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Phreatic and phreatomagmatic eruptions are among the most difficult volcanic phenomena to forecast at volcanoes hosting active hydrothermal systems, as interactions among magma, magmatic volatiles, and waters within the volcano-hydrothermal system may evolve rapidly and produce only weak or short-lived precursory signals. In this context, the mineralogical and textural investigation of lithic material ejected during explosive events represents a fundamental tool for reconstructing the conditions of the volcanic-hydrothermal system prior to rock fragmentation.
This study aims to characterize the volcanic-hydrothermal system associated with Shindake, the active eruptive center of Kuchinoerabujima volcano, Japan, which has experienced several phreatic and phreatomagmatic eruptions in recent decades.
The study was conducted on lithic clasts and ash fractions produced by the recent eruptive activity of Shindake crater. The investigated material included blocks and lapilli, coarse ash with grain sizes ranging from 1 to 1.4 mm, and fine ash. Samples were characterized through an integrated approach combining macroscopic descriptions, petrographic observations of thin sections, and microanalytical investigations. Microanalytical techniques included scanning electron microscopy coupled with energy-dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDS), Raman spectroscopy, and electron microprobe analysis (EMPA).
The analyzed products display marked mineralogical and textural heterogeneity and include relatively fresh lithic clasts as well as materials affected by localized or pervasive alteration.
Secondary mineral assemblages allowed two main alteration facies to be identified: a silicic facies dominated by residual silica and an advanced argillic facies characterized by alunite, pyrite, calcium sulfates, and kaolinite. The mineralogical and textural characteristics of the latter predominantly suggest a magmatic-hydrothermal contribution, although the local development of shallow steam-heated conditions cannot be excluded. Additional mineralogical evidence is also consistent with the involvement of high-temperature magmatic-hydrothermal processes. Overall, the observed mineral assemblages indicate an acidic, dynamic, and heterogeneous magmatic hydrothermal system characterized by the superposition of different alteration and precipitation processes. The progressive evolution of these processes may have reduced system permeability and contributed to promoting the recent phreatic and phreatomagmatic eruptions.

Le eruzioni freatiche e freatomagmatiche rappresentano alcune delle manifestazioni più difficili da prevedere nei vulcani caratterizzati dalla presenza di sistemi idrotermali attivi, poiché i processi di interazione tra magma, volatili magmatici e acque del sistema vulcanico-idrotermale possono evolvere rapidamente e manifestare segnali precursori deboli o di breve durata. In questo contesto, lo studio mineralogico e tessiturale dei prodotti litici espulsi durante gli eventi esplosivi costituisce uno strumento fondamentale per ricostruire le condizioni del sistema vulcanico-idrotermale precedenti alla frammentazione delle rocce. Il presente lavoro è finalizzato alla caratterizzazione del sistema vulcanico-idrotermale associato allo Shindake, centro eruttivo attivo del vulcano Kuchinoerabujima in Giappone, interessato negli ultimi decenni da eruzioni freatiche e freatomagmatiche.
Lo studio è stato condotto su clasti litici e frazioni di cenere provenienti dall’attività eruttiva recente del cratere Shindake. Il materiale, comprendente blocchi e lapilli, cenere grossolana con granulometria compresa tra 1 e 1,4 mm e cenere fine, è stato caratterizzato integrando descrizioni macroscopiche, osservazioni petrografiche in sezione sottile e analisi microanalitiche. In particolare, le tecniche microanalitiche hanno compreso microscopia elettronica a scansione associata a spettrometria EDS, spettroscopia Raman e microsonda elettronica.
I prodotti analizzati mostrano una marcata eterogeneità mineralogica e tessiturale, comprendendo litici relativamente freschi, caratterizzati da alterazione localizzata o pervasiva. Le associazioni mineralogiche secondarie hanno permesso di riconoscere due principali facies di alterazione: una facies silicica, dominata da silice residuale, e una facies argillitica avanzata, caratterizzata da alunite, pirite, solfati di calcio e caolinite. Le caratteristiche mineralogiche e tessiturali di quest’ultima suggeriscono prevalentemente un contributo magmatico-idrotermale, pur non escludendo lo sviluppo locale di condizioni superficiali di tipo steam-heated. Ulteriori evidenze mineralogiche sono inoltre compatibili con il coinvolgimento di processi magmatico-idrotermali ad alta temperatura. Nel complesso, le associazioni osservate indicano un sistema magmatico idrotermale acido, dinamico ed eterogeneo, caratterizzato dalla sovrapposizione di differenti processi di alterazione e precipitazione, la cui progressiva evoluzione potrebbe aver ridotto la permeabilità del sistema e favorito le recenti eruzioni freatiche e freatomagmatiche.