京都大学 / 新制・課程博士 / 博士(理学) / 甲第23708号 / 理博第4798号 / 新制||理||1687(附属図書館) / 京都大学大学院理学研究科地球惑星科学専攻 / (主査)准教授 横尾 亮彦, 教授 大倉 敬宏, 教授 久家 慶子 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Science / Kyoto University / DFAM

Kyoto University (京都大学) / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第15649号 / 工博第3307号 / 新制||工||1499(附属図書館) / 28186 / 京都大学大学院工学研究科社会基盤工学専攻 / (主査)教授 藤田 正治, 教授 中川 一, 教授 角 哲也 / 学位規則第4条第1項該当

名古屋大学年代測定総合研究センターシンポジウム報告

The monitoring of volcanoes for risk assessment has deployed single sensors for years. This kind of system requires manual supervision to monitor each sensor, which makes the monitoring work not flexible and efficient enough to adapt to variable volcano environments. With the development of wireless sensor networks, the accuracy and coverage of volcano observations can be improved by deploying networked sensors. This paper proposes a wireless sensor network prototype for volcano remote monitoring, which was built and tested in a field campaign in volcano Etna, Italy in September of 2004.Hardware design of sensors, in-depth sensor network design and software module architecture will be introduced in this paper. The experience gained from the practical work in volcano Etna will be used in an upcoming volcano monitoring project. / Vulkaner har, i syfte för riskuppskattning, under en lång tid observerats med enkel sensorteknik.Det systemet behöver dock manuell övervakning av varje sensor, vilket gör att övervakningssystemet inte blir nog flexibelt eller effektivt för att kunna anpassas till en variabel vulkanmiljö. Med utvecklingen av trådlösa sensornätverk kan noggrannheten och täckningen av vulkanövervakning förbättras. I denna rapport föreslås en prototyp för ett trådlöst sensornätverk avsett för övervakning av vulkaner.Denna prototyp byggdes och provades i en fältkampanj på vulkanen Etna i september 2004. I denna rapport presenteras även hårdvarudesign av sensorer, fördjupad design av sensornätverket och arkitektur av mjukvarumoduler.Erfarenheten från det praktiska arbetet på Etna kommer att användas i ett kommande vulkanprojekt. / 数年耒， 火山庐盎'情予页手贝哑工儡乍中普遍采用的是单传感器系茎充。 这手中系彗充需要人工监控每个传 感器, 由于其不可多灵活高效, 不苜旨适应多变的火山壬不土竞。 随着无线传感器网络的岌展, 采用 网络互连的传感器苜旨句多提高火山监暑贝畦的子崔确'性养口宗置盖范围o 本文提出了一茉中用于火山远程监 控的无线传感器网络原型, 在 2口口4年 日 月薏犬禾lj士矣特男B火山的科学考察活动中, i亥网络芋皮搭 建井寄贝哑试应用。 本文轧寻介妻召宝亥网络中的传感器的丑更儡牛设元十, 传感器网络设无十以及软儡牛摸块结 构。 在士矣特丑B火山的实地考禀工儡乍中获宁导的宝贵经验耳幂儡故为下一唇介段火山监手贝哑项目的守旨南。

The Chachahuén volcanic complex, with the Cerro Bayo laccolith as one of the largest intrusions, is part of back-arc Payenia volcanic province in western central Argentina. Laccoliths show potential for generating oil in sedimentary basins and producing ore deposits. It is crucial to put more effort into understanding the magma plumbing system beneath the Chachahuén volcanic complex, which the Cerro Bayo laccolith is part of. Thus this project present the first thermobarometric modelling for the Cerro Bayo laccolith and the Chachahuén volcanic complex. Several thermometers and barometers were applied to plagioclase, amphibole and clinopyroxene to understand magma evolution in the underlying plumbing system. The dacitic to rhyodacitic laccolith rocks from Cerro Bayo have porphyric textures with plagioclase in the form of both clots (glomerocrysts) and single crystals, amphibole and clinopyroxene as main phenocrysts, while enclaves are more mafic in composition and have equigranular textures. Plagioclase in the sample varies from andesine to labradorite with a composition of An22-An68, while the clinopyroxene can be classified into diopside to augite with cores (Mg#=76-84) and rims (Mg#62-72). Amphibole, varies from pargasite, ferropargasite to magesiohastingsite and hastingsite, which can be grouped into three groups according to the Mg#: low Mg# amphibole (Mg# = 40-51), medium Mg# amphibole (Mg# = 52-61) and high Mg# amphibole (Mg# = 62-78). Besides, most of the Fe-Ti oxides in the samples are titanomagnetite with Usp mol.% in the range of 0.04-0.54. Results from clinopyroxene-liquid thermobarometers suggest a crystallization depth of 44 to 51 km for clinopyroxene cores and a crystallization depth of 19 to 31 km for rims, of which the derived crystallization temperatures are in the range of 1144 to 1170 °C and 973 to 1002 °C respectively. On the other hand, different thermobarometers of amphibole give consistent results of crystallization temperatures and depths. According to the amphibole-liquid thermometer, low Mg# (Mg#= 40-51) amphiboles have the lowest crystallization temperature in the range of 898 to 931°C, while medium Mg# (Mg#=52-61) amphiboles have higher crystallization temperatures in the range of 951 to 972°C and high Mg# (Mg# = 62-78) amphiboles have highest crystallization temperatures between 991 and 1013°C. The depth translated from pressure derived from amphibole-liquid barometers give a shallower crystallization depth range from 19 to 30 km for low Mg# amphiboles, a deeper crystallization depth in the range of 22 to 39 km for high Mg# amphiboles and deepest crystallization depth range of 27 to 41 km for medium Mg# amphiboles. Moreover, a depth from 2 to 20 km could be gained from the plagioclase-liquid thermobarometry which crystallized at 883 to 910°C. It is worth to point out that crystallization depth of clinopyroxene cores is deeper than the Moho in the Chachahuén area, while crystallization depth and temperatures of clinopyroxene rims are consistent with those of high Mg# amphiboles. Consistent temperatures and depths are also found for crystallization of plagioclase and low Mg# amphiboles which intergrow with each other. Thus, a multi-level magma plumbing system began from below the Moho, with a mushy zone in the upper crust, could be suggested to exist beneath the Cerro Bayo laccolith. Evidence from both petrology and geochemistry also indicate fractional crystallization as well as processes of magma mixing and recharge during magma evolution. / Chachahuén火山综合体，包含其最大的侵入体Cerro Bayo岩盘，是位于阿根廷中西部Payenia弧后火山区的一部分。前人研究多着重于岩石学、地球化学和地层学方面，因而针对下伏岩浆涌升系统的研究在该地区极具前瞻性，需要投入更多工作。本文首次尝试对Chachahuén火山复合体应用温压计进行研究，针对斜长石、角闪石和单斜辉石应用了不同的温度计和压力计，以揭示下伏于Cerro Bayo岩盘的岩浆涌升系统中的岩浆演化。 来自Chachahuén火山复合体Cerro Bayo岩盘的英安质-流纹英安质火成岩具有板状-似斑状结构，其斑晶主要为单晶或聚合物形式存在的斜长石、角闪石及单斜辉石。此外，岩盘中还发现具等粒结构的酸性捕虏体的存在。样品中斜长石（An=22-68）主要成分为中长石至拉长石.单斜辉石主要为透辉石和普通辉石，常发育高镁值核部（Mg#=76-84）和低镁值环带（Mg#62-72）。角闪石主要为韭闪石、铁韭闪石、镁绿钙闪石和绿钙闪石，可根据镁值进一步划分为三个组：低镁值组（Mg# = 40-51），低镁值组（Mg# = 52-61）和高镁值组（Mg# = 62-71）。此外，样品中的钛铁氧化物重要为钛磁铁矿（Usp%=0.04-0.54）。 单斜辉石-熔体温压计的结果表明单斜辉石的核部和环带的结晶温度和深度有所差异：核部具有较高的结晶温度（1144-1170 °C）和较深的结晶深度（44-50km），而环带具有较低的结晶温度（973-1002 °C）和较浅的结晶深度（18-31 km）。与角闪石相关的不同温压计给出了类似的结晶温度和压力，其中存在的微小差异均在误差范围内。因此本文将角闪石-熔体温压计的结果作为最终结果，其显示低镁值角闪石具有较低结晶温度（898-931°C），中镁值角闪石具较高结晶温度（951-972°C），而髙镁值角闪石具最高结晶温度（991-1013°C）。角闪石的结晶深度特征有所不同：低镁值角闪石的结晶深度最浅（19-30km），髙镁值角闪石的结晶深度较深（22-39 km），反而中镁值角闪石结晶深度最深（27-41 km）。斜长石-熔体温压计给出的斜长石结晶温度和深度分别为883-910°C及1-20km。 值得一提的是单斜辉石核部的结晶深度位于研究区莫霍面之下。同时，单斜辉石的环带与髙镁值角闪石具有相似的结晶温度和深度，而斜长石及共生的低镁值角闪石具有相似的结晶温度。因此可以推测，Cerro Bayo岩盘之下，发育一个自莫霍面之下开始的多层岩浆上涌系统。而岩石学和地球化学的证据还表明在岩浆发育过程中岩浆分化结晶和岩浆重注和混合作用并存。 / En lakkolit är en grund magmaficka och en vanligt förekommande del av en vulkan, vilken kan bilda en länk mellan djupa magmatiska aktiviteter och vulkanutbrott. Forskning om kompositionen och bildandet av grunda magmafickor kan hjälpa till att öka förståelsen om geologiska faror och naturresurser. Vid Cerro Bayo exponeras en grund magmakammare vilken utgör en del av Chachahuén vulkankomplexet i Argentina. Det här projektet fokuserar på det magmatiska lagringssystemet och magmautvecklingen vid Cerro Bayo. Magmasammansättningen och magmakammarens förhållanden såsom tryck, temperatur och vattenhalt samt vattensystemets struktur är viktiga faktorer som styr magmatiska processer. För att förstå magmautvecklingen under Cerro Bayo inleddes projektet med en kompositionsanalys av bergprover och mineral. Därefter genomfördes termobarometrisk modellering för att bestämma temperatur- och tryckförhållandena för kristalliseringen av mineraler i det magmatiska systemet. Resultaten av modelleringen tyder på att ett magmatiskt rörsystem av flera nivåer existerar under Cerro Bayo lakkoliten. Det djupaste magmamagasinet ligger på 44-50 km och når upp till 22-41 km i nedre jordskorpan, medan de grunda reservoarerna av magma ligger på ett djup av 2-20 km i övre jordskorpan som slutligen når den grunda magmafickan. Vidare indikerar analysen av mineralstruktur och mineralkemi processer av fraktionerad kristallisering samt påfyllning och blandning av magma under magmautvecklingen. Magman genomgick fraktionerad kristallisering under rörelser uppåt från de djupaste magmakammarna. Magmans temperatur varierar från högre än 1100 ° C till ~ 900 ° C. Ansamlingar av magma fortsatte att fylla på magmamagasin i nedre och övre jordskorpan. Blandning av magma inträffade när en ansamling varmare magma rörde sig från nedre till övre jordskorpreservoarer och påverkade såväl migrering av magma som placeringen av Cerro Bayo lakkoliten