ザ・富士山を知る！！

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日本火山学会火山防災シンポジウム

－ザ・富士山を知る！！－㻌㻌
主催： 日本火山学会
日時： 2016年10月16日（日曜日） 13:30 - 15:30
会場： 富士吉田市民会館・ふじさんホール㻌㻌

ザ・富士山を知る！！



講 演

１．
「富士山とテクトニクス」
    講師：青木 陽介（東京大学地震研究所）

２．
「おもしろ富士山マグマ学」
    講師：石橋 秀巳（静岡大学理学部）

３．
「地震波で見る富士山のマグマ溜り」
    講師：中道 治久（京都大学 防災研究所）

４．
「富士山なんでもＱ＆Ａ」


ザ・富士山を知る！！

はじめに
富士山では 2000 年 12 月から 2001 年の５月にかけて深部低周波地震の活動が活発化しました。これを受けて、2004 年にはハザードマップが整備されました。それ以降、富士山では様々な研究が実施され、火山としての富士山の研究は急速に進展してきました。本講演会では、これまでの研究で見えてきた
新たな知見を紹介し、富士山の実態や火山噴火の謎を紐解いていきます。本講
演会をとおしてみなさまの富士山に対する理解が深まり、市民の皆様と防災
行政の関係者、火山研究者の議論が進み、火山防災に対する取り組みがさらに活発になる契機となれば幸いです。

2016 年 10 月 16 日

日本火山学会 2016 年秋季大会実行委員長
日本火山学会火山防災委員会委員長
吉

11

本

充

宏

ザ・富⼠⼭を知る！！

富士山とテクトニクス
⻘⽊陽介（東京⼤学地震研究所）

富⼠⼭をはじめとする⽇本列島の⽕⼭は、プレート

はじめに
⽇本には約 110 もの活⽕⼭があり、富⼠⼭もそのの収束にともない発⽣するものですので、ここでは⼀つです。⽇本列島の活⽕⼭は空間的に均質に分布

プレートの収束と⽕⼭の⽣成について少し詳しくしているわけではなく、北海道から東北地⽅・伊⾖考えてみましょう。

⼩笠原諸島にかけてと九州地⽅に帯状に分布しています（図 1）。世界的にも、活⽕⼭は環太平洋⽕⼭

日本列島の火山のできかた
海洋プレートと⼤陸プレートがぶつかり合うところでは、より密度の⾼い海洋プレートが、より密度の低い⼤陸プレートの下に沈み込みます。たとえば、東北⽇本では、海洋プレートである太平洋プレートが東北⽇本の下に沈み込んでいます。関東地⽅
以⻄では、海洋プレートであるフィリピン海プレー

太平洋

トが⽇本列島の下に沈み込んでいます。海洋プレー

プレート

トが沈み込む場所（海溝）は海ですから、沈み込む

フィリピン海海洋プレートは海⽔を巻き込んで沈み込みます。でプレートすので、沈み込むプレートの岩⽯は⽔を含む含⽔鉱物として沈み込みます。
地球は深部にいくほど⾼温・⾼圧になりますが、含⽔鉱物が深さ約 100km および 150km 程度の温図 1 日本列島の火山の分布。活火山は赤い三角形

度圧⼒条件におかれますと、岩⽯は⽔を周囲のマンで記している。太平洋プレートとフィリピン海プ

トルに吐き出します。岩⽯は⽔を含むと融点が下がレートの位置も記している。

りますので、⽔を含んだマントルは部分溶融します。

帯など帯状に分布しています。このような⽕⼭帯はこれがマグマの源です。岩⽯を含めた⼀般的な物質

なぜ発⽣するのでしょうか？

は液体になると固体よりも密度が下がりますので、地球の表⾯は 10 数個のプレートで構成され、そ部分溶融した岩⽯は周囲のマントルよりも低密度

れぞれのプレートがお互いに相対運動していますになり、浮⼒を得て浅部へ輸送されます。そうして、が、活⽕⼭のできかたは、このプレートの動きと密地表まで輸送されたマグマが⽕⼭を形成するので接に関わっています。活⽕⼭のできかたは、プレーす。ただし、マグマは⽣成されて⼀直線に地表までトが収束にともなうもの、プレートの発散にともな達するわけではありません。周囲の岩⽯は浅くなれ

うもの、プレート内部での深部からの⾼温物質の上ばなるほど密度が⼩さくなりますから、マグマが得

昇（ホットスポット）の⼤きく 3 つに分かれます。

られる浮⼒は、マグマが浅くなればなるほど⼩さく
2

ザ・富⼠⼭を知る！！

なり、ついにはゼロになります。その時点でマグマ

⽅ではプレートが 100km まで到達していないのでは⼀旦とどまります。そのようにしてできるのがマ

活⽕⼭がないのです。九州地⽅の下にも同じフィリ

グマだまりです。マグマはその後、発泡などにより

ピン海プレートが沈み込んではいるのですが、こち

再び浮⼒を得て上昇し、その後浮⼒を失い滞留しマらは⾼⾓で沈み込んでいますので、沈み込んだプレ

グマだまりを形成、という過程を繰り返し地表に達ートが 100km にまで達していて、マグマが発⽣すするのです（図 2）。ですので、⽇本列島のマグマはる環境が整っているのです。

富士山の特異性
富⼠⼭は東北地⽅や伊⾖⼩笠原諸島の⽕⼭と同様に、太平洋プレートの沈み込みにともなう⽕⼭ですが、他の⽕⼭と異なる点が少なくとも 2 つあります。
1 つ⽬は、富⼠⼭は⽇本の他の⽕⼭よりも⼤きく、
マグマの噴出率も⾼いという点です。⽇本で最も⾼図 2い⼭であることからわかる通り、富⼠⼭は 400-500

プレートの沈み込みにともなう火山の形成

km3 という、他の⽕⼭よりも⼤きな体積を持っていの概念図。

ます。にもかかわらず、富⼠⼭はわずか 8 から 10⽣成されてから地表に達するまでに時間がかかる

万年間ほどでできた⽕⼭で、この間のマグマの平均ということになります。

噴出率は 1000 年あたり 4-6 km3 ほどということに含⽔鉱物が約 100km および 150km という特定なります。⽇本の他の⽕⼭の噴出レートが 1000 年の深さで脱⽔しマグマを⽣成しますので、⽇本列島あたり 0.01-0.1 km3 であることを考えると、富⼠

はじめプレート収束帯の⽕⼭は、沈み込んだプレー

⼭のマグマ噴出率がいかに⾼いかが理解できるでトが約 100km および 150km となる場所の直上でしょう。

2 列の帯状にできるのです（図 1）。ただし、含⽔鉱

2 つ⽬は、富⼠⼭で噴出するマグマはもっぱら低物からの脱⽔は深さ約 100km でより多く発⽣しま

粘性の⽞武岩質なものであるということです。上にすので、プレートの沈み込み帯で発⽣する⽕⼭は、も述べた通り、⽇本列島の⽕⼭のようなプレート沈

海溝に近い側の列で多く、遠い側の列では少なくな

み込みにともなう⽕⼭はマグマの⽣成から地上にります。たとえば東北地⽅では、近い側には多くの出てくるまでの時間が⻑く、その間に冷却により⽕⼭がありますが、遠い側には⿃海⼭（秋⽥県・⼭様々な結晶が⽣成します。すると、残ったマグマの形県）など少数の⽕⼭しかありません。

粘性は⾼くなっていきます。そのため、⽇本列島のなお、近畿・中国・四国地⽅の下にはフィリピン

⽕⼭には安⼭岩質やデイサイト質など粘性の⾼い海プレートが沈み込んでいて、同じフィリピン海プ

マグマを⽣成する⽕⼭が多いのです。

レートが沈み込んでいる九州地⽅には⽕⼭がある
のに、どうして近畿・中国・四国地⽅には活⽕⼭が富士山周辺のテクトニクス

ないのか不思議に思うかもしれません。フィリピン

では、富⼠⼭がこのような特異な特徴を持つのは海プレートは若いプレートで、近畿・中国・四国地

なぜでしょうか？それを理解するために、富⼠⼭周3ザ・富⼠⼭を知る！！

辺のプレートの配置を⾒てみましょう。富⼠⼭はオ

富士山の応力場

ホーツク（または北⽶）プレート・ユーラシア（まこのような背景を踏まえて、富⼠⼭にかかる⼒

たはアムール）プレート・フィリピン海プレートの（応⼒）について考えてみましょう。富⼠⼭では伊3 つのプレートがぶつかり合うところに位置してい

⾖半島北端でのフィリピン海プレートの衝突のたます。相模湾にある相模トラフと駿河湾にある駿河

めに、北⻄̶南東⽅向に圧縮応⼒がかかっています。

トラフからはフィリピン海プレートが⽇本列島にこのことは、周囲で発⽣する地震のメカニズム（断南から北へと沈み込んでいます。しかし、相模トラ層の⾛向やすべり⽅向）とも調和的です。また、富フと駿河トラフの間には伊⾖半島があって、フィリ

⼠⼭のマグマのような低粘性のマグマは板状の形

ピン海プレートは伊⾖半島北端で本州に衝突して状（ダイク）で上昇するのがエネルギー的に効率がいます。富⼠⼭はちょうどその衝突している付近に良く、さらに、富⼠⼭の場合は最⼩圧縮応⼒の⽅向位置しています。フィリピン海プレートは海洋プレ（最も伸⻑的な⽅向）である北東̶南⻄⽅向に開くートで密度が⾼いのですが、伊⾖諸島から⼩笠原諸向きのダイクとして上昇するのが効率がよくなり島にかけての⽕⼭地域については、⽣成されたマグます。つまり、富⼠⼭の場合は北⻄̶南東⽅向にのマが海洋プレートの底部に付着することにより平びた板状にマグマが上昇します。そのため、富⼠⼭

均的な密度が下がり、本州の下に沈み込めずに衝突の等⾼線を⾒ると円形ではなく、北⻄̶南東⽅向にしています（図 3）。このような特殊なプレートの配のびた楕円体のような形をしていますし、側⽕⼝は置が、富⼠⼭の特殊なものにしている可能性があり

⼭頂の北⻄側と南東側に多く分布しています（図 4）。

ます。

つまり、将来の富⼠⼭の噴⽕は⼭頂の北東・南⻄側
よりは北⻄・南東側で発⽣する可能性が⾼いということになります。
ただし、⼭頂付近では、必ずしも⽕⼝列が北⻄̶
南東⽅向に並ばず、放射状に並びます。これは、⼭頂付近ではプレートの衝突による北⻄̶南東圧縮
場に加えて、⼭体の荷重による応⼒場があることによるものです。

富士山の内部構造
では、ここで、富⼠⼭の内部構造を通して、上に述べた富⼠⼭の特殊性の原因を考えてみましょう。
富⼠⼭の内部構造は主に地震波と電磁気的な⼿法
図 3 富士山周辺のプレートの配置。左上に日本列を⽤いて調べられてきました。岩⽯は圧⼒が加わる

島周辺のプレートの配置を。フィリピン海プレーと地震波の伝搬速度が速くなります。ですので、深トと日本列島との境界を実線で示し、沈み込んだ部に⾏けば⾏くほど地震波速度が速くなります。そフィリピン海プレートの推定される深さを点線でのほかに、⽔やマグマが存在すると地震波速度が遅くなります。ですので、地震波速度の空間分布を調示す。Kinoshita et al. (2015)より抜粋。

べることによって、⽕⼭の内部のマグマだまりの場
4

ザ・富⼠⼭を知る！！

図 5

地震観測によって明らかになった富士山の南北断面の地下構造の概念図。Kinoshita et al.
(2015)を改変。
⼭では低周波地震が深さ 10-15 km で発⽣します
が、この低周波地震はマグマだまりの上端で発⽣していると思われます。
岩⽯に⻲裂が⼊っている場合や岩⽯にかかる応⼒が⽅向によって異なる場合、地震波伝搬速度は伝搬⽅向によって異なります。これを地震波速度の異
図 4 富士山周辺の紀元前 15000 年前より新しい⽅性といいます。地球の岩⽯は深部ほど地震波速度

噴火割れ目の分布。古い噴火割れ目は青や緑で、が⼤きくなることを上で述べましたが、これは深部

紀元前 1500 年より新しい噴火割れ目は黄色で、紀の岩⽯にはより⼤きな圧縮応⼒がかかっているた

元前 300 年より新しい噴火割れ目は赤で記していめです。似たように、応⼒場に⽅位依存性がある場る。高田・他（2007）より抜粋。

合、圧縮応⼒場の⽅向に伝わる地震波は速く伝わる所などを⾒つけることができるのです。⼈間が観測ことになります。また、岩⽯に⽅向のそろった⻲裂

点を設置できるのは地上もしくは地下ごく浅い場がある場合、地震波は⻲裂に平⾏な⽅向により速く所だけですので、地下を伝わって来る地震波を観測伝わります。富⼠⼭の浅部（10 km 以浅）でも地震することにより地下構造を推定するということに波速度の異⽅性があり、⼭頂の近くでは地震波速度なります。それはあたかも、CT スキャンによっての速い⽅向が放射状に分布し、⼭頂から離れると、⼈間の脳の内部構造をみるのと似ています。

地震波は北⻄̶南東の⽅向に速く伝搬します。これ

岩⽯学的証拠から、富⼠⼭のマグマだまりは

は、上に述べたような富⼠⼭周辺の応⼒場と調和的

20km 付近の深さにあるとされていますが、地震波です。このことから、富⼠⼭浅部の地震波速度異⽅の観測からは深さ 13-25 km 付近の広い範囲で地性は応⼒場によって⽀配されていることが分かり

震波の低速度領域が⾒つかりました（図 5）。この低ます。

速度領域はマグマだまりの存在によるものと考え

富⼠⼭の内部構造は電磁気的⼿法によっても精られます。最近の研究からは、富⼠⼭直下のこのよ

⼒的に調べられています。岩⽯はわずかに電気を通うな低速度領域は⽔平距離約 40 km にわたって存す物質ですが、⽔やマグマを含むとより電気を通し在することが明らかにされ、富⼠⼭のマグマだまりやすくなる、つまり⽐抵抗が下がります。そのため、は⼤きいのではないかと推測されます。なお、富⼠地上での観測を通して電気抵抗の分布を知ること
5

ザ・富⼠⼭を知る！！

により、地下での⽔やマグマの分布を知ることがで

参考文献

きます。

Kinoshita, S. M., et al. (2015), J. Geophys. Res.,

富⼠⼭の地下では深さ 20 km 以深で顕著な低⽐

120, 3240̶3254.

抵抗領域がみられます。低周波地震の発⽣は、この

⾼⽥亮・他 (2007), 富⼠⽕⼭, ⼭梨県科学研究所,

低⽐抵抗領域の上端付近で発⽣しています。このこ

183̶202.

とは、富⼠⼭のマグマだまりが深さ 20 km 付近に存在し、低周波地震がマグマだまりの上端付近で発著者略歴⽣していると解釈できます。このことは、地震学や岩⽯学などから得られた知⾒とも調和的です。電磁1973 年 横浜市⽣まれ

気探査からは、富⼠⼭頂直下の低⽐抵抗領域は深さ

1996 年

50 km 付近まで広がっていることを⽰唆しますが、

1998 年 東京⼤学⼤学院理学系研究科地球惑星物

電磁気探査は深部構造への感度が低く、マグマだま

理学専攻修⼠課程修了

りがどの深さにまで広がっているかについては、電2001 年 東京⼤学⼤学院理学系研究科地球惑星物

磁気探査からだけでは明らかにできません。

理学専攻博⼠課程修了

なお、2011 年東北地⽅太平洋沖地震の 4 ⽇後に東京⼤学理学部地球惑星物理学科卒業

2001-2003 年 コロンビア⼤学地球科学研究所博富⼠⼭南⻄⼭麓でマグニチュード 5.9 の地震が発⽣

⼠研究員しましたが、この領域は深さ 5 km から 15 km 前

2003-現在 東京⼤学地震研究所助⼿・助教

後まで低⽐抵抗領域になっていて、地下からの⽕⼭

専⾨は⽕⼭測地学。

性ガスの通り道になっているのではないかと提唱されています。

まとめ
富⼠⼭はなぜそこにあるのか、なぜ他の⽇本の⽕⼭よりも⼤きいのか、なぜ他の多くの⽇本の⽕⼭と違って低粘性の⽞武岩質マグマばかりを噴出しているのか、という問題は純粋に興味深いのと同時に、科学的にも重要な問題です。この問題を解くカギは特異なプレートの配置とそれに関連した地下構造にあるとの考えのもと、ここまで富⼠⼭周辺のテクトニクスや地下構造について紹介してきました。近
年の研究の進展により、富⼠⼭の地下構造についての理解は格段に進みました。しかし、上に述べた疑問はまだ解決しておりません。この疑問を解決し、富⼠⼭の地下構造やマグマ供給系についてよりよく理解するためには、さらなる研究が必要です。

6

ザ・富士山を知る！！



おもしろ富士山マグマ学
石橋秀巳（静岡大学理学部地球科学科）

はじめに



 富士山を歩くと、そこかしこに黒～赤っぽい岩石

富士山は何故そこにあるのか？

を見ることができる（図１）。これらは富士山から噴 よくある質問に、「富士山は何故そこにあるの出された“マグマ”が固まった岩石（火成岩）である。

か？」というものがある。火山の位置が何によって富士山は、およそ  万年前に誕生して以来、マグ決まっているかという問題は、地下深部での物質循マを繰り返し噴出して成長してきた火山だ。この火環やマグマ発生メカニズムと密接に関連する重要山は国内屈指の活発さを誇り、 年宝永噴火以なテーマであり、現在でもその知見が更新され続け降は静穏を保っているものの、過去  年間に限ている。そこでまず、マグマ発生メカニズムと火山っても  回以上の噴火を繰り返し>@、過去  万年の位置決定の仕組みについて、近年得られた知見をの間に  ㎞  ものマグマを噴出してきた>@。マグ含めながら簡潔に説明する。

マが固まった岩石には、地表にもたらされるまでに

 日本は、“沈み込み帯”とよばれる地域に位置する。

マグマが経験してきた様々な現象の痕跡が刻み込

沈み込み帯とは、海洋プレートが他のプレート下のまれている。これを丹念に読み解くことで、我々はマントル中へと沈み込んでいる場のことで、世界的直接見ることのできない火山地下で何がおこってに火山の集中する地域として知られる。東日本の場

いるかを知ることができる。著者の専門はマグマ

合、日本海溝～伊豆小笠原海溝から太平洋プレー

学・岩石学で、近年、富士山の火成岩について研究

トが沈みこんでいる。一般に沈み込み帯の火山は、を進めている。ここでは、マグマや火成岩の研究か～ ㎞の距離を隔てて海溝に平行に配列する

ら近年、富士山についてわかってきた“おもしろい“火山弧”を形成する>@。実際、富士山の南方には、こと”を紹介したい。

伊豆東部火山群、伊豆大島、三宅島、伊豆鳥島、西ノ島など多数の火山が、伊豆小笠原海溝に平行に

配列して火山弧を形成している。この火山弧の位置



がどうやって決まるかがわかれば、「富士山は何故



そこにあるのか？」を理解できるだろう。一般に火山は、マグマ発生場の直上の地表に形成される。地

震学的な研究から、
この火山弧の地下約 ± ㎞



には、沈み込んだ太平洋プレートの上面が存在する



ことがわかっている>@。この事実は、沈み込む太平洋プレートが火山弧の形成、そしてマグマの発生と密接に関連することを示唆している。

図１ 富士山のマグマが固まった火山噴出物．

 （宝永第一火口で撮影）

海洋プレートの沈み込みとマグマの発生との関78

ザ・富士山を知る！！

係は、基本的には以下のように理解されている。沈るのか？」の答えは、「太平洋プレートが（現在の条み込む海洋プレートを構成する岩石には、結晶構造

件で）沈み込むからである」ということになる。こ中に +2 を含む含水鉱物が存在する。ところが、沈のことは、太平洋プレートが現在の運動を継続する

み込みに従って温度圧力が上昇すると、含水鉱物は限り、富士山の場所付近で火山活動がおこり続ける

無水鉱物へと分解し、+2 に富む流体（水溶液や含ことを暗示している。富士山はおよそ  万年前に

>@）活動を開始した比較的新しい火山であるが、それ以がプレートから放出される。放出された流体は低密前にもこの場所では小御岳火山や先小御岳火山な度のため、やがてプレート上面から離れてマントル

どの火山活動があったことが知られている>@。一般

ウェッジ（沈み込む海洋地殻と沈み込まれる地殻にに、火山の寿命はおよそ数十万～ 万年とされる。

挟まれた楔状のマントル部分）へと上昇していく。

 万年後、富士山はその寿命を終えていると考え+2 は岩石を溶融しやすくする性質があるので、マられる。しかし、そこには“ポスト富士山”というべ

ントルウェッジへと浸透した流体は周囲の岩石をき次世代の新しい火山がそびえていることだろう。

部分的に溶融させ、（特殊な場合を除いて）玄武岩質



マグマを発生する。こうして生じたマグマには、プ

富士山のマグマはどこから来るのか？

レートから放出された流体の化学的痕跡がみられ

 一般に、マントルで形成された玄武岩質マグマは、ることが一般的であり、富士山のマグマも例外では周囲の岩石よりも低密度のため、浅部に向かって上ない。

昇していく。そして、地殻内の密度がつりあう深さ 火山弧のできる位置は、沈み込む海洋プレートので上昇を止め、マグマだまりを形成すると考えられ

上面深度が約 ± ㎞に達する場所の直上であている。富士山の地下には、複数のマグマだまりがることが知られている>@。このことから、「沈み込む

様々な深さに存在すると考えられている。マグマだ

プレートの上面付近から流体が放出される深さが、まり内では、マグマは徐々に冷やされることで鉱物

火山弧の位置を決める」とする説がかつて有力視さを晶出・分離し、その化学組成を変化させていく（これていた。しかし、近年の研究では、およそ f＞

れを分化とよぶ）。富士山誕生以来、噴出されたマグ

 ㎞の広い深さ範囲にわたって連続的に流体がマのほとんどは玄武岩質であったが、いずれも多か>@放出されることが示され 、火山弧の位置決めにおれ少なかれ分化しており>@、初生的な化学組成を維いて重要でないと指摘されている>@。現在、火山弧持しているものは残念ながらみつかっていない。での位置を決める主要因として重要視されているのは、富士山のマグマのうち最も未分化なものは、どはマントルウェッジ中の温度構造で、その最高温度の深さのマグマだまりに由来するのだろうか？

領域付近の直上に火山弧が形成されると考えられ 近年、マグマの熱力学的性質に関する研究が進み、ている>@。マントルウェッジ中の温度構造は、海洋

マグマの化学組成や相共存関係を基に、マグマのおプレートの沈み込む速度や角度によって決まるのかれていた温度圧力条件を熱力学計算によって精で、結局のところ、火山弧の位置を決めているのは、度よく見積もることが可能となってきた。そこで、沈み込む海洋プレートであるといえよう。

富士山のマグマのうち最も未分化なもの（御殿場の水ケイ酸塩メルト、またはそれらの超臨界流体

富士山や伊豆・小笠原の火山の場合、その大まか

印野丸尾溶岩）について熱力学計算を行い、このマな位置は太平洋プレートの沈み込み条件によってグマがマグマだまりに蓄積されていたときの温度決まっている。したがって、「富士山は何故そこにあ

圧力条件を見積もった>@。シミュレーションの結果
89

ザ・富士山を知る！！

を図２に示す。印野丸尾溶岩では、玄武岩質メルトるだろう。そこで、印野丸尾溶岩を出発物質とし、中にごく少量のかんらん石・斜長石・単斜輝石の結このマグマからの結晶の晶出・分離に伴うマグマの晶を確認でき（図３）、これらの  相が共存してい組成変化を、熱力学シミュレーションによって検討たと考えられる。図  の相図と比較すると、このよしてみた>@

うな条件が達成されるのは、深さが約  ㎞、温度シミュレーションの結果、晶出した鉱物のすべてが ℃の条件である。この深さは、地球物理学を分離させると、現実の組成バリエーションを再現

的観測データから推定されるマグマだまりの深さ

できない一方で、斜長石のみが適度に分離し残ればとも矛盾しない。このマグマだまりより深部でのプうまく説明できることがわかった。斜長石は玄武岩

ロセスについては、それを記録する物質がみつかっ

質メルトと密度差が小さいために重力分離しにくていないため、今のところよくわかっていない。

い。このため、マグマだまり中で斜長石以外の鉱物



が重力分離する中、斜長石のみが長期残留しているのかもしれない。この見方は、富士山の玄武岩中に

は様々な量の斜長石斑晶がみられ（図３）、中には長

期にわたってマグマ中に浮遊していたらしいもの

も含まれる事実とも整合的である。

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図２ 複数相飽和シミュレーションによって作 成した印野丸尾溶岩のリキダス相図>@．

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富士山の玄武岩質マグマの分化メカニズム

富 士 山 の 玄 武 岩 質 マ グ マ は 、 6L2 量 が  ±
ZWでほぼ一定値を示すが、他の元素（$O2 や 図３ 富士山の玄武岩の薄片写真>@ D 印野丸
尾溶岩、 E 青木ヶ原溶岩

0J2 など）についてはややバリエーションを示す

>@

斜長石斑晶から探る富士山のマグマ供給系

何がおこっているかについての手がかりが得られ

 先述のように斜長石斑晶は、マグマ中に長期間浮。この原因がわかれば、富士山のマグマだまりで910

ザ・富士山を知る！！

遊し続け、その状態変化の履歴を記録し続けている

富士山のマグマの進化：珪長質マグマの形成

と考えられる。このことから、その特徴を整理すれ

 富士山誕生以来、噴出されたマグマのほとんどがば、富士山のマグマ供給系の性質についての情報が玄武岩質であることは先に述べた。しかし、 年

得られるかもしれない。

に発生した宝永噴火では、その噴火期間の序盤にお井上ほか（）では、過去  年間に富士山

いて安山岩質～デイサイト質のマグマが噴出されで噴出した玄武岩質溶岩流に含まれる斜長石斑晶

た>@>@>@．このことは、富士山地下のマグマだまを詳細に観察し、分類・分析を行った>@。その結果、りにおいて、珪長質マグマが形成されつつあること

斜長石斑晶には、単純な結晶成長で形成したものと、を暗示している。

マグマ混合を繰り返し経験しているものが見られ、

 富士山における安山岩質マグマ形成の痕跡は、玄

前者が斑晶の大部分を占める溶岩と、後者が多く含

武岩中のかんらん石斑晶に含まれるメルト包有物

まれる溶岩に分けられることがわかった。さらに、の研究から報告されている>@。この結果によると、溶岩のタイプと噴火口の分布を比較したところ、富安山岩質マグマは玄武岩質マグマからの鉱物の晶

士山の北東・南西麓には前者のタイプが、北西・南

出・分離によって形成された。また、富士山のマグ

東麓には後者のタイプが卓越し、中央火口周辺には

マだまり内に存在するマグマの化学組成は、時代と両タイプが産することがわかった。この結果は、富ともに徐々に 6L2 に富むようになりつつあるらし

士山のマグマ供給系が異方的であることを示してい。

いる。北東南西麓のマグマでは、浅部マグマだまり

 一方で、安山岩質より 6L2 に富むマグマの痕跡の寄与が小さく、深部マグマだまりからマグマが直は、 年宝永噴火の際に地表にもたらされた斑接上昇してくるのに対し、北西南東麓の地下ではレイ岩捕獲岩からみつかった。 年宝永噴火の浅部マグマだまりが持続的に存在し、深部より供給

噴出物には、富士山のマグマが地下でゆっくり固化

されるマグマとの混合を繰り返していると考えらして形成したと考えられる斑レイ岩が外来岩片とれる。今後、斜長石斑晶のより詳細な化学分析を行して含まれている（図４）。そして、これらの斑レイ

うことにより、富士山のマグマ供給系の実態が明ら岩を構成する鉱物の粒内および粒間にはガラスがかになるものと期待している。

含まれていることが報告されている>@（図５）。一

般に、斑レイ岩のような深成岩は、地下でマグマが

ゆっくりと冷却してできるものと考えられるのに

対し、ガラスはマグマが急冷してできるものとされる。つまり、互いに対称的な熱史を経て形成すると思われる物質が、ひとつの岩石中に共存しているの



である。



田中ほか（）では、この斑レイ岩構成鉱物と

ガラスの化学分析を行い、その形成過程を検討した



>@

 図４ 富士山の斑レイ岩捕獲岩（中央の白い部

ずれも安山岩質～流紋岩質であり、玄武岩質ガラス

 分）．周囲の黒色岩は、捕獲岩を運んだマグマが固化したもの>@．

は含まれないこと、②これらのガラスの組成バリエ。その結果、①斑レイ岩中に含まれるガラスはいーションは、結晶の晶出・分離によってうまく説明1110

ザ・富士山を知る！！

できること、③宝永噴火で噴出した安山岩質～デイ

富士山のマグマ研究：今後の展望

サイト質マグマは、斑レイ岩中のガラスの組成範囲

 以上では、マグマや火成岩の研究から近年、富士内に含まれること、④この斑レイ岩は、地表にもた山の（特にマグマ供給システムについて）わかってらされる直前でも未だ完全に固化していなかった

きた“おもしろいこと”を紹介してきた。一方で、こことなどがわかった。すなわち、この斑レイ岩は、

こでは紹介できなかったが、富士山のマグマ噴火プ

安山岩質マグマが流紋岩質マグマへと分化する過

ロセスについても、火山噴出物の研究からおもしろ程でできたものであり、今も富士山地下で存在する

いことが明らかになりつつある。例えば、宝永噴火“生きたマグマだまり”の破片であると考えられる。
の玄武岩質噴出物の研究から、一連の噴火中におこ

東北日本のような発達した島弧で活動する“普通った噴火様式の変化・噴火停止の原因について議論の”火山は、安山岩質マグマを噴出することが多い。

されている>@。また、噴出物中に含まれる斜長石斑

誕生以来  万年間にわたって玄武岩質マグマを噴晶の化学組成ゾーニングの分析から、噴火のトリガ

出し続けてきた富士山であるが、その内部では安山ーがひかれてからマグマが噴出するまでのタイム

岩質～珪長質マグマだまりが成長しつつあり、“普スケールを見積もる試みもなされている>@。今後、通の”火山へと進化しようとしているのかもしれな

更にマグマ・火成岩の研究が進むことで、富士山はい。

増々おもしろい火山となっていくものと期待して



いる。







引用文献



>@ 高田亮ほか（）富士山地質図第  版（YHU）．



地質調査総合センター研究資料集 QR ，産総



研地質調査総合センター>@ 宮地直道（）過去  万  年間の富士

火山の噴火史と噴出率、噴火規模の推移．富士火山

S．山梨県環境科学研究所

>@+8シュミンケ（隅田まり、西村裕一訳）（）



火山学．古今書院

>@ +DVHJDZD HW DO   3ODWH VXEGXFWLRQ

DQGJHQHUDWLRQRIHDUWKTXDNHVDQGPDJPDVLQ-DSDQDVLQIHUUHGIURPVHLVPLFREVHUYDWLRQV$

UHYLHZ*RQGZDQD5HV

>@ 川本竜彦（）マントルウェッジ流体の化学

組成．地学雑誌、、

図５ 斑レイ岩中の斜長石結晶に含まれるガラス 包有物（茶色の部分）>@． D オープンニコル、 E
 クロスニコル>@ (QJODQG  .DW]   0HOWLQJ DERYH WKHYROFDQLFDUFV1DWXUH

>@ YDQ .HNHQ HW DODQK\GURXV VROLGXV FRQWUROV WKH ORFDWLRQ RI

12
11  6XEGXFWLRQザ・富士山を知る！！

IDFWRU\ 'HSWKGHSHQGHQW IOX[ RI +2 IURP

の制約．日本火山学会  年秋季大会発表要旨．


VXEGXFWLQJVODEVZRUOGZLGH-*5%

>@ 有賀貴史ほか（）斑晶鉱物の組成累帯構>@<RVKLPRWRHWDO  (YROXWLRQRI0RXQW

造から探る富士火山宝永噴火の噴火過程．日本火山)XML -DSDQ ,QIHUHQFH IURP GULOOLQJ LQWR WKH学会  年秋季大会発表要旨．

VXEDHULDOROGHVWYROFDQRSUH.RPLWDNH,VODQG$UF

著者略歴

>@ 高橋正樹ほか（）富士火山噴出物の全岩化

学組成―分析データ  個の総括―．日本大学文理 年 徳島県生まれ

学部自然科学研究所研究紀要

 年 九州大学理学部地球惑星科学科入学>@ 山田早記、石橋秀巳（）富士火山で過去 年 九州大学大学院理学府地球惑星科学専攻
博士後期課程修了．博士（理学）

 年間に噴出したマグマの分化メカニズム：熱力学的相平衡シミュレーター“3(/(”を用いた検討．

 年 静岡大学理学部地球科学科講師

静岡大学地球科学研究報告

 年 静岡大学理学部地球科学科准教授>@ 井上智未ほか（）斜長石斑晶から探る富専門はマグマ学・岩石学。

士火山のマグマ供給系．日本火山学会  年秋季
大会発表要旨．
>@ <RVKLPRWR HW DO   0XOWLSOH PDJPDUHVHUYRLUVIRUWKHHUXSWLRQRI)XMLYROFDQR-DSDQ3URF-DSDQ$FDG6HU%
>@:DWDQDEHHWDO  7KHHYROXWLRQRIDFKHPLFDOO\ ]RQHG PDJPD FKDPEHU 7KH HUXSWLRQRI)XMLYROFDQRMDSDQ>@ 0L\DML HW DO  +LJKUHVROXWLRQUHFRQVWUXFWLRQ RI WKH +RHL HUXSWLRQ $' 
RI)XMLYROFDQR-DSDQ-9*5
>@ .DQHNR HW DO   &U\SWRPDJPD
FKDPEHUV EHQHDWK 0W )XML -9*5  
>@ 安井真也ほか（）富士火山・ 年降
下火砕堆積物中の斑れい岩質岩片の岩石学的性質とその起源．火山
>@ 田中佑希子ほか（）富士山の斑レイ岩捕獲岩に含まれるメルト包有物．日本火山学会 年秋季大会発表要旨．
>@ 天野大和ほか（）富士火山宝永噴火の玄武岩質マグマ上昇過程：斜長石マイクロライトから

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12

ザ・富士山を知る！！



地震波で見る富士山のマグマ溜まり
中道治久（京都大学防災研究所）

はじめに それでは、なぜ大きな山体を作るほどのマグマ噴 富士山は日本のシンボルの山として世界中に知出率になるのでしょうか？それは、まず富士山の下られています。富士山は、その素晴らしい景観によにマグマが大量にあるからだと考えますが、果たしって古くから多くの人のこころをとらえ、日本人のて富士山の下にマグマが大量にある証拠は見つか

精神的よりどころの一部となっています。富士山はっているのでしょうか？そのマグマはどのように日本で最も高い山としてよく知られていますし、もして見ることができるのでしょうか？マグマの動

ちろん日本の活火山で最も高い山です（ちなみに二きを表す地下の現象は何があるでしょうか？これ番目に高い活火山は御嶽山です）。富士山はこのよらについて講演で今まで分かっていることをお答

うに背が高い山だけでなく、横幅も大きい、日本でえします。

最も大きい山です。たくさんのマグマが噴き出して出来たため山体が大きくなったのです。富士山のも

私が富士山研究に取り組んだきっかけ

う一つの特徴は、“若い”火山であることです。 万 富士山をテーマにした講演なのに､なぜ桜島にい年前に噴火をし始めて現在の富士山が出来ました。

る研究者が話すのだろうと不思議に思われる方もこのように、火山としては比較的短い期間で日本最おられるでしょう。この業界で定職を得る前である

大の山体が出来た原因は、マグマの噴出率（時間当

ポストドクターの時に私は富士山の研究を熱心にたりの噴出量）が大きいことにあります（図１）＊。

行っていました。そこで、私が富士山研究に取り組んだきっかけについて少し話しましょう。富士山は日本一の火山ですから、多くの研究者が昔から精力的に研究に取り組んできたフィールドだと思われるかもしれません。しかし、私が富士山研究に取り組み始めた  年前まではそうでもありませんでした。その理由として「長期間（数百年）噴火していないこと」そして、あまりにも山体が大きいため、きちんと調査しようとするとどうしても大掛かりとならざるをえないため研究者は二の足を踏んでいたことが挙げられます。前者の理由で地球物理観測研究に取り組む研究者はごく少数に限られてお図１ 日本の火山におけるマグマ噴出率の長期り、後者の理由で地質調査が限定的な取り組みにと間平均値＊。横軸はマグマの噴出時間、縦軸は噴出量。比較のためハワイのキラウエア火山の例も示した。

どまっていました。その状況が一変したのは 年秋から  年の春に発生した深部低周波地震で

14
13

ザ・富士山を知る！！

す。この深部低周波地震の発生がきっかけとなって火（火山爆発指数が最大  で、過去  年で世界最富士山がやはり噴火するポテンシャルのある火山

大の噴火規模です）の約２週間前から発生していたと認識され、その噴火がそう遠くない時期にあるだのは有名です＊。火山深部におけるマグマの動きをろうと認識されました。ちょうどそのときに長期間反映して発生していると考えられています。日本に噴火をしておらず、深部低周波地震が多発した岩手

おける深部低周波地震の発生場所について図２に山をテーマに博士の学位を取得したばかりの私は、示します。このように日本のほぼ総ての活火山の下その流れで富士山の研究に取り組むことになりまにて深部低周波地震が発生していることがわかりした。

ます。そして、火山毎の発生数を比べて見ましょう。



表１に日本の火山の深部低周波地震発生数のトッ

深部低周波地震についてプ５＊ を示します。

 火山付近もしくは火山の山体の中で起こる地震

表１ 日本の活火山の深部低周波地震数の上位
５火山＊。 年  月〜 年  月における地震数。活動度ランクは火山噴火予知連絡会による過去の噴火活動に基づくランク。

のことを火山性地震と呼びます。火山性地震は波形の特徴や時間あたりの揺れの回数からいくつかの分類がなされ、その一つに低周波地震があります。
火山性地震について詳しく解説している良い教科

順位

火山名

活動度ランク地震数

書＊ がありますので、詳しく知りたい方はそちらを



富士山

%



ご覧下さい。おおよそ NP～ NP の深さにて



雌阿寒岳

%



発生する低周波地震を深部低周波地震と呼びます。



岩手山

%





焼岳

%





桜島

$



深部低周波地震の発生と噴火との関係は必ずしも明確ではありませんが、例えば  年ピナツボ噴 ご覧の通り、日本の火山における深部低周波地震
発生数においても富士山は日本一の火山です。噴火を頻繁に繰り返している桜島よりも深部低周波地震が多いのです。富士山の下にはマグマがあり、噴火する能力を十分持っていると考えるのが自然です。

地震波の伝わる速さからマグマ溜まりの場所を調べる 人間の体の内部を撮影する方法として &7 スキャ
ンがあります。これは ; 線を照射し体を通過してきた ; 線の強度をもとに体内の密度の分布断面を求

図２ 日本の火山にて発生する深部低周波地震の分布。

めるものです。&7 スキャンと同様な手法で地球内部を可視化する手法の一つに地震トモグラフィー

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14

ザ・富士山を知る！！

があります。地震トモグラフィーは地表の複数の地震波速度構造を推定しました。また同じ時期の震計で複数の地震を観測し、地震計と地震の位置と 年秋にダイナマイト爆破の人工地震探査が行

地震波の到達時刻から地球内部の地震波の伝わる

われました 。速さの分布（地震波速度構造と呼びます）を求める



ものです。地下の岩石の組成や温度によって地震波

富士山のマグマは地震波ではどのように見えるか

の伝わる速さが異なります。マグマは岩石が溶けて 富士山の直下および周辺の地震波速度構造の西できた高温の流体で、液体と気体と結晶が混ざった

南西—東北東断面（図  の $A’に該当）を図４に示ものです。地下にマグマがある程度溜まっているとします 。この断面は富士川断層帯から富士山、そ

したら、その場所を通過する地震波の速さは遅くな

して丹沢山地を横切っています。
この断面は深さ 

ります。そのため、地震波の伝わる速さの低い場所

NP を対象としています。6 波速度が  NPV 以を探すことが、マグマ溜まりを見つける第一歩とな

上の場所は丹沢から富士山かけては深さ NP です。

ります。

それが富士山から西側の富士川断層系の真下に向 私も参加して  年秋から  年春に富士山

かって深くなっています。この傾向は人工地震探査をターゲットにした高密度の地震観測を実施しま

した （図３）。 年代後半から  年代前半

ば図４の 3 波速度 NPV の等速度線（図中破線）

にかけて日本全土の地震観測網が整備されました。

に同様の傾向が見られます。富士山周辺のテクトニ

そのため、私たちは  箇所に臨時の地震観測点を

クスの情報も加味しますと、6 波速度 NPV よ

展開することにより容易に高密度地震観測網を構り下側がフィリピン海プレートに対応しているこ

築することが出来ました。そして、地震観測データとが分かりました。図４に示す橙色の線で示した場

から地震波の到達時刻の読み取りを行い、地震トモ

所は人工地震探査で判明した地震波が反射する場

グラフィーを用いて富士山の直下および周辺の地

所を示します 。反射の強い場所は太線で示しておにてえられた 3 波速度構造と整合していて、例え

図３ D 富士山周辺の地震観測点配置。富士山を東南東〜西南西に横切る線は人工地震探査の観測点配置。それ以外は、地震観測点で所属機関や臨時および定常の種類にてシンボルが異なる。$ と A’は後述の地震波速度構造の断面の位置を表す。 E 臨時地震観測点。太陽電池電源と衛星テレメータを使用。

16
15

ザ・富士山を知る！！

図４ 富士山を横切る断面における地震波（6 波）速度構造  と地震波の反射面の位置（橙色の線） 。
地震波反射面ならびに 3 波速度等速度面 NP 層上面 は人工地震探査（図２D）データ解析によるもの。
赤点は深部低周波地震  で黒点はそれ以外の地震の震源を表す。
り記号ｍ、J、K、L はフィリピン海プレート内部の 富士山のマグマはどこに溜まっているのでしょ

地震波反射面と解釈しています。さて、本題の富士うか？候補地から絞り込むための情報として 3 波速山のマグマはどこにあるかです。そこで、同じ深さ

度を 6 波速度で割った値（9S9V）を使います。富でも周囲よりも地震波速度が低い場所に着目しま

士山直下の深さ  NP から  NP にかけての地震

しょう。すると、富士山の下の深さ  NP から 

波速度の低い場所においては 9S9V は  から 

NP にかけては同じ深さでも周りよりも地震波速度です．一方、富士山の下の深さ NP から NPが低い場所です。そして富士山の下の深さ  NPの地震波速度の低い場所においては 9S9V は のところと、そこから東に NP かけての深さから  です。岩盤の中にマグマが存在することをNP から NP かけて同じ深さでも周りよりも想定した場合の 9S9V の値はおおよそ  よりも

地震波速度が低い場所があります。地震トモグラフ

大きくなり、すくなくとも  より小さくなること

ィーにて図４に示した 6 波速度とともに 3 波速度はありません。よって、富士山のマグマは富士山のが得られています。3 波速度も同じ深さでも周囲よ

真下の深さ NP のところから東に NP に広がり速度が低い場所は 6 波速度の低い場所とほぼ一る地震波速度の低い場所に溜まっていると思われ致します。さらに、速度の低い場所に対応して地震ます。では、富士山直下の深さ NP から NP の

波の反射する場所（図４の D、E、F、G、H）があり

地震波速度の低い場所には何があるのでしょうます。3 波速度も低く 6 波速度も低いこれらの場所か？詳細な理由は省略しますが、マグマから出てきが富士山のマグマ溜まりのある場所の候補地です。

た水や二酸化炭素といった揮発性物質が超臨界状

1716

ザ・富士山を知る！！

態で溜まっている可能性があります 。ただし、この場所でのマグマの存在を否定したわけではありません。富士山の噴出物の岩石学的検討からはマグマ溜まりがこの深さに存在することが指摘されています 。ですから、この場所ではマグマと揮発性物質が混在している可能性があり、今後の研究の進展によって明らかになっていくと思います。

藤井敏嗣（）科学，



西村太志・井口正人（）日本の火山性地震と微動，京都大学学術出版会，S:KLWH5$  LQ)LUHDQG0XG 1HZKDOO3XQRQJED\DQ 


高橋浩晃・宮村淳一（）北海道大学地球物理

学研究報告，


渡辺秀文・他（）地震研究所彙報，



及川 純・他（）地震研究所彙報，



1DNDPLFKLHW*HRSK\VLFDO

DO 

-RXUQDO

5HVHDUFK

RI%

GRL-%


筒井智樹・他（）物理探査，



1DNDPLFKLHWDO  (DUWK3ODQHWV6SDFH

HH


.DQHNRHWDO  -RXUQDORI9ROFDQRORJ\

DQG*HRWKHUPDO5HVHDUFK

著者略歴

 年 富山県生まれ
 年 東京大学地震研究所
 年 防災科学技術研究所
 年 名古屋大学大学院環境学研究科
 年 京都大学防災研究所
専門は火山物理学。

18
17



日本火山学会  年秋季大会（富士吉田）
日本火山学会火山防災シンポジウム －ザ・富士山を知る！！－

編集
特定非営利活動法人日本火山学会 火山防災委員会
吉本充宏・新堀賢志 年  月  日発行〒 東京都文京区本郷 
モンテベルデ第２東大前 号

この出版物は科学研究補助金（研究成果公開促進費）「研究成果公表発表（B）」の助成を受けて発行されました（課題番号：16HP0012）

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