日本大学文理学部自然科学研究所研究紀要 No.47 (2012)pp 黒富士火山噴出物の全岩化学組成分析データ 142 個の総括高橋正樹 * 黒沢大陸 ** * 金丸龍夫 Whole-rock Chemistry for Eruptive Products of Kurofuji

(1)

分析値を総括し，黒富士火山におけるマグマ化学組成の

時間変化について検討したい．

2 ．これまでの研究

Ichiki （1929）は黒富士火山（茅ヶ岳火山）について地

質学的記載を行ったが，黒富士火砕流堆積物については

山麓を構成する凝灰角礫岩として一括しており，その起

源については明確に述べていない．黒富士火山の地質学

的研究を行い，その形成史を初めて詳細に明らかにした

のは三村（1967）である．三村（1967）は黒富士火山を特

徴づける大規模な火砕流堆積物を中心に火山層序学的研

究を行い，噴出順に，黒富士火砕流堆積物，黒富士岩脈

1 ．はじめに

甲府盆地の北北西に位置する黒

くろ

富

ふじ

士（黒富士・茅

かや

ヶ

が

岳

たけ

）

火山は，八ヶ岳火山群と富士火山に挟まれた火山フロン

ト上の現在は活動を停止している第四紀火山である

（Fig.1）．黒富士火山は，100万年前～50万年前に活動し

た，火砕流堆積物，溶岩ドームおよび関連した岩脈群か

らなる黒富士火山と，20万年前頃に活動した小型成層火

山からなる茅ヶ岳火山から構成される．黒富士火山は，

南北

24 km，東西18 kmにわたる地域を覆い，総噴出量

は

35 km

3

_{以上におよぶ．ここでは，これまでに得られた}

142個余りの全岩主化学組成分析値および微量元素組成

高橋　正樹

＊

_{・黒沢　大陸}

＊＊

_{・金丸　龍夫}

＊

The Kurofuji volcano, situated on the volcanic front between the Fuji and Yatsugatake volcanoes, was active from about 1.0 to 0.2Ma. The Kurofuji volcano consists of the Kurofuji pyroclastic flow deposit (1.0 to 0.5Ma), Kurofuji dike and lava dome group (0.5Ma) and Kayagatake stratovolcano (0.2Ma). The Kurofuji pyroclastic flow deposit comprises five stages：the Kurofuji pyroclastic flow deposit 1 to 5. The essential clasts of the Kurofuji pyroclastic flow deposit are horn-blende pyroxene andesite (55wt.%SiO2) to hornblende pyroxene dacite (67wt.％SiO2), but no systematic temporal

varia-tion is present in chemical composivaria-tion. The Kurofuji dike and lava dome group are composed of hornblende pyroxene andesite (57wt.%SiO2) to hornblende pyroxene dacite (62wt.%SiO2) and the Kayagatake stratovolcano consists of

olivine-bearing pyroxene basaltic andesite (53wt.%) to hornblende-olivine-bearing pyroxene dacite (64wt.%SiO2). Most volcanic rocks of

the Kurofuji-Kayagatake volcano belong to calc-alkaline rock-series. The Kurofuji-Kayagatake volcano consists of seven magmatic groups: (1) Medium-K series dacite, (2) Low-K series felsic andesite to dacite, (3) higher MgO basaltic andesite to mafic andesite, (4) lower MgO basaltic andesite to mafic andesite, (5) mixed andesitic magma of (1) and (4), (6) mixed andesitic magma of (1) and (3), and (7) mixed andesitic magma of (2) and (4). The dacite of the Kurofuji and Kayagatake volcano is adakitic and considered to have been formed by the partial melting of crustal materials comprising the upper surface of the subducting Philippine Sea plate. The mafic magmas produced by the subduction of the Pacific plate may have reacted with adakitic materials during its ascent and produced adakitic andesites of the Kurofuji-Kayagatake volcano.

Keywords: Kurofuji-Kayagatake volcano, pyroclastic flow, dacite, andesite, adakite, whole-rock chemistry

黒富士火山噴出物の全岩化学組成

―分析データ

142個の総括―

Whole-rock Chemistry for Eruptive Products of Kurofuji Volcano, Central Japan:

Summary of 142 Analytical Data

Masaki TAKAHASHI

＊

_{, Tairiku KUROSAWA}

＊＊

_{and Tatsuo KANAMARU}

＊

（Received October 31, 2011）

＊ _{Department of Geosystem Sciences, College of Humanities and Sciences,}

Nihon University: 3-25-40 Sakurajosui Setagaya-ku, Tokyo 156-8550, Japan

＊＊ _{Graduate school of Science, Ibaraki University: 2-1-1 Bunkyo, Mito}

310-8562, Japan (present address: The Asahi shinbun company: 5-3-2 Tsukiji Chuo-ku, Tokyo Japan)

＊ _{日本大学文理学部地球システム科学科：}

〒156-8550　東京都世田谷区桜上水3-25-40

＊＊ _{元茨城大学大学院理学研究科}

〒310-8562　水戸市文京2-1-1

(2)

高橋　正樹・黒沢　大陸・金丸　龍夫

群，そして茅ヶ岳火山岩の

3 つに大別した．また，黒富

士火砕流堆積物を，挟在する降下火砕堆積物や湖沼性堆

積物，泥流堆積物の存在から，

5 つの活動期に区分した．

さらに，こうした大規模な火砕流堆積物の噴出にもかか

わらず，黒富士火山では明瞭なカルデラは形成されてい

ないことから，火砕流堆積物はカルデラ形成を伴うこと

なく，一種の割れ目噴火によって噴出したと考えた．黒

富士岩脈群については，黒富士北部を中心とした放射状

岩脈や岩脈に随伴する溶岩ドーム群の存在を明らかにし

た．一方，最後に噴出した茅ヶ岳火山岩は，溶岩流，火

砕岩，溶岩ドームからなる茅ヶ岳成層火山を形成してい

たことを明確にした．また，三村（1972）は黒富士火山の

降下軽石堆積物について記載している．三村他（1982）

は黒富士火砕流堆積物の下部にスコリア流堆積物を報告

し，さらにこれまで黒富士火砕流堆積物に含めていた鎧

よろい

岩

いわ

火砕流堆積物や鎧岩溶岩を，茅ヶ岳成層火山の最下位

として位置付けた．また，古地磁気データから黒富士火

砕流堆積物の噴出年代を松山逆地磁気期のハラミヨ・イ

ベントに同定し，最初期の火砕流堆積物から

1.0Maの

K-Ar年代を報告している（三村他，1994）．三村他（1994）

は黒富士岩脈・溶岩ドーム群および茅ヶ岳成層火山の

K-Ar年代が，それぞれ0.5Maと0.2Maであることを明

らかにし，黒富士岩脈・溶岩ドーム群と茅ヶ岳成層火山

の間に数

10万年以上の長い休止期が存在していたこ

と，また

5 回にわたる黒富士火砕流堆積物が，平均する

と10万年に 1 回程度の間隔で噴出した可能性を示した．

3 ．黒富士火山の地質と形成史

ここでは，三村（1967）および三村他（1984）によって

明らかにされた黒富士火山の地質と形成史をもとに，さ

らに著者らの地質調査の結果を加味して述べることにす

る．黒富士火山は，黒富士火砕流堆積物，黒富士溶岩

ドームおよび岩脈群，茅ヶ岳成層火山に大別される

（Fig. 2 and Photograph A）．

黒富士火砕流堆積物は，挟在する降下火砕堆積物，湖

沼堆積物，泥流堆積物などによって，さらに，黒富士火

砕流堆積物

1，黒富士火砕流堆積物 2，黒富士火砕流堆

積物

3，黒富士火砕流堆積物 4，黒富士火砕流堆積物 5

の

5 ユニットに区分される．黒富士火砕流堆積物 1 の

K-Ar年代は1.03Maである（三村他，1994）．黒富士火砕

流堆積物の各ユニットは，多数の

ﬂow unitから構成され

る．黒富士火砕流堆積物

1 と 2 の間には約10 cm程度

の，黒富士火砕流堆積物

2 と 3 の間には 2～3m程度の，

さらに黒富士火砕流堆積物

3 と 4 の間には数mほどの

厚さの湖沼堆積物が認められ，さらに黒富士火砕流堆積

物

4 と 5 の間には約1.5m程度の土壌層が挟在される．

また，甲府市御岳町の東方では，黒富士火砕流堆積物

3 を黒富士火砕流堆積物

5 が直接覆っている．こうした事

実は，黒富士火砕流堆積物

2 と 3 の間，および 3 と 4 の

間，そして

4 と 5 の間に，比較的長い休止期があったこ

とを示している.

黒富士岩脈は黒富士火砕流堆積物に貫入しており，黒

富士岩脈に連続し岩脈から供給されたことが明らかな溶

岩ドーム群は黒富士火砕流堆積物を覆うことから，これ

らの岩脈および溶岩ドーム群は，黒富士火砕流堆積物よ

りも後の時期に貫入・流出したことが明らかであり，

0.5MaのK-Ar年代を有する（三村他，1994）．黒富士火

砕流堆積物および溶岩ドーム群の総噴出量は約30 km

3

以上に及ぶ．

茅ヶ岳成層火山は，鎧岩火砕流堆積物，鎧岩溶岩およ

び岩脈，女

おんな

岩

いわ

溶岩，そして金

かな

ヶ

が

岳

たけ

溶岩・火砕岩からな

る．茅ヶ岳成層火山の総噴出量は約

4km

3

_{余りと，黒富}

士火砕流堆積物および溶岩ドーム群に比べて小規模であ

る．茅ヶ岳火山は

0.2MaのK-Ar年代を有する（三村他，

1994）．以下に各地質ユニットの詳細について述べる．

（1）黒富士火砕流堆積物 1

南部，東部，北西部に小規模に分布する灰白色の非溶

Fig.1 Map showing the location of the Kurofuji-Kayagatake volcano. The contours of depth of subducting plates are cited from Nakajima and Hasegawa (2007). open star: Kurofuji-Kayagatake volcano; thick line: depth contour of subducting Phillipine sea plate; thick grey line: depth contour of descending Paciﬁc plate; SAT: Sagami trough; SUT: Suruga trough; thick dashed line: volcanic front (VF); grey circle: Quaternary volcano

(3)

認できるが，最上部では柱状節理の発達した中程度に溶

結した溶結凝灰岩へと移行している．本質岩片は長径

20～30 cmで，一部でやや発泡のよいものも認められる

が，大部分は発泡の悪いものからなり，縞状本質岩片も

含まれる．噴出量は

0.5 km

3

_{以上である．}

結火砕流堆積物である．多数の

ﬂow unitからなり，その

数は

30枚以上におよぶ．北西部の塩

しおかわ

川沿いでは，最下

部に暗灰色安山岩質のスコリア流堆積物がみられ，複数

の湖沼性堆積物を挟んで（Photograph D），1 枚の層厚

が数

m以下のﬂow unitが30枚以上重なっているのが確

Fig.2 Geologic sketch map of the Kurofuji-Kayagatake volcano (mainly based on Mimura et al.,1984). 1: Kanagatake lava and Onna-iwa lava (dark green denote a neck of coarse grained andesite indicating the vent of Kayagatake stratovolcano); 2: Yoroi-iwa lava; 3: Yoroi-iwa pyroclastic flow deposit; 4: Kurofuji dikes and lava dome group; 5: Kurofuji pyroclastic flow deposit 5; 6: Kurofuji pyroclastic flow deposit 4; 7: Kurofuji pyroclastic flow depositi 3; 8: Kurofuji pyroclastic flow deposit 2; 9: Kurofuji pyroclastic flow deposit 1

(4)

黒富士溶岩ドーム群から延びる岩脈は，放射状岩脈と

なっている．溶岩ドームのうち最大のものは，長径

1.4 km，比高260 m，最小のものは，長径0.4 km，比高

160 m程度である．溶岩ドームと岩脈とは互いに連結し

て，全体として7×5kmほどの西方に開いた馬蹄型の環

状構造を呈する．

（7）鎧岩火砕流堆積物

甲斐市ホッチ峠から南方へ昇仙峡ゴルフ場付近までの

尾根沿い，饅

まんじゅう

頭

峠より韮崎市古森付近への尾根沿いに

分布する非溶結の火砕流堆積物で，長径20～30 cmの発

泡の悪い本質岩片と一部が赤紫色に酸化した基質からな

る．3 枚以上のﬂow unitからなる．鎧岩溶岩に覆われ，

黒富士火砕流堆積物を不整合に覆う．鎧岩溶岩との間に

は時間間隙がないが，黒富士火砕流堆積物との間には時

間間隙が認められ，茅ヶ岳成層火山の最初期噴出物と考

えられる．

（

8）鎧岩溶岩・岩脈

茅ヶ岳成層火山体の基底部および周辺に断片的に分布

する．岩脈は観音峠の南方に

2 本認められ，東西に延び

ている．溶岩流の厚さは約

40 m，岩脈は幅20～30 m，延

長約

1.2 kmある．溶岩は灰色で一部に柱状節理が発達

し，末端部ではブロック溶岩となっている．岩脈には貫

入面に垂直の冷却節理がみられる．

（

9）女岩溶岩

茅ヶ岳成層火山の基底部に広く分布し，鎧岩溶岩を覆

う．最大層厚は約

120 mである．青灰色で一部に柱状節

理が発達する場所もみられる．また，基底部に赤紫色化

した火山角礫岩を伴うことがある（Photograph J）．火山

体北西部の北杜市根

ねこや

古屋には女岩溶岩と同質の小丘が

2 つあり，同時期に噴出した溶岩ドームである可能性もあ

る．

（10）金ヶ岳溶岩・火砕岩

茅ヶ岳成層火山の本体を構成する（Photograph B）．暗

青灰色の気泡の目立つ溶岩流が少なくとも15枚以上認

められ，火砕岩と互層する（Photograph H）．溶岩流の

一枚の厚さは10 m以下であり，上下に赤色酸化したク

リンカーを伴うアア溶岩が主体である．また，溶岩の一

部には板状節理が発達し，ブロック溶岩がみられる場合

もある．火砕岩の多くはスコリア集塊岩である（Photo-graph I）．金ヶ岳山頂付近には，300×600 mにわたって

小規模な貫入岩体がみられ，淡緑灰色の完晶質粗粒火山

（

2）黒富士火砕流堆積物 2

分布域の南部および西部一帯に広く認められる最大規

模の火砕流堆積物で，7 枚以上のﬂow unitからなる

（Photograph F）．白色の非溶結軽石流堆積物で，含まれ

る軽石の長径は

2～15 cmであり，発泡が弱く，みかけ

の比重は

1.0g/cm

3

_{以上である．軽石の濃集した層と火}

山灰基質のみからなる層とが明瞭に分かれ互層を形成し

ている場所もある．三村（1972）の日

ひなた

向降下軽石層は層

厚が

3m余りもあり，この火砕流堆積物に先行する噴出

物であると考えられているが，その分布は北部の北杜市

日向付近に限られている．噴出量は14 km

3

_{以上である．}

（3）黒富士火砕流堆積物 3

山体北西部を中心に分布し，

15枚以上のﬂow unitから

なる．多くは灰白色の非溶結火砕流堆積物であるが，一

部で溶結しており，甲府市御

み

岳

たけ

町付近では柱状節理の発

達したものもみられる（Photograph EおよびG）．15枚

以上の

ﬂow unitと 2 枚以上のcooling unitからなる．本

質岩片の大部分は長径が20～30 cmあり，発泡が悪い．

また，北西部の本火砕流堆積物の最下部には，暗灰色安

山岩質のスコリア流が認められ，縞状軽石も含まれる．

噴出量は

4km

3

_{以上である．}

（4）黒富士火砕流堆積物 4

山体の南東部に広く分布し，

10枚以上のﬂow unitから

なる．全体に赤紫色を呈する非溶結火砕流堆積物である

が，一部で溶結し柱状節理が発達する．

10枚以上のﬂow

unitからなる．本質岩片は，長径20～40 cmで発泡が悪

い．甲斐市神

ごうど

戸では，この火砕流堆積物の最下部にスコ

リア流堆積物が認められる．噴出量は

8km

3

_{以上である．}

（

5）黒富士火砕流堆積物 5

山体北部に比較的広く認められ，3 枚以上のﬂow unit

からなる．灰白色の非溶結火砕流堆積物であるが，一部

で強く溶結し，柱状節理が発達している場所もある．本

質岩片は発泡が悪く，長径

20～40 cm程度である．噴出

量は

6km

3

_{以上である．}

（6）黒富士岩脈・溶岩ドーム群

太

たち

刀岡

おか

山から黒富士周辺，金ヶ岳北方にかけて分布す

る（Photograph C）．溶岩ドームは，曲

まがり

岳

だけ

および太刀岡

山に加えて，黒富士周辺に

10個，金ヶ岳北方に 3 個みら

れる．岩脈は太刀岡山北方，黒富士東方，観音峠付近に

分布する．灰白色で最大幅

30～40 m，最大延長 3kmほ

どで，貫入境界面に対して垂直な冷却節理が発達する．

(5)

ない場合がある．斑晶の斜長石，輝石，普通角閃石の一

部は破片状となっている．基質として，斜長石，斜方輝

石，単斜輝石，普通角閃石，石英，不透明鉱物が含ま

れ，無色ガラスを伴う．ガラスの脱ガラス化は進んでい

ない．

軽石の斑晶量は16～19 vol.％，そのうち斑晶斜長石は

11～14 vol.％，斑晶普通角閃石は3.2～4.0 vol.％，斑晶単

斜輝石は

0.1～0.2 vol.％，斑晶斜方輝石は0～0.5 vol.％，

斑晶不透明鉱物は

0.4～0.7 vol. ％，斑晶石英は0.2～

0.4 vol.％である．

（3）黒富士火砕流堆積物 3

黒富士火砕流

1 と同様に，本質岩片には普通角閃石斑

晶が分解していないものと分解しているものとがある．

分解していない角閃石を含むものは，斑晶として0.5～

2.0 mm，まれに 5mm大の斜長石，0.3～0.8 mmの褐色

普通角閃石，0.4 mm程度の斜方輝石，0.3～0.5 mmの単

斜輝石，0.3～3mmの融食形を呈する石英，0.3～0.5 mm

の不透明鉱物を含む．基質として，斜長石，斜方輝石，

単斜輝石，普通角閃石，石英，不透明鉱物が含まれ，褐

色～淡褐色ガラスを伴う．分解した普通角閃石斑晶を含

む場合も，他の岩石記載的特徴は，分解していない普通

角閃石斑晶を含むものと同じであるが，含まれるガラス

は褐色～濃褐色である．

本質岩片の斑晶量は26～43 vol.％，そのうち斑晶斜長

石は17～32 vol.％，斑晶普通角閃石は3.9～9.6 vol.％，斑

晶単斜輝石は

0.1～3.2 vol. ％，斑晶斜方輝石は0.1～

2.0 vol.％，斑晶不透明鉱物は0.3～1.3 vol.％，斑晶石英

を含む場合は

0.4～1.4 vol.％である．

（4）黒富士火砕流堆積物 4

本質岩片の斑晶としては，0.5～8.0 mmの斜長石，0.5

～1.5 mmの褐色普通角閃石，0.5～1.0 mmの単斜輝石，

0.5～0.8 mmの斜方輝石，0.4 mm程度の不透明鉱物を含

む．また，1mm程度の融食された石英を含む場合や，

単斜輝石に欠ける場合がある．普通角閃石の一部はオパ

サイト化している．基質として，斜長石，斜方輝石，単

斜輝石，褐色普通角閃石を含み，ガラスは褐色～淡褐色

である．スコリアの斑晶としては，0.3～0.6 mmの斜長

石，

0.2～1.5 mmの単斜輝石，0.5～1.0 mmのかんらん石，

0.8～1.5 mmの普通角閃石，0.3～0.7 mmの不透明鉱物を

含み，稀に0.3 mm程度の斜方輝石が含まれる場合があ

る．斑晶かんらん石は角閃石の反応縁によって囲まれて

いる．基質として，斜長石，普通角閃石，単斜輝石，斜

方輝石，不透明鉱物および無色～褐色ガラスを含む．

岩からなるが，これは茅ヶ岳成層火山体の火道が冷却固

化した火山岩頚であると考えられる．

狭義の黒富士火山の活動は100万年前から50万年前の

間に生じた．規模の大きな火砕流の噴出は，間に時間間

隙をおいて

5 回にわたって起こった．最後に環状に配列

した岩脈から溶岩ドーム群が流出し，黒富士火山は活動

を停止した．火砕流の大部分も，こうした環状の割れ目

から噴出した可能性が高い．数十万年以上に及ぶ長い休

止期の後，

20万年前頃に茅ヶ岳火山が活動した．茅ヶ岳

火山では，最初に鎧岩火砕流と鎧岩溶岩の噴出があり，

次いで厚い女岩溶岩が流出し，最後に小型の茅ヶ岳成層

火山が形成された．

4 ．岩石記載

（1）黒富士火砕流堆積物 1

本質岩片には，普通角閃石斑晶が分解していないもの

と分解しているものとがある．分解していない普通角閃

石を含むものは，斑晶として

0.5～3.0 mmの斜長石，0.5

～1.0mmの褐色普通角閃石，0.3～0.5 mmの斜方輝石，

0.5～0.7 mmの単斜輝石，0.4 mmの不透明鉱物，そして

ごく少量の融食された石英を有する．また，稀にかんら

ん石斑晶を含む場合がある．斑晶普通角閃石の一部はオ

パサイト化している．基質は，斜長石，斜方輝石，単斜

輝石，普通角閃石，不透明鉱物，透明～淡褐色のガラス

からなるが，ガラスは脱ガラス化が進んでいるものが多

い．分解した普通角閃石斑晶を含む場合も，他の岩石記

載的特徴は，分解していない普通角閃石斑晶を含むもの

と同じである．スコリアは基質ガラスが褐色であり，斑

晶は斜長石，斜方輝石，単斜輝石，不透明鉱物からな

り，少量のかんらん石や角閃石を含む場合がある．分解

した普通角閃石斑晶は，細粒の斜長石，斜方輝石，単斜

輝石，不透明鉱物からなり，残存部がみられる場合に

は，淡褐色～緑色普通角閃石からなる．

軽石の斑晶量は20～42 vol.％，そのうち斑晶斜長石は

12～32 vol.％，斑晶普通角閃石は0.5～5.5 vol.％，斑晶単

斜輝石は1.4～3.1 vol.％，斑晶斜方輝石は0.1～1.0 vol.％，

斑晶不透明鉱物は0.4～1.6 vol.％である．

（

2）黒富士火砕流堆積物 2

軽石は比較的発泡がよく，斑晶に乏しい．斑晶として

は

0.5～3.0mmの斜長石，0.5～0.8 mmの緑色普通角閃

石，0.3～0.7 mmの斜方輝石，0.4～0.8 mmの不透明鉱物

が含まれ，さらに

0.5 mmの単斜輝石や0.5～1mmの融

食された石英を含むものもある．斜方輝石斑晶は含まれ

(6)

溶岩は苦鉄質包有岩を含む場合があるが，苦鉄質包有岩

は0.5～1mm程度の斜長石，石英，普通角閃石の斑晶と，

斜長石と普通角閃石の針状結晶からなる石基からなる．

普通角閃石斑晶を含まないタイプは，普通角閃石を含ま

ない点を除き，他の記載岩石学的特徴はほぼ同じである

が，かんらん石斑晶と単斜輝石斑晶の量がやや多い．

斑晶量は

26～40 vol.％，斜長石斑晶は16～30 vol.％，

普通角閃石斑晶は

0.4～8.4 vol.％，単斜輝石斑晶は0.8～

6.8 vol.％，斜方輝石斑晶は0.1～2.4 vol.％，不透明鉱物斑

晶は0.5～1.9 vol％である．石英斑晶が含まれる場合には

0.2～0.1 vol％，かんらん石斑晶を含む場合には0.6～

2.8 vol.％である．普通角閃石を含まないタイプでは，斑

晶量が

26vol.％，斜長石斑晶が16 vol.％，単斜輝石斑晶

が6.8 vol.％，斜方輝石斑晶が0.1 vol.％，かんらん石斑晶

が2.8 vol.％，不透明鉱物斑晶が0.6 vol.％である．

（7）鎧岩火砕流

本質岩片には，斑晶として0.4～1.0 mmの斜長石，0.3

～1.0 mmの褐色普通角閃石，0.3～0.8 mmの単斜輝石，

0.3 mmの斜方輝石，0.3 mmの不透明鉱物，そして稀に

0.8 mmの融食された石英，1.0 mmのかんらん石を含む．

普通角閃石斑晶には，完全にオパサイト化したものや，

完全に分解して斜長石，単斜輝石，斜方輝石，不透明鉱

物の集合体となっているものも認められる．基質は，斜

長石，単斜輝石，斜方輝石，普通角閃石，不透明鉱物お

よび無色～褐色ガラスからなる．

斑晶量は

26～33 vol.％，斜長石斑晶が19～29 vol.％，

普通角閃石斑晶が

0.2～5.1 vol.％，単斜輝石斑晶が0.1～

1.4 vol.％，斜方輝石斑晶が0.1～1.6 vol.％，不透明鉱物が

0.5～1.0 vol.％，石英斑晶が含まれる場合は0.2 vol.％，か

んらん石斑晶が含まれる場合には

0.4 vol.％である．

（8）鎧岩溶岩・岩脈

斑晶として，0.5～1mmの斜長石，0.3～2mmの単斜

輝石，0.3～1mmの斜方輝石，0.3～3mmの緑色普通角

閃石，0.3 mmの不透明鉱物，そして稀に0.5 mmの融食

された石英を含む．斜方輝石斑晶や普通角閃石斑晶を含

まない場合もある．石基は，斜長石，単斜輝石，斜方輝

石，不透明鉱物および褐色ガラスからなる．

斑晶量は22～49 vol.％，斜長石斑晶が12～37 vol.％，

単斜輝石斑晶が

0.5～6.6 vol.％，不透明鉱物斑晶が0.2～

2.5 vol.％，斜方輝石斑晶を含む場合には2.5～3.3 vol.％，

普通角閃石斑晶を含む場合には

0.3～9.7 vol.％，石英斑

晶を含む場合には0.2 vol.％である．

本質岩片の斑晶量は32～47 vol.％，そのうち斜長石は

23～35 vol.％，普通角閃石は0.9～5.8 vol.％，単斜輝石は

0～4.7 vol.％，斜方輝石は1.0～2.8 vol.％，不透明鉱物は

0.8～1.5 vol.％，石英を含む場合は2.1 vol.％である．代

表的なスコリア質本質岩片の斑晶量は43 vol.％，そのう

ち斜長石は15 vol.％，普通角閃石は18.9 vol.％，単斜輝

石は4.5 vol. ％，斜方輝石は0.4 vol. ％，かんらん石は

2.7 vol.％，不透明鉱物は1.7 vol.％であり，きわめて斑晶

量に富む．

（5）黒富士火砕流堆積物 5

黒富士火砕流

1 および 3 と同様に，本質岩片には普通

角閃石斑晶が分解していないものと分解しているものと

がある．分解していない普通角閃石斑晶を含むものは，

0.5～4.0 mmの斜長石斑晶，0.3～1.5 mmの一部オパサイ

ト化した褐色～緑色の普通角閃石斑晶，0.3～0.8 mmの

単斜輝石斑晶，0.3～0.5 mmの斜方輝石斑晶，0.4～

0.7 mmの不透明鉱物斑晶および0.5 mmの融食された石

英斑晶からなる．また，基質として，斜長石，普通角閃

石，単斜輝石，斜方輝石，不透明鉱物および石英を含

み，無色～褐色ガラスを伴う．分解した普通角閃石斑晶

を含む場合も，他の記載岩石学的特徴は分解していない

普通角閃石斑晶を含むものと同じであるが，稀に0.3～

0.7 mmのかんらん石斑晶を含む場合があり，含まれる

ガラスは褐色のもののみである．

本質岩片の斑晶量は32～39 vol.％，そのうち斜長石は

30～32 vol％，普通角閃石は0.9～3.9 vol.％，単斜輝石は

1.1～2.6 vol.％，斜方輝石は0.5～0.7 vol.％，不透明鉱物

は

0.3 vol.％である．

（6）黒富士岩脈・溶岩ドーム群

黒富士火砕流堆積物

1, 3, 5 と同様に，本質岩片には

分解した普通角閃石斑晶を含むものと含まないものとが

ある．また，一部には普通角閃石斑晶を含まないものも

みられる．斑晶として分解した普通角閃石を含まないも

のは，0.4～3.0 mmの斜長石斑晶，0.3～2.5 mmの一部オ

パサイト化した緑色～褐色普通角閃石斑晶，0.5 mmの

単斜輝石斑晶，0.3～0.5 mmの斜方輝石斑晶，0.3～

0.6 mmの不透明鉱物斑晶，1.2～ 3mmの融食された石英

斑晶を含んでいる．石基としては，斜長石，普通角閃

石，斜方輝石，単斜輝石，不透明鉱物および褐色～濃褐

色ガラスを含むが，ガラスは脱ガラス化が進んでいる．

分解した普通角閃石を含む場合も，他の記載岩石学的特

徴は分解していない普通角閃石斑晶を含むものと同じで

あるが，しばしば

0.7～1.6 mmのかんらん石斑晶を含む．

(7)

安山岩～デイサイト，黒富士火砕流堆積物

4 は55.1～

66.6 wt.％の安山岩～デイサイト，黒富士火砕流堆積物 5

は

61.7～67.2 wt.％の安山岩～デイサイト，黒富士岩脈・

溶岩ドーム群は

56.7～67.1 wt.％の安山岩～デイサイト，

茅ヶ岳成層火山の鎧岩火砕流堆積物は

60.2～66.4wt.％の

安山岩～デイサイト，鎧岩溶岩は56.0～63.5 wt.％の安山

岩，女岩溶岩は

54.2～61.1 wt.％の玄武岩質安山岩～安山

岩，金ヶ岳溶岩は

53.1～62.5 wt.％の玄武岩質安山岩～安

山岩である．黒富士火砕流堆積物

1～5 の各火砕流堆積

物に含まれる本質岩片は幅広いSiO

₂

量を有するが，こ

れは

1 回の火砕流流出時に異なるSiO

2

量のマグマが同

時に噴出したことを示す．

（

2）TiO

2

・

P

2

O

5

TiO

2

量は

SiO

2

量が増加するとともに直線的に減少

し，茅ヶ岳成層火山噴出物も黒富士岩脈・溶岩ドーム群

も黒富士火砕流堆積物も，ほぼ一連の変化トレンドを示

す（Fig.3）．P

2

O

5

量は，SiO

2

量が増加するとやや減少す

る傾向を示すが，茅ヶ岳成層火山噴出物のうちSiO

2

58 wt.％以下の金ヶ岳溶岩および女岩溶岩では値が分散

する（Fig.3）．

（3）Na

2

O・K

2

O

Na

2

O量は，SiO

2

量が増加するとやや増大する傾向を

示す（Fig.4）．茅ヶ岳成層火山噴出物と黒富士岩脈・溶

岩ドーム群および黒富士火砕流堆積物はほぼ一連の変化

トレンドを示すが，SiO

2

58 wt.％以下の金ヶ岳溶岩およ

び女岩溶岩では，やや組成が分散する．K

2

O量はSiO

2

58 wt.％以下の金ヶ岳溶岩および女岩溶岩，黒富士岩

脈・溶岩ドーム群，黒富士火砕流堆積物

1，2，3 の大部

分および黒富士火砕流堆積物

4，5 と鎧岩火砕流堆積物

の一部は

medium-K系列に，SiO

2

58 wt.％以上の金ヶ岳

溶岩および鎧岩溶岩，黒富士火砕流堆積物

4，5 の大部

分は

low-K系列に属する（Fig.4）．金ヶ岳溶岩，女岩溶

岩および鎧岩溶岩では，SiO

2

量が増加するとともに

K

2

O

量が変化しないかやや減少する（Fig.4）．黒富士火砕流

堆積物

4 と鎧岩火砕流堆積物では，SiO

2

60 wt.％から

SiO

2

66 wt.％に変化するにつれてK

2

O量が急な傾きを

持って増大し，low-K系列からmedium-K系列へと変化

する（Fig.4）．

（4）MgO・FeO*

MgO量はSiO

2

量が増加するとともに減少する傾向を

示す（Fig.5）．茅ヶ岳成層火山噴出物および黒富士火砕

流堆積物はほぼ一連の変化トレンドを示すが，安山岩質

（

9）女岩溶岩

きわめて斑晶に富む．斑晶として，0.3～1mmの斜長

石，0.3～2mmの単斜輝石，0.4～1.2 mmの斜方輝石，

0.3 mmの不透明鉱物を含み，少量の0.3～0.5 mmのかん

らん石，ごく稀に

0.3 mmの褐色普通角閃石を含む．単

斜輝石には砂時計構造を示すものがあり，かんらん石は

周縁やへき開に沿ってイディングサイト化していること

が多い．石基は，斜長石，単斜輝石，斜方輝石，不透明

鉱物および褐色ガラスからなる．

代表的な溶岩の斑晶量は

50 vol. ％，斜長石斑晶が

38 vol.％，単斜輝石斑晶が8.6 vol.％，斜方輝石斑晶が

0.7 vol.％，かんらん石斑晶が1.1 vol.％，不透明鉱物斑晶

が

1.6vol.％である．

（10）金ヶ岳溶岩

記載岩石学的特徴は女岩溶岩とほぼ同じであるが，稀

に

0.4mmの融食した石英が含まれる．金ヶ岳周辺の火

山岩頚とみられる火山岩は，やや粗粒完晶質で半深成岩

の組織を示す．普通角閃石斑晶は，ごく一部のものに含

まれる．

斑晶量は，40～56 vol.％ときわめて斑晶に富む．その

うち，斜長石斑晶は

25～41 vol.％，単斜輝石斑晶が5.4

～11.8 vol.％，斜方輝石斑晶が1.1～7.4 vol.％，不透明鉱

物斑晶が

1.2～2.5 vol.％であり，かんらん石斑晶を含む

場合には

0.3～1.2 vol. ％，石英斑晶を含む場合には

0.2 vol.％である．

5 ．主化学組成

5-1．分析方法と分析誤差

分析には東京大学地震研究所の全自動蛍光

X線分析装

置

RIGAKU System3080E3を使用した．線源はRh管

球，50 kv，50 mAであり，ガラスビード法を用いた．試

料と融剤の混合比率は

1:10で，融剤には4ホウ化リチウ

ムを使用した．測定誤差は，SiO

2

＝±0.5 wt％，TiO

2

＝

±0.02 wt％，Al

₂

O

₃

＝±0.3 wt％，FeO*＝±0.06 wt％，MnO

＝±

0.04 wt％，MgO＝±0.05 wt％，CaO＝±0.04 wt％，

Na

2

O＝±0.07wt％，K

2

O＝±0.02wt％，P

2

O

5

＝ ±0.004wt％

である．

5-2．主化学組成

（1）SiO

2

黒富士火砕流堆積物

1 は60.5～66.2 wt.％の安山岩～

デイサイト，黒富士火砕流堆積物

2 は63.3～67.1 wt.％の

デイサイト，黒富士火砕流堆積物

3 は58.5～65.7 wt.％の

(8)

少するほぼ一連の直線的変化トレンドを有する．

（

6）FeO*/MgO

FeO*/MgO vs. SiO

2

図では，黒富士火山噴出物の大部

分の分析値はカルクアルカリ系列に属し，ソレアイトの

領域にプロットされるのは，金ヶ岳溶岩の一部だけであ

る（Fig.7）．全体としてSiO

₂

量が増加しても

FeO*/

MgO比はほぼ一定でほとんど変化しない．また，MgO

量に富む黒富士岩脈・溶岩ドーム群および黒富士火砕流

堆積の玄武岩安山岩質スコリアは，他のものよりも

FeO*/MgO比に乏しい．

6 ．微量元素組成

6-1．分析方法と分析誤差

分析には東京大学地震研究所の全自動蛍光

X線分析装

置RIGAKU System3080E3を使用した．線源はRh管

の黒富士岩脈・溶岩ドーム群および黒富士火砕流堆積物

4 のSiO

2

54 wt.％の玄武岩質安山岩質スコリアは，MgO

量に富むやや急傾斜の変化トレンドを有する（Fig.5）．

これらの

MgO量に富む火山岩類は，分解した普通角閃

石斑晶を特徴的に含む．FeO*量は，茅ヶ岳成層火山噴

出物，黒富士岩脈・溶岩ドーム群，黒富士火砕流堆積物

とも，SiO

₂

量が増加するとともに，ほぼ直線的に減少す

る一連の変化トレンドを示す．

（5）Al

2

O

3

・CaO・MnO

Al

2

O

3

量は，SiO

2

量が増加するとともにやや減少する

傾向がある（Fig.6）．ただし，黒富士火砕流堆積物には

やや高い値を示すものも含まれ，値がやや分散する．安

山岩質の黒富士岩脈・溶岩ドーム群および黒富士火砕流

堆積物

4 の玄武岩質安山岩質スコリアはやや低い値を有

する．CaO量およびMnO量は，SiO

2

量が増大すると減

Fig.3 SiO2 variation diagrams for TiO2 and P2O5 contents. 1: Kurofuji pyroclastic ﬂow deposit 1; 2: Kurofuji pyroclastic ﬂow deposit 2;

3: Kurofuji pyroclastic flow deposit 3; 4: Kurofuji pyroclastic flow deposit 4; 5: Kurofuji pyroclastic flow deposit 5; 6: Kurofuji dikes and lava dome group; 7: Yoroi-iwa pyroclastiv flow deposit; 8: Yoroi-iwa lava; 9: Onna-iwa lava; 10: Kanagatake lava

(9)

である．黒富士火砕流堆積物

4 と鎧岩火砕流堆積物の一

部は，SiO

2

量が増加すると

Rb量が急激に増大する傾向

を示す．また，茅ヶ岳成層火山のグループでは，SiO

2

量

が増加しても

Rb量はほとんど変化しないか，むしろ減

少する傾向を有する．

Ba量は，相対的にSiO

2

量に乏しい茅ヶ岳成層火山の

金ヶ岳溶岩，女岩溶岩および鎧岩溶岩よりも相対的に

SiO

2

量に富む黒富士火砕流堆積物，黒富士岩脈・溶岩

ドーム群の方が高い値を示す（Fig.8）．

Sr量はSiO

2

量が増加するとやや減少する傾向を示す

（Fig.8）．

（2）Zr・Nb・Y

Zr量は，SiO

2

量が増加すると増大する傾向を示すが，

黒富士火砕流堆積物や黒富士岩脈・溶岩ドーム群の方

が，茅ヶ岳成層火山噴出物と比べて全体としてやや高い

球，

50kv，50mAであり，粉末ペレット法を用いた．測定

誤差は，

Rb＝±3.46ppm，Sr＝±11.8ppm，Ba＝±23.4ppm，

Y＝±1.77ppm，Zr＝±9.68ppm，Nb＝±1.78ppm，Cr＝±

10.4ppm，Ni＝±1.69ppm，Sc＝±1.8ppm，V＝±8.92ppmで

ある．

6-2．微量元素組成

（1）Rb・Ba・Sr

Rb量は，SiO

2

変化図上で大きく

3 つのグループに区

分される（Fig.8）．（1） SiO

2

62wt.％以上でRb量に乏しい

黒富士火砕流堆積物

4，5 および鎧岩火砕流堆積物の一

部からなるグループ，（2） SiO

2

62 wt.％以上でRb量に富

む他の黒富士火砕流堆積物，鎧岩火砕流堆積物および黒

富士岩脈・溶岩ドーム群からなるグループ，（3）両者の

中間に位置する

SiO

2

64 wt.％以下の茅ヶ岳成層火山の

金ヶ岳溶岩，女岩溶岩および鎧岩溶岩からなるグループ

Fig.4 SiO2 variation diagrams for Na2O and K2O contents. 1: Kurofuji pyroclastic ﬂow deposit 1; 2: Kurofuji pyroclastic ﬂow deposit 2;

3: Kurofuji pyroclastic flow deposit 3; 4: Kurofuji pyroclastic flow deposit 4; 5: Kurofuji pyroclastic flow deposit 5; 6: Kurofuji dikes and lava dome group; 7: Yoroi-iwa pyroclastiv flow deposit; 8: Yoroi-iwa lava; 9: Onna-iwa lava; 10: Kanagatake lava; High-K: high-K series; Medium-K: medium-K series; Low-K: iow-K series

(10)

富む（Fig. 10）．

（

4）V・Sc・Cu・Zn・Ga

V量，Sc量，Cu量，Zn量は，いずれもSiO

2

量が増加

するにつれて減少する一連の組成変化トレンドを示す

（Fig. 11）．Ga量はSiO

2

量が増加してもほとんど減少し

ない．

7 ．液相濃集元素比

（1）Rb/Zr 比・Rb/Nb 比・Rb/Y 比・Rb/Ba 比

Rb/Zr比，Rb/Nb比，Rb/Y比，Rb/Ba比は 3 つのグ

ループに区分される（Fig. 12）．最も高い比の値を示す

のは黒富士火砕流堆積物

1，2，3 および黒富士火砕流堆

積物

4，5 の一部，黒富士岩脈・溶岩ドーム群，次に高

い比の値を示すのは金ヶ岳溶岩，女岩溶岩，鎧岩溶岩，

最も低い比の値を示すのは黒富士火砕流堆積物

4，5 お

値を有する（Fig.9）．

Nb量も，SiO

2

両が増加するとやや増大する傾向を示

すが，黒富士火砕流堆積物や黒富士岩脈・溶岩ドーム群

の方が，茅ヶ岳成層火山噴出物と比べて全体としてやや

高い値を有する（Fig.9）．

Y量は，SiO

2

量が増加するとやや減少する傾向を示す

（Fig.9）．

（3）Ni・Cr

Ni量はSiO

2

量が増加するにつれてやや減少する傾向

を示すが，黒富士岩脈・溶岩ドーム群の安山岩や黒富士

火砕流堆積物

4の玄武岩質安山岩質スコリアはNi量に

富む（Fig. 10）．

Cr量もSiO

2

量が増加するにつれてやや減少する傾向

を示すが，黒富士岩脈・溶岩ドーム群の安山岩や黒富士

火砕流堆積物

4 の玄武岩質安山岩質スコリアはCr量に

Fig.5 SiO2 variation diagrams for MgO and FeO* contents. 1: Kurofuji pyroclastic ﬂow deposit 1; 2: Kurofuji pyroclastic ﬂow deposit

2; 3: Kurofuji pyroclastic flow deposit 3; 4: Kurofuji pyroclastic flow deposit 4; 5: Kurofuji pyroclastic flow deposit 5; 6: Kurofuji dikes and lava dome group; 7: Yoroi-iwa pyroclastiv flow deposit; 8: Yoroi-iwa lava; 9: Onna-iwa lava; 10: Kanagatake lava

(11)

よび鎧岩火砕流堆積物の一部である．

（2）Ba/Zr 比・Ba/Nb 比・Ba/Y 比

Ba/Zr比およびBa/Nb比では，黒富士火砕流堆積物，

黒富士岩脈・溶岩ドーム群および茅ヶ岳成層火山噴出物

は幅はあるがほぼ同じような値を示し，黒富士火砕流堆

積物，黒富士岩脈・溶岩ドーム群の方が

Ba量，Nb量，

Zr量に富む（Fig. 13）．Ba/Y比では，黒富士火砕流堆積

物および黒富士岩脈・溶岩ドーム群の方が，鎧岩火砕流

堆積物を除く茅ヶ岳成層火山噴出物よりも高い値を示す

（Fig. 13）．

（3）Zr/Nb 比・Zr/Y 比・Nb/Y 比

Zr/Nb比では，黒富士火砕流堆積物，黒富士岩脈・

Fig.6 SiO2 variation diagrams for Al2O3, CaO and MnO contents. 1: Kurofuji pyroclastic ﬂow deposit 1; 2: Kurofuji pyroclastic ﬂow

deposit 2; 3: Kurofuji pyroclastic flow deposit 3; 4: Kurofuji pyroclastic flow deposit 4; 5: Kurofuji pyroclastic flow deposit 5; 6: Kurofuji dikes and lava dome group; 7: Yoroi-iwa pyroclastiv flow deposit; 8: Yoroi-iwa lava; 9: Onnaiwa lava; 10: Kanagatake lava

(12)

溶岩ドーム群および茅ヶ岳成層火山噴出物は幅はある

がほぼ同じような値を示し，黒富士火砕流堆積物，黒

富士岩脈・溶岩ドーム群の方が

Nb量およびZr量に富む

（Fig. 14）．Zr/Y比およびNb/Y比では，黒富士火砕流堆

積物および黒富士岩脈・溶岩ドーム群の方が，鎧岩火砕

流堆積物を除く茅ヶ岳成層火山噴出物よりも高い値を示

す（Figs. 13 and 14）．

（4）Sr/Y vs. Y

Sr/Y vs. Y図では，黒富士火砕流堆積物，黒富士岩

脈・溶岩ドーム群はすべてアダカイトの組成を示す

（Fig. 15）．茅ヶ岳成層火山噴出物も同じくアダカイトの

領域の組成を有するが，ややY量に富む．

8 ．議論

（1）黒富士火砕流堆積物における low-K 系列デイサイ

トと

medium-K 系列デイサイトの関係

黒富士火砕流堆積物は大部分がmedium-K系列である

が，黒富士火砕流堆積物

4 および 5 の一部にlow-K系列

のものが含まれる（Fig.4）．両者はRb/Zr比やRb/Y比

が大きく異なるが（Fig. 12），これはYやZrの分配係数

の大きな角閃石の結晶分化作用によって説明できる可能

性がある．しかし，Rb/Nb比やRb/Ba比の違いは角閃

石の結晶分化作用によっては説明が困難である（Fig. 12）．

したがって，この場合K

2

OやRbに富むデイサイト質マ

グマとこれに乏しいデイサイト質マグマが独立に存在

していた可能性が高い．両者は部分的にマグマ混合し，

中間の値を示すマグマを形成したものと考えられる

（Fig.16）．

（2）茅ヶ岳成層火山の金ヶ岳溶岩，女岩溶岩，鎧岩溶

岩における

low-K 系列デイサイトの成因

茅ヶ岳成層火山を構成する金ヶ岳溶岩，女岩溶岩，鎧

岩溶岩のうち

SiO

2

58wt.％以上のものは，SiO

2

量の増加

にとともに

K

2

O量の値がやや減少し，medium-K系列か

らlow-K系列に変化する（Fig.4）．斜長石，斜方輝石，

単斜輝石，角閃石などによる結晶分化作用では，SiO

2

量

の増加に伴って液相に分配される

K

2

O量やRb量は増加

することはあっても減少することは考えられない．すな

わち，medium-K系列の安山岩とlow-K系列の珪長質安

山岩～デイサイトは，結晶分化作用を介した親子関係の

ない異なるマグマである可能性が高いと考えられる．

（3）黒富士火砕流堆積物および黒富士岩脈・溶岩ドー

ム群における高

MgO 安山岩について

Fig.7 FeO*/MgO vs. SiO2 diagram. 1: Kurofuji pyroclastic ﬂow deposit 1; 2: Kurofuji pyroclastic ﬂow deposit 2; 3: Kurofuji pyroclastic

flow deposit 3; 4: Kurofuji pyroclastic flow deposit 4; 5: Kurofuji pyroclastic flow deposit 5; 6: Kurofuji dikes and lava dome group; 7: Yoroi-iwa pyroclastiv flow deposit; 8: Yoroi-iwa lava; 9: Onna-iwa lava; 10: Kanagatake lava; TH: tholeiitic rock-series; CA: calc-alkaline rock-series

(13)

定の角閃石斑晶が高温苦鉄質マグマと接することによっ

て形成されたものであり，また，高い

Ni量はかんらん

石に，高いCr量はかんらん石に含まれるクロムスピネ

ルに，それぞれ由来するものと考えられる．高

MgO安

山岩のうち，苦鉄質安山岩質スコリアおよび黒富士岩

脈・溶岩ドーム苦鉄質安山岩を形成したマグマは，デイ

サイト質端成分マグマに比べて高

MgO苦鉄質端成分マ

グマの混合比率が高かったものと推定される（Fig.17）．

黒富士火砕流堆積物

4 のスコリアと黒富士岩脈・溶岩

ドーム群は

MgO量，Ni量およびCr量に富む（Fig.5;

Fig. 10）．こうした安山岩の大部分は，分解した角閃石

斑晶を含み，かんらん石斑晶と石英斑晶が共存してい

る．これらは，MgO量に富みかんらん石斑晶を含む高

温の苦鉄質マグマと，角閃石斑晶と石英斑晶を含む低温

のデイサイト質マグマのマグマ混合によって形成された

可能性が高い（Fig. 17）．分解した角閃石斑晶は，低温安

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

52

54

56

58

60

62

64

66

0

20

10

0

100

400

800 wt.%

ppm

Rb

Ba

SiO

₂

30

600

0

40

300

400

200

Sr

50

200 1000

500

Fig.8 SiO2 variation diagrams for Rb, Sr and Ba. 1: Kurofuji pyroclastic flow deposit 1; 2: Kurofuji pyroclastic flow deposit 2; 3:

Kurofuji pyroclastic flow deposit 3; 4: Kurofuji pyroclastic flow deposit 4; 5: Kurofuji pyroclastic flow deposit 5; 6: Kurofuji dikes and lava dome group; 7: Yoroi-iwa pyroclastiv flow deposit; 8: Yoroi-iwa lava; 9: Onna-iwa lava; 10: Kanagatake lava

(14)

量に富む黒富士岩脈・溶岩ドーム群の珪長質安山岩が，

かんらん石斑晶を含む

MgO量に富む苦鉄質端成分マグ

マと角閃石斑晶および石英斑晶を含むデイサイト質端成

分マグマとのマグマ混合によって形成されたことは（3）

ですでに述べた．これに対して，MgO量に乏しい黒富

士火砕流堆積物の珪長質安山岩は，MgO量に乏しい苦

（

4）黒富士火砕流堆積物および黒富士岩脈・溶岩ドー

ム群の

medium-K 系列安山岩について．

黒富士火砕流堆積物および黒富士岩脈・溶岩ドーム群

を構成する

medium-K系列珪長質安山岩の大部分は分解

した角閃石斑晶を含んでおり，これらはマグマ混合に

よって形成されたことが示唆される．このうち，MgO

Fig.9 SiO2 variation diagrams for Zr, Nb and Y. 1: Kurofuji pyroclastic ﬂow deposit 1; 2: Kurofuji pyroclastic ﬂow deposit 2; 3: Kurofuji

pyroclastic flow deposit 3; 4: Kurofuji pyroclastic flow deposit 4; 5: Kurofuji pyroclastic flow deposit 5; 6: Kurofuji dikes and lava dome group; 7: Yoroi-iwa pyroclastiv flow deposit; 8: Yoroi-iwa lava; 9: Onna-iwa lava; 10: Kanagatake lava

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

52

54

56

58

60

62

64

66

0

40

20

0

2

8

15 wt.%

ppm

Zr

Nb

SiO

₂

60

10

0

80

6

5

Y

100

4

(15)

（6）全岩化学組成からみた黒富士火山のマグマ供給シ

ステムの進化

黒富士・茅ヶ岳火山の地下には，①K

2

O・Rb量に富

む

medium-K系列のデイサイト質マグマ，②K

2

O・Rb

量に乏しいlow-K系列のデイサイト質～珪長質安山岩質

マグマ，③

MgO量に富むマグマ混合を受けた玄武岩質

安山岩質～苦鉄質安山岩質マグマ，④

MgO量に乏しい

玄武岩質安山岩質～安山岩質マグマ，といった少なくと

も

4 種類の異なるマグマが存在していた（Figs. 16 and

17）．黒富士火砕流堆積物の噴出期には，黒富士火砕流

堆積物

1～3 では① および① と④ がマグマ混合して形

成された珪長質安山岩質マグマ⑤が噴出した（Fig.16）．

一方，黒富士火砕流堆積物

4～5 では，①，② および

③ ，さらに ① と ④ が混合して形成された

MgO量に乏し

い珪長質安山岩質マグマ ⑤ が噴出した．また，黒富士岩

鉄質端成分マグマと

medium-K系列のデイサイト質端成

分マグマとのマグマ混合によって形成されたことが考え

られる（Fig.17）．

（5）茅ヶ岳成層火山金ヶ岳溶岩の K

2

O 量

茅ヶ岳成層火山を構成する金ヶ岳溶岩は，SiO

₂

量が

53～63 wt.％の玄武岩質安山岩～安山岩であるが，K

2

O，

Na

2

O （Fig.4）， P

2

O

5

（Fig.3）， Rb， Sr （Fig.8）などの液相

濃集元素量に大きなばらつきがみられる．このようなば

らつきは，単一の親マグマの結晶分化作用では説明が難

しく，こうした元素に富む地殻物質あるいは地殻物質起

源マグマを様々な割合で同化あるいは混合した結果であ

る可能性がある．これを確かめるためには，同位体組成

による検討などが必要であろう．

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

52

54

56

58

60

62

64

66

0

40

20

0

100

400 wt.%

ppm

Ni

Cr

SiO

₂

60

80

300

100

200

120

500

Fig.10 SiO2 variation diagrams for Ni and Cr. 1: Kurofuji pyroclastic ﬂow deposit 1; 2: Kurofuji pyroclastic ﬂow deposit 2; 3: Kurofuji

pyroclastic flow deposit 3; 4: Kurofuji pyroclastic flow deposit 4; 5: Kurofuji pyroclastic flow deposit 5; 6: Kurofuji dikes and lava dome group; 7: Yoroi-iwa pyroclastiv flow deposit; 8: Yoroi-iwa lava; 9: Onna-iwa lava; 10: Kanagatake lava

(16)

52

54

60

62

66

64

56

58

0

40

20

5

0 wt.%

ppm

Zn

Ga

SiO

2

60

80

15

100

10

52

54

60

62

66

64

56

58

0

100

50

40

10

0

120 wt.%

ppm

V

Sc

SiO

2

150

90

0

200

30

60

30 Cu

250

50

20

150

123456789

10

Fig.11 SiO2 variation diagrams for V, Sc, Cu, Zn and Ga. 1: Kurofuji pyroclastic ﬂow deposit 1; 2: Kurofuji pyroclastic ﬂow deposit 2; 3:

Kurofuji pyroclastic flow deposit 3; 4: Kurofuji pyroclastic flow deposit 4; 5: Kurofuji pyroclastic flow deposit 5; 6: Kurofuji dikes and lava dome group; 7: Yoroi-iwa pyroclastiv flow deposit; 8: Yoroi-iwa lava; 9: Onna-iwa lava; 10: Kanagatake lava

(17)

はみられなかった．以上のように，黒富士・茅ヶ岳火山

では，7 種類の異なるマグマ・グループが活動していた

ことになる．

時間変化をみると，① と ⑤ の噴出（黒富士火砕流堆

積物

1～3） →①，②，③ および⑤ の噴出（黒富士火砕

流堆積物

4～5） →①，③ および⑥ の貫入・噴出（黒富

士岩脈・溶岩ドーム群）

→①および②の噴出（茅ヶ岳成

層火山鎧岩火砕流堆積物）

→②，④ および⑦ の噴出

脈・溶岩ドーム群の噴出期には，① と ③ が存在し，①

と ③ が混合して形成された

MgO量に富む珪長質安山岩

質マグマ ⑥ が貫入・噴出した（Fig.16）．これに対して，

茅ヶ岳成層火山期では，最初期の鎧岩火砕流堆積物では

① と ② が噴出し，鎧岩溶岩および金ヶ岳溶岩形成期に

は，② と ④ および ② と ④ が混合して形成された

low-K

系列と

medium-K系列の中間組成の珪長質安山岩⑦ が

噴出した（Fig.16）．女岩溶岩では，このうちの② の活動

Fig.12 Rb vs. Zr, Rb vs. Nb, Rb vs. Y and Rb vs.Ba diagrams. 1: Kurofuji pyroclastic flow deposit 1; 2: Kurofuji pyroclastic flow deposit 2; 3: Kurofuji pyroclastic flow deposit 3; 4: Kurofuji pyroclastic flow deposit 4; 5: Kurofuji pyroclastic flow deposit 5; 6: Kurofuji dikes and lava dome group; 7: Yoroi-iwa pyroclastiv flow deposit; 8: Yoroi-iwa lava; 9: Onna-iwa lava; 10: Kanagatake lava

(18)

て，金ヶ岳・女岩溶岩はよりY量に富む組成を有する．

アダカイトは高いSr/Y比を示し，Y量に乏しい特徴

を持つ．こうした化学的特徴は，斜長石に乏しいかこれ

を含まず，ざくろ石や角閃石に富む岩石が部分融解する

ことによって生まれる（Defant and Drummond, 1990な

ど）．すなわち，こうした岩石が部分融解すると，Srの

分配係数が大きい斜長石に乏しいかこれを含まないため

Srはそのほとんどがメルトに濃集する一方，Yの分配係

（茅ヶ岳成層火山鎧岩溶岩，女岩溶岩，金ヶ岳溶岩）の

順にマグマ活動が推移して行ったことがわかる．

（7）アダカイト質マグマの成因

黒富士・茅ヶ岳火山の噴出物の全岩化学組成はSr/Y

vs. Y図（Defant et al.,1991）上でアダカイトの領域にプ

ロットされる（Fig. 15）．黒富士火砕流堆積物，黒富士岩

脈・溶岩ドーム群，鎧岩火砕流堆積物・鎧岩溶岩に比べ

Fig.13 Ba vs. Zr, Ba vs. Nb and Ba and Y and Nb vs. Y diagrams. 1: Kurofuji pyroclastic flow deposit 1; 2: Kurofuji pyroclastic flow deposit 2; 3: Kurofuji pyroclastic flow deposit 3; 4: Kurofuji pyroclastic flow deposit 4; 5: Kurofuji pyroclastic flow deposit 5; 6: Kurofuji dikes and lava dome group; 7: Yoroi-iwa pyroclastiv flow deposit; 8: Yoroi-iwa lava; 9: Onna-iwa lava; 10: Kanagatake lava

(19)

Fig.14 Zr vs. Nb and Zr vs. Y diagrams. 1: Kurofuji pyroclastic flow deposit 1; 2: Kurofuji pyroclastic flow deposit 2; 3: Kurofuji pyroclastic flow deposit 3; 4: Kurofuji pyroclastic flow deposit 4; 5: Kurofuji pyroclastic flow deposit 5; 6: Kurofuji dikes and lava dome group; 7: Yoroi-iwa pyroclastiv flow deposit; 8: Yoroi-iwa lava; 9: Onna-iwa lava; 10: Kanagatake lava

Fig.15 Sr/Y vs. Y diagram (Defant et al.,1991). 1: Kurofuji pyroclastic flow deposit 1; 2: Kurofuji pyroclastic flow deposit 2; 3: Kurofuji pyroclastic flow deposit 3; 4: Kurofuji pyroclastic flow deposit 4; 5: Kurofuji pyroclastic flow deposit 5; 6: Kurofuji dikes and lava dome group; 7: Yoroi-iwa pyroclastiv flow deposit; 8: Yoroi-iwa lava; 9: Onna-iwa lava; 10: Kanagatake lava; TTD: trondhjemite-tonalite-dacite; ADR: andesite-dacite-rhyolite

(20)

Fig.16 K2O vs. SiO2 diagram showing the relationships among

low-K felsic andesite to dacite ② , felsic andesite intermediate between low-K and medium-K series ⑦, medium-K felsic andesite ⑤ ⑥ to dacite ① , and medium-K maﬁc andesite ③ ④. Dashed lines indicate magma mixing trend of two different kind of magmas.

Fig.17 MgO vs. SiO2 diagram showing the relationships

among high MgO maﬁc andesite ③, high MgO felsic andesite ⑥ , low MgO mafic andesite ④ , low MgO felsic andesite ⑤ ⑦, and dacite ① ②. Dashed line indicate magma mixing and an arrow denotes the path in which high MgO basalt produced low MgO mafic andesite by crystallization differentiation.

Fig.18 Schematic illustration showing the process of generation of adakitic magma by melting of crustal rocks comprising the upper surface of subducting Phillipine sea plate.

(21)

数が大きいざくろ石や角閃石が融け残るためメルトは

Y

に乏しくなる．結果として，Sr/Y比が高く，Y量に乏し

いマグマが形成される．斜長石に乏しいかこれを含ま

ず，一方でざくろ石や角閃石に富んでいる岩石の代表的

なものが，エクロジャイトやざくろ石角閃岩である．こ

れらは玄武岩が高圧変成作用を受けることによって形成

される．沈み込んだ海洋プレートの上面の玄武岩質火成

岩からなる海洋地殻は，変成作用を受けてエクロジャイ

トやざくろ石角閃岩に変化していると考えられる．こう

した岩石が部分融解すると，アダカイト質のマグマが生

成される．黒富士火山・茅ヶ岳成層火山の噴出物がアダ

カイト質であるのは，これらの噴出物を形成したマグマ

が，沈みこんだ海洋地殻の部分融解によって生成された

ことを示唆している．

黒富士火山・茅ヶ岳成層火山の地下40 kmにフィリピ

ン海プレートの上面が存在する（Fig.1）．そこでは本州

の大陸地殻とフィリピン海プレート上面の地殻を構成す

る火成岩類が直接に接している．これらのエクロジャイ

ト化あるいはざくろ石角閃岩化した火成岩類が部分融解

すれば，アダカイト質マグマが形成される（Fig. 18）．

黒富士火山・茅ヶ岳成層火山のアダカイト質デイサイト

の原岩は，こうした沈みこんだフィリピン海プレート上

面を構成する変成玄武岩質火成岩である可能性が高い．

一方，黒富士火山・茅ヶ岳成層火山のアダカイト質デイ

サイトよりも

Y量に富む茅ヶ岳成層火山の苦鉄質安山岩

については，Y量に富みSr/Y比の低い太平洋プレート

起源の苦鉄質マグマが，こうした

Yに乏しくSr/Y比の

高いアダカイト質デイサイト質マグマあるいはそれが固

化したアダカイト質火成岩を，様々な割合で取り込むこ

とによって形成された可能性がある．ただし，これらの

アダカイト質苦鉄質マグマには，P

2

O

5

のように，噴出

している黒富士火山のアダカイト質デイサイト質マグマ

を混合しただけでは説明がつかない元素も含まれている

ので，黒富士火山噴出物とは異なる組成のアダカイト質

マグマの混合あるいはアダカイト質火成岩の同化を考え

る必要があるかもしれない．

黒富士火山・茅ヶ岳成層火山が噴出した地域では，

2.4～1.7 Maの年代を示す水ヶ森安山岩質単成火山群が

活動しているが，これらはアダカイト質ではない（金丸

他，

2011）．したがって，1.7Maから1.0Maの間に，本地

域の直下に沈み込んだフィリピン海プレートが到達し，

それらが黒富士火山・茅ヶ岳成層火山を形成したマグマ

の生成に関与した可能性が考えられる．

9 ．まとめ

（1）黒富士火砕流堆積物1は安山岩～デイサイト（60

～67 wt.％SiO

2

），黒富士火砕流堆積物

2はデイサイト

（63～67 wt.％SiO

2

），黒富士火砕流堆積物

3は安山岩～

デイサイト（58～66 wt.％SiO

2

），黒富士火砕流堆積物

4 は安山岩～デイサイト（55～67 wt.％SiO

2

），黒富士火砕

流堆積物5は安山岩～デイサイト（61～67 wt.％SiO

2

），

黒富士岩脈・溶岩ドーム群は安山岩～デイサイト（56～

67 wt.％SiO

₂

），茅ヶ岳成層火山の鎧岩火砕流堆積物は安

山岩～デイサイト（60～67 wt.％SiO

2

），鎧岩溶岩は安山

岩（56～64 wt.％SiO

2

），女岩溶岩は玄武岩質安山岩～安

山岩（54～61 wt.％SiO

2

），金ヶ岳溶岩は玄武岩質安山岩

～安山岩（53～63 wt.％SiO

2

）

である．

（2）黒富士・茅ヶ岳火山噴出物を形成したマグマは，

①

medium-K系列デイサイト，②low-K系列珪長質安山

岩～デイサイト，③高

MgO混合苦鉄質安山岩質マグ

マ，④ 低MgO玄武岩質安山岩質～苦鉄質安山岩質マグ

マ，① と ④ の混合した珪長質安山岩質マグマ ⑤ ，① と

③ の混合した珪長質安山岩質マグマ ⑥ ，② と ④ の混合

した珪長質安山岩質マグマ ⑦ の，7種の異なるマグマ・

グループからなる．

（3）黒富士・茅ヶ岳火山では，① と ⑤ のマグマの噴

出（黒富士火砕流堆積物 1～3） →①，②，③ および⑤

のマグマの噴出（黒富士火砕流堆積物 4～5） →①，③

および ⑥ のマグマの貫入・噴出（黒富士岩脈・溶岩ドー

ム群）

→①および②のマグマの噴出（茅ヶ岳成層火山鎧

岩火砕流堆積物）→②，④，⑦ のマグマの噴出（茅ヶ

岳成層火山鎧岩溶岩，女岩溶岩，金ヶ岳溶岩）

の順にマ

グマ活動が推移した．

（4）デイサイト質マグマはアダカイト質であり，沈み

こんだフィリピン海プレート上面の苦鉄質火成岩の部分

融解によって形成された可能性が高い．

（5）苦鉄質安山岩質マグマは太平洋プレートの沈み込

みに関連して形成された苦鉄質マグマに，組成の異なる

アダカイト質物質が様々な程度に関与して生成された可

能性がある．

謝辞本研究を進めるに当たり，茨城大学理学部元教授池田幸雄氏には多くの御議論・御援助をいただいた．東京大学地震研究所元教授荒牧重雄氏および藤井敏嗣氏には，XRF分析装置使用の際にお世話いただいた．また，山梨大学教育学部元教授石田　高氏には，黒富士・茅ヶ岳火山について御教示いただくとともに，現地調査の際に様々の御援助をいただいた．以上の方々に感謝の意を表したい．

(22)

Defant, M. J. and Drummond, M. S. （1990） Derivation of some modern arc magmas by melting of young subducted litho-sphere. Nature, 347, 662-665

Defant, M. J., Richerdson, P. M., De Boer, J. Z., Stewert, R. H., Maury, R.C., Bellon, H., Drummond, M.S., Feigenson, M.D. and Jackson, T.E. （1991） Dacite genesis via both slab melting and differentiation: petrogenesis of La Yaguada volcanic complex, Panama. J. Petrol., 32, 1101-1142 Ichiki, M. （1926） Volcano Kayagatake. Bull. Earthq. Res. Inst.,

7, 355-380 金丸龍夫・高橋正樹・黒沢大陸（2011）：甲府北部新第三紀～第四紀更新世前期火成岩類全岩化学組成の時間変化．日本大文理学部自然科学研究所研究紀要，46，115-131. 三村弘二（1967）：黒富士火山の火山層序学的研究．地球科

引用文献

学，21，1-10 三村弘二（1972）：黒富士火山地域火砕流および降下軽石記載Ⅰ．第四紀研究，11，318-319 三村弘二・加藤祐三・片山正人（1984）：御岳昇仙峡地域の地質．地域地質研究報告（5 万分の 1 図幅）．地質調査所，61P. 三村弘二・柴田　賢・内海　茂（1994）：黒富士火山と甲府盆地北方に分布する火山岩類の火成活動とK-Ar年代．岩鉱，89，15-20.

Nakajima, J. and Hasegawa, A. （2007） Subduction of the Phil-ippine Sea plate beneath southwestern Japan: Slab geome-try and its relationship to arc magmatism. J. Geophys Res.,

日本大学文理学部自然科学研究所研究紀要 No.47 (2012)pp 黒富士火山噴出物の全岩化学組成 分析データ 142 個の総括 高橋正樹 * 黒沢大陸 ** * 金丸龍夫 Whole-rock Chemistry for Eruptive Products of Kurofuji

分析値を総括し，黒富士火山におけるマグマ化学組成の

時間変化について検討したい．

2 ．これまでの研究

Ichiki （1929） は黒富士火山 （茅ヶ岳火山） について地

質学的記載を行ったが，黒富士火砕流堆積物については

山麓を構成する凝灰角礫岩として一括しており，その起

源については明確に述べていない．黒富士火山の地質学

的研究を行い，その形成史を初めて詳細に明らかにした

のは三村 （1967） である．三村 （1967） は黒富士火山を特

徴づける大規模な火砕流堆積物を中心に火山層序学的研

究を行い，噴出順に，黒富士火砕流堆積物，黒富士岩脈

1 ．はじめに

甲府盆地の北北西に位置する黒

富

士 （黒富士・茅

ヶ

岳

）

火山は，八ヶ岳火山群と富士火山に挟まれた火山フロン

ト上の現在は活動を停止している第四紀火山である

（Fig.1）．黒富士火山は，100万年前～50万年前に活動し

た，火砕流堆積物，溶岩ドームおよび関連した岩脈群か

らなる黒富士火山と，20万年前頃に活動した小型成層火

山からなる茅ヶ岳火山から構成される．黒富士火山は，

南北

24 km，東西18 kmにわたる地域を覆い，総噴出量

は

35 km

以上におよぶ．ここでは，これまでに得られた

142個余りの全岩主化学組成分析値および微量元素組成

高橋 正樹

・黒沢 大陸

・金丸 龍夫

黒富士火山噴出物の全岩化学組成

―分析データ

142個の総 括―

Whole-rock Chemistry for Eruptive Products of Kurofuji Volcano, Central Japan:

Summary of 142 Analytical Data

Masaki TAKAHASHI

, Tairiku KUROSAWA

and Tatsuo KANAMARU

群，そして茅ヶ岳火山岩の

3 つに大別した．また，黒富

士火砕流堆積物を，挟在する降下火砕堆積物や湖沼性堆

積物，泥流堆積物の存在から，

5 つの活動期に区分した．

さらに，こうした大規模な火砕流堆積物の噴出にもかか

わらず，黒富士火山では明瞭なカルデラは形成されてい

ないことから，火砕流堆積物はカルデラ形成を伴うこと

なく，一種の割れ目噴火によって噴出したと考えた．黒

富士岩脈群については，黒富士北部を中心とした放射状

岩脈や岩脈に随伴する溶岩ドーム群の存在を明らかにし

た．一方，最後に噴出した茅ヶ岳火山岩は，溶岩流，火

砕岩，溶岩ドームからなる茅ヶ岳成層火山を形成してい

たことを明確にした．また，三村 （1972） は黒富士火山の

降下軽石堆積物について記載している．三村他 （1982）

は黒富士火砕流堆積物の下部にスコリア流堆積物を報告

し，さらにこれまで黒富士火砕流堆積物に含めていた鎧

岩

火砕流堆積物や鎧岩溶岩を，茅ヶ岳成層火山の最下位

として位置付けた．また，古地磁気データから黒富士火

砕流堆積物の噴出年代を松山逆地磁気期のハラミヨ・イ

ベントに同定し，最初期の火砕流堆積物から

1.0Maの

K-Ar年代を報告している （三村他，1994）．三村他 （1994）

は黒富士岩脈・溶岩ドーム群および茅ヶ岳成層火山の

K-Ar年代が，それぞれ0.5Maと0.2Maであることを明

らかにし，黒富士岩脈・溶岩ドーム群と茅ヶ岳成層火山

の間に数

10万年以上の長い休止期が存在していたこ

と，また

5 回にわたる黒富士火砕流堆積物が，平均する

と10万年に 1 回程度の間隔で噴出した可能性を示した．

3 ．黒富士火山の地質と形成史

ここでは，三村 （1967） および三村他 （1984） によって

明らかにされた黒富士火山の地質と形成史をもとに，さ

らに著者らの地質調査の結果を加味して述べることにす

る．黒富士火山は，黒富士火砕流堆積物，黒富士溶岩

ドームおよび岩脈群，茅ヶ岳成層火山に大別される

日本大学文理学部自然科学研究所研究紀要 No.47 (2012)pp 黒富士火山噴出物の全岩化学組成分析データ 142 個の総括高橋正樹 * 黒沢大陸 ** * 金丸龍夫 Whole-rock Chemistry for Eruptive Products of Kurofuji

Ichiki （1929）は黒富士火山（茅ヶ岳火山）について地

のは三村（1967）である．三村（1967）は黒富士火山を特

士（黒富士・茅

_{以上におよぶ．ここでは，これまでに得られた}

高橋　正樹

_{・黒沢　大陸}

_{・金丸　龍夫}

142個の総括―

_{, Tairiku KUROSAWA}

_{and Tatsuo KANAMARU}

たことを明確にした．また，三村（1972）は黒富士火山の

降下軽石堆積物について記載している．三村他（1982）

K-Ar年代を報告している（三村他，1994）．三村他（1994）

ここでは，三村（1967）および三村他（1984）によって

K-Ar年代は1.03Maである（三村他，1994）．黒富士火砕

0.5MaのK-Ar年代を有する（三村他，1994）．黒富士火

_{余りと，黒富}

0.2MaのK-Ar年代を有する（三村他，

_{以上である．}

の湖沼性堆積物を挟んで（Photograph D），1 枚の層厚