Characteristics in trace elements compositions of tephras (B-Tm and To-a) for identification tools

微量元素組成分析によるテフラ層(B-Tm層とTo-a層)の同定

奈良 郁子*; 横山 立憲   ; 山崎 慎一*; 南 雅代*; 淺原 良浩*; 渡邊 隆広   ; 山田 和芳*; 土屋 範芳*; 安田 喜憲*

Nara, Fumiko*; Yokoyama, Tatsunori; Yamasaki, Shinichi*; Minami, Masayo*; Asahara, Yoshihiro*; Watanabe, Takahiro; Yamada, Kazuyoshi*; Tsuchiya, Noriyoshi*; Yasuda, Yoshinori*

白頭山噴火年代は西暦946年であることが広く認められている。噴火で分散した白頭山-苫小牧(B-Tm)テフラは、精確な年代を示す鍵層となる。従来は、このテフラを同定するため、火山ガラス片の屈折率と主成分元素組成が使われていた。しかし、希土類元素に着目した微量元素分析やテフラ層の全堆積物に対する微量元素分析はこれまでほとんど報告例がない。本論文では、東北地方の小河原湖の堆積物コアから採取したB-Tmテフラ及び十和田カルデラ(To-a)テフラについて、火山ガラス片と全堆積物の主要元素及び微量元素分析結果を示す。主要元素及び微量元素の深度プロファイルでは、B-Tmテフラ層においてKOと微量元素の増加が確認されたが、To-aテフラ層においては、これらの元素の増加は確認されなかった。B-Tmテフラ層で検出された高濃度の微量元素は全堆積物だけではなく、ガラス片にも確認された。B-Tmテフラ層のガラス片にみられる元素(特に希土類元素)の組成パターンは、他の日本のテフラガラスとは明らかに異なる。ガラス片と全堆積物の微量元素組成は、B-Tmテフラと他の日本のテフラを区別する上で、有用な指標となると考えられる。

The absolute date of the Millennium Eruption (ME) of Changbaishan Volcano is widely recognized as AD 946. The Baegdosan-Tomakomai (B-Tm) tephra dispersed during the ME is a robust-age key bed. In order to identify the tephra, refractive index and major-element compositions of volcanic glass shards are conventionally used. However, trace-element analysis has been rarely carried out, especially for rare-earth elements (REEs) and for tephra layer bulk sediments. Here we present the datasets of major- and trace-element compositions datasets for the glass shards and bulk sediments of the B-Tm and Towada caldera eruptions (To-a) tephra deposits from the Lake Ogawara sediment core, Tohoku region, northern Japan. The depth profiles of the major and trace elements show the significant peaks for the KO and some trace elements (Zn, Rb, Zr, Nb, Sn, Y, La, Ce, Nd, Th, and U) at the B-Tm tephra layer in the Lake Ogawara sediment core, but no peaks of these elements at the To-a tephra layer. High concentrations of the trace elements in the B-Tm tephra layer were observed in individual glass shards as well as in the bulk sediment. These concentrations are highlighted by the elemental abundance pattern normalized by the crustal abundance. The elemental pattern in individual glass shards from other Japanese tephras showed significant differences from those of the B-Tm tephra, especially in REEs compositions. The trace-element compositions of the glass shards and bulk sediment show strong advantages for distinguishing the B-Tm tephra from other Japanese tephras.