に行われている.また,噴出率の急上昇など特徴的な変化が認められる時期には浅部-深部マグマ溜りあるいは初生マグマ発生領域に大きな転換が起こっていることが判明してきている.この場合マグマ溜りの寿命について制約条件が得られる.

著者

西 勇樹 伴 雅雄 及川 輝樹 山﨑 誠子

出版者

日本地球惑星科学連合

雑誌

日本地球惑星科学連合2018年大会

巻号頁・発行日

2018-03-14

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はじめに 蔵王火山は、東北日本火山フロントに位置する活火山で、2013年頃から噴火の前兆的現象が多数観測されている。蔵王火山の最新期は約3.5万年前の馬の背カルデラの形成に始まり、約2千年前に最新の山体である五色岳が活動を開始した。我々は、五色岳形成開始前後の噴出物を対象として、地質学的・岩石学的研究を進め、その結果、噴出物の地質ユニットは、五色岳形成に先行する溶岩ユニット(振子滝溶岩、五色岳南方溶岩及び火砕岩類)と形成開始後の火砕岩ユニット(五色岳南部火砕岩類、五色岳東部火砕岩類)に細分されること、全ての岩石は苦鉄質・珪長質マグマの混合によって形成されたこと、一方で、両端成分マグマの特徴、マグマ溜まりの構造、および滞留時間1年未満と5年以上を示す珪長質マグマ由来の直方輝石の割合が、溶岩ユニットと火砕岩ユニットでやや異なっていることが明らかになった。 上記の火砕岩ユニットの両火砕岩類は、後者が前者を不整合に覆っており、形成時期がやや異なる可能性がある。また、五色岳南部火砕岩類には計3本の火砕岩脈が認められる。今回は、五色岳南部火砕岩類で見られる火砕岩脈の特徴と形成過程を明らかにすると共に、五色岳南部火砕岩類の岩石学的特徴を、前後の地質ユニット(溶岩ユニット、五色岳東部火砕岩類)と比較し、マグマ溜まりの時間変遷の検討をより詳細に行った。五色岳南部火砕岩類、特に火砕岩脈について 五色岳南部火砕岩類は五色岳の南東部に分布する。噴出物は主に成層構造の発達した火砕サージ堆積物からなる。全層厚は約12mである。火砕サージ堆積物を切る計3本の火砕岩脈(以下、火砕岩脈を順に1~3と称す)が認められる。その最上部は浸食されている。火砕岩脈1~3の高さは約12m、7m、7m、幅(最下部)は4m、2m、8m、幅(最上部)は16m、5m、8m、走向はN50°E、N70°E、N15°Eである。何れもほぼ垂直方向に貫入しており、火砕岩脈1、2は下部から上部に向かって幅が広がる形状を成す。火砕岩脈3の幅はほぼ一定である。火砕岩脈は褐色~青灰色の火山灰支持の凝灰角礫岩からなる。本質岩片は細かい冷却クラックを持つ火山弾とそれらが破砕されたと考えられる径5cm~10cm程度の火山礫、径10cm程度の少量のスコリアからなる。加えて、径5~10cm程度の類質岩片を少量含む。岩片の多くが冷却クラックをもつ本質物であり、破砕されたものも多いことからマグマ水蒸気爆発によるものと推定される。なお、火砕サージ堆積物と岩脈の境界は明瞭であり、境界付近の火砕サージ堆積物は赤褐色に酸化している。火砕岩脈1を代表として、内部構造について詳細に検討した。その結果、弱い成層構造が認められ、多くの火山岩塊は概ね水平方向に伸長しており、少なくとも一部はフォールバックした可能性が高い。また、火山岩塊の含有割合に不均一性が認められる。特に、岩脈の両端から10~20cmにおいては大きな火山岩塊が認められない。これは岩脈の境界付近で効率的に破砕が進行したためと思われる。岩石学的特徴の比較検討 五色岳南部火砕岩類(火砕岩脈の本質岩片も含む)の岩石学的特徴について、前後の地質ユニットと比較検討を行った。いずれの岩石も単斜輝石直方輝石安山岩からなり、全岩化学組成は、概ね一連の組成トレンドに乗る。しかし、溶岩ユニット、五色岳南部火砕岩類、五色岳東部火砕岩類の組成変化トレンドは、TiO2-SiO2図上で、この順に高TiO2量側にシフトし、Cr-SiO2図上では低Cr量側にシフトしている。これらの特徴は、溶岩ユニットから五色岳東部火砕岩類にかけて、苦鉄質端成分マグマの組成が変化したことを示唆する。また、どの地質ユニットでも直方輝石斑晶のリム(Mg# = 69)から内側~100μmの部分でなだらかな逆累帯構造をもつreverse-zoned タイプ と、リムから内側~50μmの部分でMg-rich zone(Mg# = ~75)を持つMg-rich-rim タイプが認められるが、溶岩ユニットではreverse-zoned タイプが多く、五色岳東部火砕岩類ではMg-rich-rim タイプが多いのに対して、五色岳南部火砕岩類ではその両方がある程度認められる。また、直方輝石の滞留時間について、溶岩ユニット中の多くのものは5年以上で、五色岳東部火砕岩類の多くのものは1年未満のであるのに対して、五色岳南部火砕岩類はその両方が認められる。 以上の検討結果から、五色岳南部火砕岩類は溶岩ユニットと五色岳東部火砕岩類の中間的な岩石学的特徴を持つことが明らかとなった。reverse-zonedタイプの多い溶岩ユニットでは混合マグマは発達し、Mg-rich-rim タイプの多い五色岳東部火砕岩類では混合マグマは未発達であったと考えられるため、その両方のタイプをある程度含む五色岳南部火砕岩類は上下の地質ユニットと比べて、中間的な混合マグマの発達度合いであったと考えられる。すなわち、五色岳南部火砕岩類は、溶岩ユニットから五色岳東部火砕岩類に移る転換時期であったと考えられる。

著者

佐藤 佳子 熊谷 英憲 岩田 尚能 伴 雅雄

出版者

一般社団法人日本地球化学会

雑誌

日本地球化学会年会要旨集 2017年度日本地球化学会第64回年会講演要旨集

巻号頁・発行日

pp.143, 2017 (Released:2017-11-09)

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蔵王火山は東北地方の代表的な成層火山の1つで、約100万年前から活動を開始し、現在まで活動を維持している。2013年からの火山性微動や山頂部のわずかな隆起など、活発になっている火山活動の監視の観点からも、現状をモニタリングできる湖水、湧水などの希ガスデータが必要である。今回、蔵王周辺の湖水・温泉水について、希ガスの同位体比と元素存在度を測定し、He-Ne同位体比を用いて、温泉水などへのマグマからの寄与の判定を行った。測定の結果、He-Ne同位体比に関しては、同位体比は大気に近い値が得られたが、混合曲線を描いて検討した結果、大気中の希ガス同位体比に比較して、わずかにマントル起源のガスの混入が示唆された。

著者

谷口 宏充 栗谷 豪 宮本 毅 長瀬 敏郎 菅野 均志 後藤 章夫 中川 光弘 伴 雅雄 成澤 勝 中川 光弘 奥野 充 伴 雅雄 前野 深 嶋野 岳人 板谷 徹丸 安田 喜憲 植木 貞人 古畑 徹 小嶋 芳孝

出版者

東北大学

雑誌

基盤研究(A)

巻号頁・発行日

2005

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頭山およびそれを包括する蓋馬溶岩台地に関して、現地調査、衛星データー解析、採集した資料の化学分析・年代分析、国内の関連地層の調査・年代分析などの手法を用いて、白頭山10世紀巨大噴火の概要、白頭山及び蓋馬溶岩台地の火山学的な実態を明らかにしようとした。開始してから1年後に北朝鮮のミサイル問題・核開発問題などの諸問題が発生し、現地での調査や研究者との交流などの実施が徐々に困難になっていった。そのため、すでに収集していた試料の分析、衛星データーの解析及び国内での調査に研究の主力を移し、可能な限りの成果を得ようとした。その結果、近年発生している白頭山における地震多発とマグマ活動との関係、存在は知られているが分布や内容が全く未知である蓋馬溶岩台地の概要が明らかになり、更に、地下におけるマグマの成因についても一定の結論を得た。混乱状態にある白頭山10世紀噴火の年代問題をふくめ、また、北朝鮮からの論文を含め、研究成果は12編の論文として論文集にまとめられつつある。

著者

及川 輝樹 伴 雅雄

出版者

The Geological Society of Japan

雑誌

日本地質学会学術大会講演要旨 (ISSN:13483935)

巻号頁・発行日

pp.084, 2013 (Released:2014-04-01)

著者

藤縄 明彦 伴 雅雄

出版者

茨城大学

雑誌

特定領域研究

巻号頁・発行日

2005

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平成18年度は,データ収集に関しては蔵王火山1895年噴火堆積物の調査を中心に行った.これと昨年までに行った安達太良1900年噴火および磐梯1888年噴火堆積物のデータとを比較することにより,10^<11>ないし10^<15>J規模の水蒸気爆発に伴う低温火砕サージ堆積物の特徴が判明してきた.3噴火間の共通性や各種パラメータの相関,ならびにセントヘレンズ1980年噴火堆積物と,発生した火砕サージ現象との比較から,低温火砕サージの実体が明らかになってきた.研究期間を通しての成果規模の異なる水蒸気爆発由来の低温火砕サージ堆積物を対象に,現地調査,層相解析,流度特性分析を行い,その地質学的特徴を記載し,データの定量化を図った.一方で,噴火現象を記述した資料の解読や,類似の噴火現象-堆積物対比研究例を参考に,従来行われてこなかった,個々の堆積物層と噴火事象との高解像度対比を試みた.安達太良に関するその成果は藤縄・他(2006)にまとめられた.さらに,蔵王1895年噴火データを味することで,低温火砕サージの,一般則につながる系統性が判明してきた.検討3噴火に見いだされた共通性は,以下のようなものである.1)低温火砕サージは持続性の低い,希薄な火砕物流である.2)低温火砕サージを生じた爆発では,まず側方にベースサージ的高速希薄サージが拡がり,その後,噴煙柱(崩壊)由来の,より高密度なサージ(火砕物重力流)が続く.3)水蒸気爆発由来のサージは,湿度が高く,雰囲気中にはしばしば凝結した水滴が含まれている.この成果はAGU2006 Fall Meetingで発表され,世界の専門家にも興味を持たれ,有意義なコメントもいただいた.これをもとに成果を執筆中である.