火山ガラスの微量元素組成によるテフラの詳細な対比にむけて; 大田テフラを例に

Detailed identification by trace-element composition of volcanic glass shards for Tephrochronology; Example of Znp-Ohta tephra

鏡味 沙耶   ; 横山 立憲   ; 梅田 浩司*; 安江 健一*; 丹羽 正和   ; 古澤 明*; 田村 糸子*

Kagami, Saya; Yokoyama, Tatsunori; Umeda, Koji*; Yasue, Kenichi*; Niwa, Masakazu; Furusawa, Akira*; Tamura, Itoko*

テフロクロノロジーは、過去数百万年前以降の隆起・沈降、侵食・堆積、断層運動などの地質イベントを精度よく理解するために重要である。従来、鉱物組成や火山ガラスの形態・屈折率・主要元素組成を指標としてテフラを対比し(町田・新井2003)、給源の推定や、テフラ層の年代(噴火年代)との前後関係から堆積層の年代決定が行われてきた。しかし、従来の手法では、特徴が良く似たテフラを対比することが困難なことも多い。これらを識別するために、火山ガラスの微量元素組成を対比の指標に加えることで、より精度の高いテフラの対比が可能となってきた。例えば、十和田カルデラ起源の噴出時期の異なる2つのテフラは、火山ガラスの屈折率や主要元素組成において類似しているが、鉛の含有量に差異が認められている(古澤2017)。ローカルテフラだけではなく、広域テフラにおいても、微量元素組成のデータベースは主要元素組成と比較して未だ十分ではない。本研究では、広域テフラの微量元素組成に係るデータベースの拡充を目的とし、中部日本に広く堆積しているテフラの一つである大田テフラ(Znp-Ohta:~3.8Ma)を対象に火山ガラスの主要元素及び微量元素組成分析を行った。分析には、原子力機構東濃地科学センター所有のEPMAとLA-ICP質量分析装置を用いた。Znp-Ohtaと火山ガラスの主要元素組成が比較的類似している広域テフラとして、谷口テフラ(Tng:~2.2Ma)や坂井テフラ(Sakai:~4.1Ma)、佐布里-板山テフラ(Sr-Ity:~3.5Ma)などが挙げられる。本研究では、Tngを同手法により分析し、微量元素組成による識別の評価を行った。本研究の微量元素分析から、Znp-Ohtaでは、ジルコニウム濃度[Zr]=44-58ppm, Zr/Pb=2.5-3.4が得られ、Tngでは、[Zr]=70-81ppm, Zr/Pb=3.8-4.6が得られた。Znp-OhtaとTngは、これまで火山ガラスの特徴的な形態やそのBa/LaやLa/Yによって識別されてきたが(田村・山崎2004)、Zr-Pb図上でも識別可能であることが明らかになった。今後は、テフラの堆積環境が火山ガラスの微量元素組成に与える二次的な影響を評価するため、大田テフラに対比される各地のテフラを対象に分析を行い、化学組成を比較する。

Tephrochronology is important to understand geotectonic events for the last few Myr. Tephra is usually characterized by petrographic characteristics and chemical compositions (mainly major elements) of volcanic glass shards. When tephras similar in the characteristics are discriminated, trace element compositions are valid for identification of tephra. We focus on the enrichment of the database of trace elements compositions in widespread tephras, which is not reported enough. We used EPMA and LA-ICP-MS for major and trace element concentration of volcanic glass shards in Znp-Ohta tephra and Tng tephra, of which major elements similar to Znp-Ohta tephra. In this study, it was clear that Znp-Ohta tephra had zirconium concentration [Zr] = 44-58 ppm and Zr/Pb = 2.5-3.4, while Tng tephra had [Zr] = 70-81 ppm and Zr/Pb = 3.8-4.6. Znp-Ohta and Tng tephras were discriminated not only by characteristic type, Ba/La, and La/Y of glass shards (Tamura and Yamazaki, 2004) but also by Zr-Pb correlation. In the future, we compare the trace element concentrations of Znp-Ohta tephra in multiple sites for evaluation of secondary effect during the deposition.