オーストラリアのクーパーベーズン地熱フィールドで行われた高温岩体発電システムでの生産流体の化学組成の分析を行った。2008年3，7月と12月の3回採取を行ったが、時間の経過とともに主要元素濃度は増加し、塩素は、7500から8900 ppm、ナトリウム、カリウム濃度も増加した。この際のNa/Kは5.9から7.3を示したが、この値はクーパーベーズンの地下4kmの花崗岩で、250℃、40気圧で溶解試験を行った場合と同様の値であった。

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地球温暖化対策としてのCCSでは，分離・回収したCO₂を塩水に満たされた深部帯水層に貯留する手法が有力になっている．ここで地下に貯留されたCO₂は，長期的には周囲の岩石と反応して何らかの炭酸塩鉱物として固定されると考えられ，なかでもドーソン石（Na-Al含水炭酸塩）は化学的特長から鉱物固定種として注目されている．しかしこの鉱物が地質学的長期にわたってCO₂を固定しうるかは，まだ確定的ではない．本研究では，東京湾岸の地下構造をモデルとした塩水帯水層貯留地化学シミュレーション（戸高ほか，2009）の延長として，ドーソン石を沈殿させる化学的条件を再検討した．その結果，戸高ほか（2009）が指摘したfco₂に加え，Alを含む溶存種がドーソン石の形成には重要であることが判明した．

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　近年、地球温暖化対策として二酸化炭素の地下貯留技術が研究されているが、炭酸塩の生成速度の遅さから、実用化には未だ問題を抱えている。一方で天然の変成岩中や付加体中には、方解石の鉱物脈が普遍的に存在しており、天然環境下で多量の炭酸塩を生成するメカニズムが存在していると考えられる。 　これを受けて、この研究では方解石の析出に関する要因を解明することを目的とする。まず方解石の溶解度に大きな影響を与える温度変化を利用し、300度、30MPaの条件で熱水流通実験を行い、方解石の析出を試みた。 　実験には溶解管と析出管を接続した熱水流通装置を用い、溶解管には粒径1-2mmに砕いた石灰石を封入し、その後ろの析出管には方解石成長を確認するための基盤(5x5x15mm)を封入した。方解石の溶解度は高温ほど減少するため、蒸留水を溶解管から析出管へ一定速度で流し、溶解管の温度を100度、析出管を300度に保持して析出を試みた。10日間の実験後、基盤に方解石が析出し、その総重量増加は0.051gであった。基盤の表面をSEMと薄片資料作成により観察した結果、基盤の方解石から0.02-0.03mmの成長が観察された。

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エジプトのシナイ半島や東砂漠地域などにおいてレアアース鉱床の存在が報告されている。今回報告する対象は、シナイ半島西海岸のマンガン鉱床およびそれに伴うレアアースに富む変質岩、また同地域に見られるレアアースに富むラテライト層、また、東砂漠のREEに富むWadi Natash火山岩類とその風化岩である。Wadi Natashは紅海に面する港であるMarsa Alamとナイル川上流のアスワンとの中間あたりに位置し、Marsa Alamよりおよそ100kmの距離である。エジプトの希土類資源についての研究は殆どなされていないこともあり、2011年5月末に現地調査を実施した。本講演では、その調査結果と2008年に採取したREE分析の結果をあわせて報告する。

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　地球表層における岩石-水相互作用を考える上で，岩石間隙中の物質移動と反応の定量的評価が不可欠である。間隙中の物質移動を扱う上では，岩石の透水特性（透水係数）の評価が重要である。一方，溶解・沈殿・吸着等の反応を扱う上では，水と鉱物の反応（接触）面積の評価が重要である。地下水面より上では，間隙中は水だけでなく空気も混在した状態となっている。そのような不飽和状態では，透水係数および鉱物-水反応面積が飽和状態とは異なる可能性がある。そこで本研究では，砂岩を用いた透水溶解実験により，“水飽和率”-“透水係数”-“鉱物-水反応面積”の関係を評価した。水飽和率の減少に伴い，透水係数は減少したが，鉱物-水反応面積はほぼ変化しなかった。このことは，濡れが進行して鉱物表面に水膜が存在していることを示唆しており，この水膜を介して鉱物が溶解したために，不飽和状態下でも鉱物-水反応面積が減少しなかったと考えられる。

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　シリカ鉱物は，地球表層において様々な多形，結晶形態，結晶学的性質を示す。天然の酸性熱水変質生成物や，珪藻土を出発物質とする熱水結晶化実験などによって得られたシリカ鉱物について，形態や結晶学的性質などを比較し，形成条件と結晶成長過程について議論した。酸性熱水変質生成物では，非晶質シリカや結晶化度の異なるシリカ鉱物相が，原岩の石基／斑晶組織に対応している可能性がある。ほぼ完全な非晶質シリカである珪藻土を用いた熱水結晶化実験の結果，温度，実験期間に応じてOpal-CT結晶と思われる球状のlepispheres粒子の集合体が形成し，次いで自形の石英結晶が晶出した。これらの結果より，シリカ鉱物の形態や結晶学的性質には，それらの形成に関与した熱水流体の主にpH条件などの液性や温度が大きな影響を与えていると考えられる。

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流通式熱水実験装置を用い，シリカ鉱物析出実験を430°C，31MPaにおいて行った．反応流体のAl濃度が増加すると(0–6.7 ppm)，支配的な析出鉱物はアモルファスシリカ→クリストバライト→石英と変化し，反応速度も増加した．実験から核形成の反応速度式を3次と定義し，これを表面反応の1次式とともに用いると，例えば200°CにおけるSi過飽和度Ω = 2の流体からのシリカ鉱物析出様式は，き裂幅が0.1mm幅では核形成，0.01mm幅では表面反応が支配的になることが示された．これは天然のblocky veinが幅の広いき裂において形成されることに調和的である．

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四国別子地域で採取した泥質変成岩（転石）とその主片理に平行に発達する石英脈を調べた．母岩変成岩のザクロ石中にCldとTlcが包有物として含まれることから，母岩はエクロジャイト相相当の高圧条件で形成されたと考えられる．石英脈は等粒状組織を示し，脈内に三段階の流体包有物群（FIA）が認められた．FIA-IとIIは結晶内配列を示し，高温時以前に捕獲されたと考えられる．FIA-Iは約7wt% NaCleqの高塩濃度水溶液と気相のCH4からなる．環状包有物が含まれており，等温昇圧的なPT変化を受けたことが示唆される．FIA-IIはCH4+N2+CO2±H2からなる気相のみの包有物である．FIA-IIIは粒界を横切る配列を呈する．以上から三波川帯の高変成度部では水主体の流体→無水流体→水主体の流体，の三段階の異なる流体活動があったと考えられる．

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東南極、セール・ロンダーネ山地で観察されるペグマタイト岩脈の貫入に触発された地殻の破壊現象とそれに伴う流体の浸透のついて検討を行った。研究方法として、野外観察、流体包有物の充填温度と塩濃度により流体の温度圧力推定、変成鉱物の加水作等である。これらの結果、マグマ貫入による流体の地殻への付加は、拡散よりも貫入岩脈の形成に伴うマイククラックの形成に強く支配されていることが明らかとなった。

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マントルウェッジにおける加水反応を伴った流体の移動現象は、マグマ発生と密接な関係にあり、重要だと考えられる．本研究では、マントルウェッジを模擬した条件でかんらん岩の加水反応実験を行い、見積もった加水反応速度から流体がかんらん岩と化学平衡を保って移動するのか、それとも非平衡に移動するのか検討した．実験はピストンシリンダ型高温高圧発生装置を用い、580℃、1.3GPaの条件下で行った．出発物質にはサンカルロス産の捕獲かんらん岩の粉末と、蒸留水(15wt%）を用いた．実験の結果、olはopxのような鋸歯状の目立った反応組織を示さず、olよりopxの反応速度の方が速いことが示唆された．バルクの反応進行度をavramiの式でフィッティングすると、反応界面の進行度が1μm/dayのオーダーであることが分かった．求めた加水反応速度と流体移動速度を特徴的な時間で比べると、Iwamori(1998)にあったように粒界の流れでは平衡に、割れ目の流れでは非平衡になることが示唆された．

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地層流体移動の実態解明には地層・岩体内の割れ目形成・発達過程を知ることが必要不可欠である。一般に岩石は微量の強磁性鉱物（磁鉄鉱など）を含んでいる。そこで今回、北海道北部・幌延町のコア試料（稚内層の珪藻質泥岩）の岩石磁気学的分析を行い、構造運動や堆積岩の微細ファブリック評価を試みたので、その予察的な成果を報告する。岩石磁気学的分析にあたって、地層面の走向傾斜の比較から稚内層ボーリングコアの原位置方位を決定した。直径1インチの試料片をそこから抜き取り、超伝導磁力計を用いて残留磁化測定を、KappaBridgeを用いて初磁化率異方性（Anisotropy of Magnetic Susceptibility; AMS）パラメータ測定を実施した。残留磁化方位は大きな西偏を示し、反時計回り回転を示唆する（消磁実験によって信頼性を検証する必要あり）。AMS主軸は極めて均一な方位を示し、微視的な岩石ファブリックを反映していると考えられる。

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沈み込み帯でのマグマの生成や地震の発生には、沈み込むプレート（スラブ）に由来するH₂O 主体の流体が重要な関与をしている。そのため、流体に着目した分析が行われるようになった。本研究は、含水鉱物から脱水した流体を石英中に包有し、その流体の化学組成を測定することを目指し、合成脱水流体包有物をクラックヒーリング法により作成し、大きさに着目して観察を行った。合成実験の結果、出発の石英中のクラック量が多いほど、流体包有物含有量が多いことがわかった。また、合成の保持時間が長いほど、流体包有物の大きさが増すことがわかった。

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第52次南極観測隊における地質調査時に、Lutzow-Holm岩体において、新規に火成岩脈を発見した。それらはカリ長石や黒雲母を多産し、全岩組成もK-richであることが期待される。その中の1露岩ーRundvagshettaでは、岩脈の近辺で加水反応を起こしてザクロ石が分解している産状が認められた。この岩脈が加水反応を推進した流体を伴ったと考えられる。

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東南極セールロンダーネ山地バルヒェン山に産するBt-Grt-Sil片麻岩のマトリクスには、特徴的に丸い粗粒Zrnが偏在し、Grt斑状変晶のリムにも包有される。Grt斑状変晶の包有物としてClに富むBtも産するが、Zrnの方が外側に包有される。Clに富むBtはClに富む流体の流入を、GrtリムでのZrnの急激な増加はZrの添加を示唆するが、これらは別イベントの可能性が高い。Clに富むBtが安定に存在した温度圧力条件は約800℃、9kbarと見積もれた。マトリクスにはKfs、ミルメカイト、Bt-Qtzインターグロウス等からなる優白色脈が存在し、同様の組織をもつ疑似多相包有物はGrt中にも存在する。両者のBt組成は類似し、近隣の塩素に富むBtほどGrtとの再平衡が進んでいないから、疑似多相包有物は3次元的にマトリクスと繋がっているのだろう。丸い粗粒Zrnと優白色脈には成因関係が示唆される。

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上部マントルを構成する超塩基性岩であるかんらん石や輝石は海洋底において海水と接触し吸水反応を起こし含水鉱物である蛇紋石を析出する。この蛇紋石は地下に水を持ち込む最大のキャリアーであることが知られており地球規模の水循環を考えるうえで蛇紋岩化作用のメカニズムの理解は極めて重要である。しかしその研究例は未だ不足しているのが現状でありメカニズムの解明のためには鉱物試料と溶液の両方の変化を経時変化で捉えることが必要であることから今回はかんらん石-水系, 斜方輝石-水系で熱水反応実験を実施した。実験には粉砕した天然の岩石を使用し純粋と封入し所定の時間加熱した。実験時間は4-1008時間, 温度は250度である。この結果, 斜方輝石-水系ではクロライトが析出しかんらん石-水系ではリザダイト, クリソタイル, ブルーサイトが析出した。ポスターにおいてより詳細な実験結果やかんらん石-斜方輝石-水系の結果を示す。

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日本初の月着陸探査であるSELENE-2に広帯域地震計を搭載する提案をおこなっている．この講演ではその観測の科学的な意義，地震計開発の現状を紹介する．アポロ計画では一辺約1000kmの三角形地震計ネットワークを構築し深さ1000kmより浅い月の内部構造に関して情報をもたらした．しかし，地震計の感度が十分でなかったため，しばしば発生する深発月震は主にPEAKED MODEと呼ばれる峡帯域モードでのみで観測されていた．また，月震記録には月表層の破砕帯による強い散乱波が長時間卓越し，月深部での反射波や変換波を覆い隠している．こうした問題に対処するために我々は周期50秒から50Hzまでの広い帯域の地震観測を行うことを提案している．月表層の散乱層の影響は周期10秒以上では軽減されることが推定されているので長周期波形を使うことで月深部の情報を引き出すことができる．月表層構造，月の地殻厚，中心核，月震メカニズムの推定が科学目標に挙げられる．

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我々はSELENE-2ミッションにおいてクレータ中央丘の近くに着陸して高地地殻の探査を行うことを提案している。本探査においては、高地地殻物質の鉱物量比や結晶粒子サイズを測定、また斜長石とマフィック鉱物の配置や境界形状等岩石組織を観察することにより地殻形成過程（斜長岩成長過程、条件）を理解し、またMOから直接固化したと考えられる地殻中の斜長石の粒子サイズや斜長石とマフィック鉱物の化学組成（Mg#等）を調べることにより、斜長石が形成された時点でのMOの組成推定を目指す。 これら目的の達成に向け、高地地殻岩石の表面を研磨後に岩石組織を観測するため、岩石研磨部と空間分解能の高い（20 micron/pixel）マルチバンドのマクロ分光カメラからなる観測機器の提案も行っている。

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LIBS は，岩石試料をレーザで加熱・蒸発させ，生成されたプラズマの輝線スペクトルを測定することで，岩石試料の元素組成を計測する機器であり、月や火星及びその他の惑星上でも広範囲の領域に分布する岩石や鉱物の化学組成測定に非常に有効な装置である．

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斜長石に富む月隕石の鉱物分析とかぐやマルチバンドイメージャの分光データを用いた月地殻の鉱物解析により、月の初生地殻は斜長石とかんらん石を含むトロクトライト的組成であることがわかってきた。

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　月探査においては，宇宙風化作用による二次的改変の影響を受けていない元来の岩石組成を測定することが重要となる．本研究では，月面上において宇宙風化の程度を定量する目的で，主要元素組成に基づく宇宙風化度の指標を提唱する．本研究では，アポロ試料の主要元素データ標本空間の写像と特異値分解によって解析し，２つの宇宙風化指標を得た．第１の指標は，マイクロインパクトなどの効果による揮発性元素の消失と難揮発性元素の濃集を表していると考えられる．問題点としては，第２の判別図では未風化岩石が岩系別にクラスターを形成して縁にプロットされ，宇宙風化を受けると中央に移動することから，インパクト等によるミキシング過程を表していると考えられる．プロットされる領域で宇宙風化作用の程度が判定できる．

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月面試料は、地球内外で唯一古くからの露頭採集試料であり、その解明により複雑で未解明な地球の形成過程情報に重要な発展が期待できる。４種類に大別される月試料の海の玄武岩（マントル性）、高地岩石、衝突破砕岩とレゴリス表土において、炭素と希土類元素(REE)が顕著な違いがみられることがわかった。月面試料のREE（微量炭素を含む）の二大ピークの違いにより、(1)内部マントル起源の海の玄武岩(タイプY)、そして(2)地表浅部の溶融（衝突、マグマ衝撃波；タイプC）に明瞭に鉱物相からも分けられることがわかった。月面の玄武岩と破砕岩は、Yタイプ（海）とＣタイプ（高地）に二分され、両者の相違が採集場所で区別できる（KREEPy岩石も二分）。高地はすべて溶融タイプＣ, 表土はタイプＹである。また未解明のオレンジガラスと南極月隕石はタイプＹとなることがわかった。

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本研究では，爆発的噴火を繰り返す活火山（浅間山）を有する浅間・烏帽子火山群がどのような時間スケールで火山体が発達し，活動場が変遷したのかという点に主眼を置き，この火山群の活動最初期～前期に形成された烏帽子岳～三方ヶ峰地域に分布する溶岩のK-Ar年代測定を実施し，高橋（2004）の火山層序に時間的関係を新たに加えて火山活動史を検討した． 浅間・烏帽子火山群最初期～前期の火山活動では，火道域が固定された成層火山体を形成する活動と活動範囲が広範囲に及ぶ単成火山的活動がみられるが，後者は約80万年前と約30万年前の短期間に限られている．また，約30万年前までは烏帽子岳周辺での活動であるのに対し，それ以降は三方ヶ峰～浅間山周辺までの広範囲に及ぶ．従って，活動場は30万年前以降に急激に東へ拡大したと考えられる．

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火山活動の評価は，噴火の規模・年代・頻度に対する統計的な検討を基に行なえる，最近7,000年間噴火が発生していない男体火山について，テフラ層序を基に噴火の頻度を求め，統計評価を行なった．噴火がランダムに起きるとして，最近7,000年間に噴火が起こらない確率を求め検定を行なった．その結果、男体火山の最近7000年間における噴火頻度はそれ以前の噴火頻度以上であるという仮説は、危険率5％水準以下で棄却される．それゆえ，最近7,000年間は男体火山の火山活動は休止期にあたると考えられる．

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決壊洪水型のラハールは，大量の水の流出が瞬時にして起こることから，特に危険な噴火後現象といえる。決壊洪水型ラハールは，噴火現象以上に甚大な被害を引き起こす可能性があり，火山災害の予測という視点からは，過去に発生した火山性の決壊洪水を残存する地形や地層から復元することが重要である。しかし，このような決壊洪水については歴史資料や直接的な観察も極限られているため，その実体は明らかでなく，流れの特徴や発生起因についても不明な点が多く残されている。本報告では，東北日本に位置する2種類のカルデラ火山（沼沢火山と十和田火山）の火砕流噴火後に起きたと考えられる2種類の決壊洪水型ラハールを紹介する。

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東北日本の蔵王火山の最新期活動は約3万年前より継続中である。この活動の最初期に形成したと推定された熊野岳アグルチネートの地質学的・岩石学的特徴に基づき、本噴出物をもたらしたマグマ供給系の進化について検討する。熊野岳アグルチネートは最大層厚 30mで成層構造の発達したアグルチネート～火山礫凝灰岩から成り、安山岩質火山弾を豊富に含む。噴出物はカルクアルカリ岩系のかんらん石含有複輝石安山岩 (55.2-56.2% SiO2) で、岩石学的解析結果から、地殻浅部に存在する珪長質側マグマ (63-67% SiO2) と、より深部から上昇する苦鉄質側マグマ (50% SiO2) の混合岩と推定された。地質学的・岩石学的特徴から、活動前期は苦鉄質側マグマの供給は活発であったが主に低温な珪長質側マグマだまりを流動化する熱源として寄与し、その結果、活動後期は苦鉄質側マグマの供給は少ないものの、その混合量比は増加した可能性が指摘できる。

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駒火山南麓周辺では，カルデラクラスターを形成しており，その周辺には火砕堆積物が広く分布している．これらのほとんどは，新第三系の小野田層として一括されている．土谷ほか(1997)は，小野田層中の火砕堆積物は主に宮城県大崎市岩出山池月鵙目周辺，同栗原市鶯沢周辺に分布すると報告している．著者らは，これまで，鵙目周辺を対象として研究を行い，層序および年代値について報告した(葛巻・大場，2010)．本研究では，鶯沢周辺の野外調査と採取試料の化学分析を行い，火砕堆積物の層序・岩石学的特徴を明らかにし，鵙目周辺に分布する火砕堆積物との対比を試みた． その結果から，鶯沢周辺に分布する火砕堆積物は5層に区分される．それらを下位より，嶋躰凝灰岩，湯浜凝灰岩，縮沢凝灰岩，鶯沢凝灰岩，青ノ木沢凝灰岩とした．また，(葛巻・大場，2010)により鵙目周辺に分布することが確認された湯浜凝灰岩，縮沢凝灰岩は鶯沢町周辺にも分布することがわかった．

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　鳥海火山御田湿原に保存された火山灰層の観察と年代測定を行い，約100年に一度噴火していることを明らかにした。火山灰はスコリア質火山灰，ブロック状火山灰，変質岩片から構成され，その量比は多様である。量比は噴火様式の多様性を反映しており，変質岩片が多いものは水蒸気噴火やマグマ水蒸気噴火，少ないものはブルカノ式噴火やストロンボリ式噴火による噴出物である。変質岩片のSEM -EDS分析により，変質岩片は珪化変質帯や高度粘土化変質帯からもたらされたことを明らかにした。このような変質帯を生じる山体内部の酸性熱水系と上昇マグマは様々な程度に相互作用し，その結果，噴火様式は多様化している。同じタイプの噴火は一定期間連続して発生し，この3,000年間に，噴火タイプの大きな変化が4回生じている．現在は，熱水系由来火山灰が優勢なマグマ水蒸気噴火が卓越する噴火ステージにある。

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岩手火山の長期的な噴火活動予測の基礎データとして，地質調査結果に基づく過去10万年間の噴火活動史の概略を示すと供に，その間の平均マグマ噴出物量を報告する．山体構成物量の推定には，精密重力探査結果を参考として埋積されている山体崩壊壁を復元し，その後の噴出物量を算定した．また，噴火年代については，鍵層となる複数の降下火砕物に対し新たに年代測定を行った．その結果，最近7万年間の複数の火山ステージを含む長期的な平均的噴出率は2.3～3.8×10-2 km3; DRE/ kyrとなる．岩手火山は，東岩手と西岩手に大別され，噴出物の全岩化学・同位体組成から，それぞれ別個の組成進化を辿るマグマ供給系をもつと推定されているが，平均的マグマ噴出率からは，両者に明瞭な相異が認められなかった．このことから，より深部からのマグマ供給に関して，西岩手と東岩手は共通の制御システムにより駆動されていると考えられる．

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石英のカソードルミネッセンス（CL）像と石英のTi含有量から，石英の形成温度を見積もった．比較したのは八甲田－十和田カルデラ群に属する湯ノ沢カルデラ形成に関与した尾開山凝灰岩の2タイプのマグマ（Hb-typeとBt-type; Kudo et al.,2007）である．Bt-typeのCL像は全体が均質であった．一方，Hb-typeの場合，石英のリムにマフィックマグマの注入を示唆する明るいゾーンが見られた．石英の形成温度を見てみると，このリムは800℃で，それ以前に晶出していたコアは750℃である．一方Bt-typeの均質な石英は低温で一定であった，このことからHb-typeにのみマフィックマグマが注入し，それが噴火の引き金になった．脊梁のカルデラ形成に関与したマグマの温度を比較すると，脊梁のカルデラの方が40-90℃程度高温であることがわかった．

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　北海道駒ヶ岳火山の活動は，休止期を挟んで4つの活動期（ステージ 1,39 ka以前;ステージ2，20-13 ka；ステージ3，6.8-6.3 ka;ステージ4，1640年-現在）に分けられる．今回ステージ2の堆積物として，発泡した溶結火砕岩塊とその細粒物から構成される淘汰の非常に悪い火砕流堆積物とその下位に一部溶結した火砕物の存在を確認した．前者の火砕流堆積物は，急斜面に堆積した火砕物が溶結した後2次的に崩壊して発生したと考えられる．後者の火砕物は，北北西側の側火山西丸山を給源とする可能性が高い．ステージ２では，今後の噴火予測において想定されている中心火口で活動したステージ３と４と異なり，側火口の活動や噴煙柱崩壊型や溶岩ドーム崩落型と異なる火砕流を発生させていたことが明らかとなった．

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北海道東部には，西から阿寒，屈斜路，アトサヌプリおよび摩周カルデラが密集する．本地域ではカルデラ形成に関与したと思われるVEI=5以上の噴火（巨大噴火）の中心が東へ移動し，最新の巨大噴火は活火山である摩周カルデラから900年前に生じた．本講演では，最新のデータを基に本地域の巨大噴火の頻度や噴出率を見積もり，各カルデラのマグマ系について議論する． 巨大噴火によるテフラの総体積は1000 km3以上と見積もられ，最近170万年間の平均噴出率は約0.6 km3/kyである．この間，40万年～20万年前の間の休止期を境に，0.2 km3/kyだった噴出率が2.0 km3/kyに急増し，この高噴出率は3.5 ka以降のアトサヌプリ・摩周カルデラの活動期に入っても衰えていない． 阿寒，屈斜路，摩周カルデラのマグマ組成は液相濃集元素量で明瞭に区別できるが，アトサヌプリのマグマ組成は屈斜路カルデラのそれに類似する．

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安達太良火山の12万年前の噴火は、最近25万年間のマグマ供給系の転換点であったとされている。また、安達太良山頂降下火砕物と湯川及び元山火砕流、岳軽石はいずれも12万年前に噴出したとされている。これらの噴出物の噴出順序を解明するとともに、噴火時のマグマの組成変化を明らかにし、マグマ供給系の転換を伴う噴火変遷の解明を試みた。12万年前の噴火推移は、各噴出物の噴出順序、山頂降下火砕物の層相及びinman法に基づく淘汰度から検討した。初期は淘汰が悪い層と焼結した火山砂層が卓越するため、噴煙柱が低い不安定な噴火と比較的小規模な噴火を繰り返していた。中期では淘汰が比較的良いため、安定した噴煙柱を維持する噴火が支配的であった。後期では淘汰は悪く、火砕流も複数回発生していたため、噴煙柱は不安定であった。末期では淘汰は良くなった後、アグルチネートが噴出しているため、再び噴煙柱が安定し、その後小規模な噴火に推移していった。

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およそ8万年前と4万年前に噴出した鳴子火山起源の荷坂凝灰岩と柳沢凝灰岩について、流動・堆積様式や噴火推移の解明を目的とし、各凝灰岩の細分及びフローユニット毎の対比を行った。 荷坂凝灰岩は、5フローユニットに細分された。初期噴出物は、単斜輝石を欠き、SiO₂に富む。後期は単斜輝石を含み、次第に低SiO₂、高TiO₂, Al₂O₃, FeO*, MnO, CaO側の組成へ変化した。 柳沢凝灰岩は、4フローユニットに細分でき、ユニット3で火砕サージも確認した。初期は、SiO₂に富み、マフィック鉱物に乏しく、中期は組成幅のあるマグマが噴出した。中期のSiO₂に富む側は初期と近い組成を示し、乏しい側ではTiO₂, FeO*, MgO, CaOに富む。単斜輝石に加え、角閃石も認められる。後期では初期に似た組成を示すが、K₂O レベルが大きく異なる。 柳沢凝灰岩はサージが伴われ、角閃石斑晶が認められることから、荷坂凝灰岩を生じたマグマに比べて噴火時の含水量が高かった可能性がある。

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本研究では、秋田駒ヶ岳火山主成層火山体の東部地域を構成する噴出物の分布と層序を明確にし、マグマ供給系の変遷を検討する。当該地域の噴出物は、20噴出物及び1岩脈に区分でき、これらは南北いずれかの推定噴出口より噴出したと考えられる。また噴出時期、岩石の岩質の類似、近縁性より、南部由来噴出物は2グループ、北部由来噴出物は5グループに集約できる。岩石記載・全岩組成の結果を加え、以下のようなマグマの変遷を考察した。初期、南北の両推定噴出口からソレアイト質のlow-K玄武岩～玄武岩質安山岩マグマが噴出した。ただし、後半には鉄の濃集が弱い組成変化も，南部で認められた。中期には、北部のより初期とK₂Oレベルの異なる（medium-K）カルクアルカリ安山岩マグマの噴出が起こった。後期には、北部よりソレアイト質玄武岩マグマが再び噴出されるようになり、その後ソレアイト質玄武岩とカルクアルカリ安山岩の中間的特徴を有するマグマが噴出した。

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高倉火山列は,活火山を有する仙岩地熱地域に属す第四期成層火山列で,小高倉,高倉,丸森火山からなる.火山列南端を占める丸森火山に注目し,形成史およびマグマ供給系の組成変化過程を検討した. 本火山噴出物には,ソレアイト(TH)とカルクアルカリ(CA)両系列岩が共存し,それぞれ9噴出物に区分できる.初～中期には両系列のマグマが交互に噴出し,後期にはTH系列が卓越し,その後CA系列の活動に推移した．高倉火山列の3火山は,TH系列岩の全岩主化学組成の特性・傾向が異なることから,各火山で異なるTH質親マグマに由来すると解釈できる.丸森火山のTH系列岩では,後に噴出した噴出物ほど未分化な組成が確認でき,未分化マグマの注入を示唆する. CA系列では特に不均質な岩石学的特徴を持つ一ノ又沢第5溶岩に注目し,組成変化を検討した.本火山のCA系列マグマの組成変化は,安山岩質マグマへの珪長質マグマの混合が重要な役割を果たすと言える.

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下北半島では，鮮新世～更新世前期に大規模珪長質火山活動により，カルデラ群が形成された。本研究では，薬研カルデラに分布する大畑層の層序を構築しK-Ar法により堆積年代を決定した。岩石学的特徴を基に，本層を弥一郎沢，大畑川，葉色沢，小目名沢の各軽石凝灰岩部層に区分した。弥一郎沢軽石凝灰岩はSiO2 66～70%のデイサイト質であり，泥質凝灰岩と石英を含まない軽石凝灰岩等からなる。大畑川軽石凝灰岩はSiO269～73%のデイサイト質であり，石英を含む軽石凝灰岩と凝灰質砂岩等からなる。葉色沢軽石凝灰岩はSiO261～64%の安山岩－デイサイト質であり，凝灰質砂岩と石英を含まない軽石凝灰岩等からなる。小目名沢軽石凝灰岩はSiO265%のデイサイト質であり，石英を含む軽石凝灰岩からなる。岩相の特徴より，大畑層中の軽石凝灰岩類は，既存のカルデラ盆水域に流入・堆積した水中火山砕屑性堆積物と考えられる。

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北海道伊達と白老の中間に位置する登別で発見した津波堆積物について紹介し，この起源が1640年駒ヶ岳噴火による可能性を指摘する．

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岩石鉱物のレオロジー特性は、非弾性変形、地震断層への応力集中や地震後の余効変動などの地殻変動に大きく影響を及ぼす。本発表では、近年得られた岩石力学実験の結果を使い、地球物理学的観測を基礎に、東北日本弧のレオロジー強度断面を作成する。得られた断面を用いて、現在の東北日本弧で起こっている地殻変形活動（地震後の余効変動及び測地学的歪場など）を議論する。

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本研究では，フィリピン海ゴジラメガムリオンで採取されたハンレイ岩のマイロナイトとウルトラマイロナイトの微細構造発達過程を，斜長石の流動則から明らかにした．流動則は，粒径と温度条件を微細構造解析から求め，歪速度をゴジラメガムリオンの拡大速度を元にして計算した．その結果，10E-9/sから10E-10/sの速い歪速度下で転位クリープから拡散クリープに変化したことが推定され，デタッチメント断層は超塑性流動したことが考察された．

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チベット高地に点在する湖の周囲には数多くの湖段丘が分布する.湖の水位が下がると地殻を隆起させる浮力が生じる.隆起が起こるために中部地殻における岩石の流動も必要である.流動のタイムスケールは、湖の盆地の幾何学と中部地殻の粘性で決まる.盆地の形は既知であるので,粘性は段丘の隆起量及び隆起のかかった時間から導出できる. 段丘の隆起量は湖の中央が最大であり,一般に同じ段丘は場所によって中央からの距離が異なる.よって,湖の地盤の隆起が起こると段丘は緩やかに傾斜することになる.チベットで最大級の湖であるナムツォ湖周辺の段丘の高さをキネマティックGPSによる精密測量により決定し,段丘に付着したトゥファの14C年代測定を行った.その結果,ナムツォ地域の中部地殻は10^20 Pa s以上の粘性を持つという制約が得られた.一般的に予想されるチベット中部地殻における低粘性層の存在を再検討する必要が出てきた.

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動的再結晶粒径についての核生成ー成長モデル (Shimizu, 1998, 2008) に，界面エネルギーの効果を取り入れたモデルを提案する．改良モデルによる計算結果は石英についての実験結果をよく再現する．

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D-DIA型高圧変形装置と放射光X線分析を用い、応力下におけるアルバイトの高圧相転移実験を行った。実験条件は圧力1.1-4.1GPa、温度400-800度、歪み速度10^-5-10^-6/sである。二次元X線回折図形から各相の差応力と相転移率を、X線透過像から試料の塑性ひずみを測定した。実験結果から、アルバイトの高圧相転移と塑性流動の相互作用について議論する。

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地球型惑星のテクトニクスを考察する上で鉱物のレオロジーはとても重要である。これまでに流動則を惑星内部の温度・圧力に外挿することによって、地球型惑星内部のレオロジー層構造が推察されてきた(e.g., Mackwell et al. 1998)。しかし、高温領域での1相系実験から求められた流動則を使い、地殻•マントルのレオロジー変化を考察してよいのか問題点が残る。本研究では地殻•マントルの主要構成鉱物である斜長石・かんらん石を同時にアルミナピストンに挟み、固体圧式実験装置によって変形させることで、２つの鉱物の強度比を直接調べ、地球型惑星内部のレオロジー層構造に応用した。本研究で明らかになったのは、今まで斜長石よりかんらん石が堅いと思われていたが、低温（４００℃）ではかんらん石の方が柔らかくなることと、本実験結果を金星に応用したところ、金星の下部地殻と上部マントルには大きい強度コントラストが期待でき、デカップリングを起こす可能性を示唆した。

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本研究では，(1)スピネルかんらん岩からガーネットかんらん岩，および(2)ガーネットかんらん岩からスピネルかんらん岩への相転移のメカニズムとカイネティクスの解明を目的として，高温高圧実験による両反応の再現実験を行った． (1)ではスピネル単結晶を輝石粉末中に埋め込み，3.2 GPa, 1000-1200 °C, 0.6-30 時間で実験を行った． (2)ではガーネット単結晶をオリビン粉末中に埋め込み，1.2 GPa, 1000-1100 °C, 5-30 時間で実験を行った． 結果，(1)ではスピネル単結晶と輝石多結晶体との間にガーネット反応帯が形成され，拡散律速成長則に基づいてその厚さの解析を行った． (2)では部分溶融が見られたが，ガーネット単結晶とオリビン多結晶体との間に斜方輝石の反応帯とスピネルのドメインが形成された．

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転位クリープ及び拡散クリープは、かんらん石の主要な変形メカニズムである。一方、部分溶融メルトを含むかんらん岩の変形メカニズムは粒界すべりを伴う機構（即ち超塑性）であることが多数報告されている。本研究では、上部マントルの温度圧力条件下における、含水メルトを含むかんらん岩の“放射光その場観察”変形実験を行った。実験結果として、歪速度が定常クリープ強度の約2乗に比例することや、定常クリープ強度が転位クリープ流動則から予想される強度よりも顕著に低いことが観察された。これらの特徴から、今回の実験条件における変形メカニズムは超塑性であることが推定される。天然におけるかんらん石の超塑性は、せん断集中帯のような低温・高応力の条件において卓越するものと予想される。

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岩石レオロジーは、岩石を構成する主相鉱物のレオロジーのみで議論されることが多いが、これは大きな単純化である。本研究は、かんらん石と輝石の量を系統的に変化させた試料を合成し、粒成長実験・変形実験を行い、２相系レオロジーにおける二相分率と粒成長・変形挙動を調べた。 粒成長実験を行った結果、２相目の量比が増える程、粒径は小さくなり、粒成長速度は遅くなる事、実験から得られた粒成長速度が既存の粒成長モデルから求められる理論値とよく一致することが分かった。 更に同試料を用い、ひずみ速度と温度を変化させた変形実験から流動則を求めた。求めた流動則から予想される温度一定の時の各二相分率における粘性は、応力一定のダッシュポットモデルで単成分の流動則から予想される粘性と良く一致した。つまり本研究から粒成長則と単成分の流動則が分かれば２相系のレオロジーは解けることが示唆される。

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これまでの上部マントル深部条件のカンラン石の流動特性の報告は転位クリープに限られ、高温高圧下の拡散クリープによる変形挙動は全くわかっていない。このため、本研究では細粒試料(粒径約1 um)を用いた高温高圧変実験を高エネルギー加速器研究機構、PF-AR、NE7 に設置のD-DIA 装置(D-CAP) を用いて行った。実験中の試料の差応力は50 keV の放射光単色X 線を用いた２次元X 線回折により、歪はX 線ラジオグラフィーにより決定した。　温度1473-1573 K、圧力3.0-5.3 GPa、歪速度9 × 10^-6～2 × 10^-4 s-1 の条件で、応力－歪曲線を決定した。無水条件下での歪速度－応力の関係を0.1, 300 MPaでのデータと組み合わせて解析した結果、カンラン石の拡散クリープと転位律速粒界すべりの活性化体積はそれぞれ約7 cm3/molと約11 cm^3/mol求められた。この結果をもとに見積もると、上部マントルの幅広い深さ、温度条件下で拡散クリープが支配的であることが示唆される。

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ウォズリアイトのクリープ強度（粘性率）はマントル遷移層におけるダイナミクスを理解するために必要不可欠な物性である。ウォズリアイトは最大3 wt%もの水を取り込むことができ、加水軟化が起きるとするとマントル中の水の不均質分布が粘性率の不均質を引き起こす可能性がある。今回、私たちはマントル遷移層温度圧力条件下での含水ウォズリアイトのクリープ強度測定を可能にしたので実験結果を報告する。高温高圧変形実験および放射光その場クリープ強度測定はSPring-8・BL04B1ビームラインにおいてDIA型変形装置（D-DIA）に6-6加圧方式を組み合わせて行い、15-16 GPa・1700 K・歪速度4-6 × 10^-5 s^-1において210-910 wt ppmの水を含むウォズリアイトのクリープ強度測定に成功した。予備的な結果によると含水量の増加にともない、約一桁のクリープ強度の低下が見られた。

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東京工業大学に設置されている三軸変形川井型装置を用いて下部マントル条件(25GPa, 1600℃)における(Mg,Fe)SiO₃-ペロブスカイト単相系及び(Mg,Fe)SiO₃-ペロブスカイト+(Mg,Fe)O二相系(ポストスピネル)での変形実験を行った。回収試料の結晶の選択配向は単色二次元回折パターンを用いて測定した。変形実験(歪:∼25%、歪速度:7×10^-5 /s)によって、両方の試料ともに結晶の選択配向の有意な差は観察されなかった。

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岩石内部の反応において結晶が成長する際、反応と周囲岩石の変形との兼ね合いによって応力の不均質が発生する。この結晶成長によって周囲を押す力を「結晶成長力 (crystallization pressure, force of crystallization)」と呼ぶ。本研究では、polydimethylsiloxane (PDMS)からなる微細流路において過飽和溶液からNaCl結晶をさせ、PDMSの弾性変形による光弾性効果を複屈折イメージングシステムによりその場観察した。その結果、PDMS内部において不均質に（特に結晶エッジとの接触部において）応力が発生すること、応力分布が反応に伴って進展すること、またその法線応力は最大２MPaであることを明らかにした。亀裂内部の鉱物析出や体積膨張を伴う加水反応において、このような化学反応－力学のカップリングは重要な役割を果たすと考えられる。

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