等高線を用いた地形解析による第四紀火山の山体下の岩脈分布および火道安定性評価

Distribution of Quaternary volcanic dike under the edifices and evaluation of central conduit stability by topographic analysis using contour lines

西山 成哲  ; 川村 淳; 梅田 浩司*; 丹羽 正和   

Nishiyama, Nariaki; Kawamura, Makoto; Umeda, Koji*; Niwa, Masakazu

火山防災におけるリスク評価や高レベル放射性廃棄物の地層処分に係るサイト選定および安全評価を行う上で、マグマの移動経路であった山体下の岩脈の分布に関する研究事例を蓄積していくことは重要である。火山地形は、火山活動に伴うマグマの貫入位置やその履歴を表していると考えられている。本研究では、GISを用いた地形解析により火山を構成する等高線の分布、重心、面積から、放射状岩脈の卓越方位の把握および火道の安定性評価を試みた。地形解析の結果、火道安定型の火山に対して岩脈の卓越方位を示すことができた。一方で、火道不安定型の火山は、本解析による岩脈の卓越方位の把握には適さず、その適用範囲が火道の安定性に依存すると考えられた。火道の安定性は、等高線ポリゴンの面積データを用いた解析を行うことで評価が可能であり、岩脈の卓越方位の把握手法への適用範囲を示すことができる。このことから、火山の活動履歴が詳らかになっていない火山についても、火道の安定性について評価が可能であり、地形解析はそのツールとして有用である。今後、本研究による地形解析が、火山の活動履歴を明らかにするための新たな手法となることが期待される。

It is important to accumulate research examples on the spatial distribution of dikes under volcanic edifices for risk assessment in volcanic disaster prevention and site selection and safety assessment for the geological disposal of high-level radioactive waste. The topography of volcanoes is considered to represent the location of magma intrusion associated with volcanic activity and its history. In this study, we attempted to determine the predominant orientation of radial dikes and evaluate the central conduit stability based on the distribution, centroid, and area of contour lines comprising the volcanic edifices using GIS-based topographic analysis. As a result of the topographic analysis, the predominant orientation of the dikes was successfully shown for the volcanoes with stable conduits. On the other hand, this analysis was not suitable for determine the predominant orientation of dikes in volcanoes with unstable conduits, thus the applicable range of this analysis is considered to be determined by the conduit stability. In addition, the conduit stability can be evaluated by using the area data of contour polygons, which represents the scope of application to the method for determination of the predominant orientation of dikes. This means that the conduit stability during volcanic activity can be evaluated even for volcanoes of which activity history is not yet known, and that topographic analysis is a useful tool for this purpose. The use of topographic analysis in this study will be expected to provide a new scale for the history of volcanic activity.