火山研究解説集:薩摩硫黄島 (産総研・地質調査総合センター作成)


火山岩のストロンチウム同位体比

マグマのストロンチウム同位体比(87Sr/86Sr)は,マントルの部分溶融やマグマの結晶分化の度合いには影響されないため,マグマの起源物質の推定に使われる指標です.この比は,岩石から化学処理によってストロンチウムを抽出し,質量分析計で測定することで得られます.

薩摩硫黄島火山の火山岩のストロンチウム同位体比はNotsu et al. (1987)によって報告されています.この図は,Notsu et al. (1987)による,薩摩硫黄島火山および他の日本の火山岩のSiO2濃度とストロンチウム同位体比をプロットしたものです.

薩摩硫黄島火山においては,先カルデラ期(pre-caldera stage),カルデラ形成期(caldera-forming stage),後カルデラ期(post-caldera stage)の噴出時期,また,玄武岩,流紋岩の化学組成に関係なく,1つを除き,87Sr/86Srは0.70477〜0.70508の狭い範囲に集中しています.これらの結果は,薩摩硫黄島火山全史に噴出するマグマはストロンチウム同位体的にみて全て同じマグマ源物質に由来していることを示唆します.

ひとつの火山のマグマで,その化学組成が異なるにもかかわらず,同じストロンチウム同位体比を持つ例は,図のように,有珠や八丈島にもみられます.一方,霧島火山や米国のYellowstoneでは,マグマの組成が流紋岩質になるとストロンチウム同位体比が高くなる傾向を示しています.これは,流紋岩マグマの生成に地殻物質が寄与しているためと考えられています.

Notsu et al. (1987)のFigs. 2, 3を改変.