万年前以降に活動を始めた茶臼岳火山は，15世紀に現 在の山頂溶岩ドームを噴出した活火山であり，その噴火 は観光地として開発の進んだ茶臼岳やその山麓地域に大 きな火山災害をもたらす危険性がある。那須茶臼岳火山 に関してはすでに多くの研究がなされているが，ここで は地質調査と新たに分析した114個余りの全岩主化学組 成分析値の視点からその形成史の再検討を試みた。
2 ．これまでの研究
那須火山の研究は，松田 （1901） による震災予防調査会1 ．はじめに
那須火山は，関東地方の北部，栃木県と福島県の県境 付近に位置する活動的な第四紀火山である （Fig. 1）。那 須火山は南北約20kmにわたって分布する火山群で，北 から二ふたまた岐山 （約12万年前），甲か っ し子旭岳 （大おおしろ白森もり火山，鎌かま 房 ふさ 山火砕流堆積物を含む） （約54～42万年前），三本槍岳 （約36～27万年前），朝日岳 （約17～7万年前），茶ちゃうす臼岳 （約1.6万年前～現在），南みなみ月がっさん山 （約21～6万年前） などの 中小成層火山からなる （伴・高岡，1995）（Fig. 2）。1.6高橋 正樹
＊・中島 洋一
＊＊・安井 真也
＊・金丸 龍夫
＊・南雲 旭
＊＊＊Whole-rock major element chemistry for the eruptive products of Nasu-Chausu volcano, northeast Japan is studied based on newly obtained 114 analytical data. The Nasu-Chausu volcano is a small to intermediate scale polygenetic com-posite volcano with areal dimension of 3×1.5km, which is a young volcano and active since 16ka. The volcanic rocks of Nasu-Chausu volcano are calc-alkaline low- to medium-K andesite. The SiO2 content ranges from 55 to 65wt.％. The major
elemental chemical compositions of eruptive products of the Nasu-Chausu volcano show nearly the same compositional trends on silica variation diagrams, except for those of the Osawa pyroclastic flow deposit (OSFL), eastern lava 2 (LE2), older lava dome (OD), Ozawa debris avalanche deposit (OZDA) and southern lava (SL). The whole-rock major elemental chemical compositions of LE2 and OD are similar and probably the products of the same eruptive episode. It is concluded by the field geological evidences and whole-rock major element chemistry that the eruptive history of lavas of Nasu-Chausu volcano comprises following six stages: Stage 1 (OSFL and related lava), Stage 2 (eastern lava 1 (LE1)), Stage 3 (LE2 and OD), Stage 4 (LS), Stage 5 (eastern lava 3 (LE3), eastern lava 4 (LE4), northern lava (NL), Chausu pyroclastic rocks 1 (CP1), Chausu pyroclastic rocks 2 (CP2) and Chausu pyroclastic rocks 3 (CP3)), and Stage 6 (summit lava dome (SD) and western lava (LW)). The lavas of Stage 5 show unique appearance and are inferred to be clastogenic, probably produced by a kind of Vulcanian to Stromborian eruptions with unique mode.
Keywords: Nasu volcano, Chausudake volcano, lava dome, pyroclastic flow deposit, clastogenic lava, stratovolcano,
andesite
那須茶臼岳火山噴出物の全岩主化学組成
―分析データ
114個の総括―
Whole-rock Major Element Chemistry for Eruptive Products of the Nasu-Chausu Volcano,
Northeast Japan: Summary of 114 Analytical Data
Masaki TAKAHASHI
＊, Yoichi NAKAJIMA
＊＊, Maya YASUI
＊, Tatsuo KANAMARU
＊and Akira NAGUMO
＊＊＊（Accepted November 11, 2015）
日本大学文理学部自然科学研究所研究紀要 No.51 （2016） pp.129－177
＊ Department of Geosystem Sciences, College of Humanities and
Sciences, Nihon University: 3-25-40 Sakurajosui, Setagaya-ku, Tokyo, 156-8550, Japan
＊＊ Department of Earth Science, Faculty of Science, Ibaraki University:
2-1-1 Bunkyo, Mito 310-8562, Japan
＊＊＊ Graduate School of Integrated Basic Sciences, Nihon University:
3-25-40 Sakurajosui, Setagaya-ku, Tokyo 156-8550, 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 ＊＊ 元茨城大学理学部地球科学科： 〒310-8562 茨城県水戸市文京2-1-1 ＊＊＊ 元日本大学大学院総合基礎科学研究科： 〒156-8550 東京都世田谷区桜上水3-25-40
高橋 正樹・中島 洋一・安井 真也・金丸 龍夫・南雲 旭
の報告に始まる。那須火山の岩石学的研究としては，加 藤 （1964），伴・他 （1987），伴 （1991），Ban and Yamamoto （2002） などがある。加藤 （1964） は那須火山噴出物の全 岩主化学組成の全体像を初めて示し，伴・他 （1987） は 同じく全岩微量元素組成を初めて明らかにした。伴 （1991） は那須火山群の南月山火山噴出物の岩石学的検 討を行った。Ban and Yamamoto （2002） は，那須茶臼岳 火山噴出物の岩石学的検討を行い，茶臼岳火山を構成す る安山岩が，SiO267wt.％，温度900～800℃のデイサイ ト質マグマと，SiO252wt.％，温度 1100℃以上の玄武岩 質マグマとのマグマ混合によって形成されたことを明ら かにした。また，伴・高岡 （1995） はK-Ar法による那須 火山群の放射年代を報告し，那須火山群の活動は，約 50万年前の北部の甲子・旭岳火山から始まり，約30万 年前の三本槍岳火山，約20～10万年前の朝日岳および 南月山火山へと，最北部の二岐山火山 （約12万年前） を 除くと，全体として南方へ移動していることを示した。 那須火山のテフラに関する研究としては鈴木 （1992） な どがある。鈴木 （1992） は山麓に分布する那須火山起源 のテフラについて総括的に報告している。山元・伴 （1997） は那須火山の火山地質図を報告し，那須火山の 形成史の概略について明らかにした。それによれば，那 須火山群の活動は，北部の甲子・旭岳・大白森玄武岩～ 安山岩質成層火山の形成および末期のデイサイト質鎌房 山火砕流堆積物の噴出に始まる。次いで玄武岩～安山岩 質の前期三本槍岳成層火山，安山岩～デイサイト質の後 期三本槍成層火山の噴出があった後，大規模に山体崩壊 して東方に開いた馬蹄型カルデラが形成されるとともに， 東山麓に黒くろいそ磯岩屑なだれ堆積物が流下した。この馬蹄型 カルデラ内に安山岩質の朝日岳成層火山が，その南方に 南月山成層火山が噴出した。南月山成層火山は，前期の 玄武岩～安山岩質成層火山が形成された後，17～14万年 前に山体崩壊が起こって南方に開いた馬蹄型カルデラが 形成され，那珂川岩屑なだれ堆積物が流下した。この馬 蹄型カルデラ内に，後期の玄武岩～安山岩～デイサイト 質黒尾谷岳成層火山が形成されている。3～4 万年前に， 朝日岳火山および南月山火山の一部が大規模に山体崩壊 し，東方に開いた馬蹄型カルデラが形成されて，山麓に 御お富ふ士じ山やま岩屑なだれ堆積物が流下した。このカルデラ内 に，約1.6万年前以降現在の茶臼岳火山が活動している。 茶臼岳火山の地質学的研究としては，藤田 （1988），奥 野 （1995），山元 （1997），山元・伴 （1997），高橋 （1999） などがある。 藤田 （1988） は茶臼岳火山を含む那須火山の最近 4 万 年間の活動史と火山地形発達史について次のように総括 した。3～4 万年前に朝日岳火山および南月山火山が大 規模に山体崩壊して，山麓に御富士山岩屑なだれ堆積物 が広がった後，火山麓扇状地が形成された。小規模な古 茶臼火山の活動後，約1.6万年前 （15770±430y.BP） に現 在の茶臼岳火山の位置から大沢火砕流が噴出した。その 後，茶臼岳溶岩が流出し，さらに大おおまる丸火砕流群が噴出し た。大丸火砕流堆積物は4 枚あり，その最上位の火砕流 堆積物の年代は5770±200y.BPである。大丸火砕流堆積 物噴出後，山頂付近に火砕丘が形成され，水蒸気噴火を 繰り返した後，最後に火砕丘の山頂火口から茶臼溶岩 ドームが流出している。茶臼溶岩ドームの噴出年代は 520±190y.BPで15世紀の室町時代である。 奥野 （1995） は茶臼岳火山の最近6,000年間の活動史を テフラ層序から検討した。それによれば，下位から大丸 火砕流3堆積物，大丸火砕流 2 堆積物，大丸火砕流 1 堆 積物 （5810±270y.BP），降下火山灰層，茶臼降下スコリ ア層 （2640±130y.BP） の順に重なり，その上位に6世紀 中葉の榛名火山二ッ岳降下軽石 （FP） 層までに少なくと も8 枚の水蒸気噴火による降下火山灰層が認められる。 FP以降はAD1408年の降下火山灰およびAD1881年の水 蒸気噴火の降下火山灰が認められる。 山元 （1997） および山元・伴 （1997） は，茶臼岳火山の
Fig. 1 Location of the Nasu volcano. Contours show the depth
of the upper sur face of subducting Pacific and Philippine Sea plates. open star: the Nasu volcano; open circle: other Quaternary volcanoes
那須茶臼岳火山噴出物の全岩主化学組成 堆積物からなる。推定噴出量は，CH1が1.2km3，CH2 が0.12km3，CH3 が 0.097km3，CH4 が 0.11km3，CH5 が 0.026km3，CH6が0.042km3である。 高橋 （1999） は茶臼岳の山麓に分布するテフラの記載 を行い，それらが約5000年前に沼沢火山からもたらさ れた白色軽石層 （Nm-1） を含む最下位の褐色火山性ロー ム層，中位の黒色土壌層，6 世紀の榛名二ッ岳降下軽 石 （FP） を含む上位の黒色土壌層を挟んで，最下位の層 厚約1m以上の火砕流堆積物層 （大丸火砕流 1 堆積物に 相当），赤褐色スコリア層と灰色火山灰層からなる層厚 30cmの降下火山灰層，茶臼降下スコリアに相当する層 厚約1mの茶褐色スコリア層とその上位の層厚約 1mの 白色火山灰と灰色火山灰の互層からなる厚い降下火山灰 層，最上位の灰色降下火山灰層からなることを明らかに した。火砕流堆積物には降下火山灰層や降下スコリア層 マグマ噴火に水蒸気噴火降下火山灰→ブルカノ式噴火降 下火山灰・火砕流堆積物→溶岩という1 回ごとの噴火サ イクルが認められるとし，それをマグマ噴火ユニットと 名付けた。噴火ユニットは古い方から，大沢ユニット （CH1），湯本ユニット （CH2），八幡ユニット （CH3）， 大丸ユニット （CH4），峰の茶屋ユニット （CH5），1408-1410年 ユ ニ ッ ト （CH6） に 区 分 さ れ た。1.6万 年 前 の CH1は大沢火砕流堆積物と溶岩流，1.1万年前のCH2は 大丸火砕流3 堆積物に相当する火砕流堆積物と最下位の 茶臼溶岩，8000年前の CH3は大丸火砕流 2 堆積物に相 当する火砕流堆積物と中位の茶臼溶岩，6000年前の CH4は大丸火砕流1堆積物に相当する火砕流堆積物と最 上位の茶臼溶岩，2600年前のCH5は茶臼降下スコリア 層に相当する降下火砕堆積物，AD1408-1410年のCH6は 降下火砕堆積物と山頂茶臼溶岩ドームおよび深み山やま火砕流
Futamatayama
volocano
Kamafusayama
pyroclastic flow deposit
Oshiromori
volcano
Kasshiasahidake
volcano
Sanbon-yaridake
volcano
Asahidake volcano
Minamigassan
volcano
Chausudake volcano
5km
N
caldera
fault
高橋 正樹・中島 洋一・安井 真也・金丸 龍夫・南雲 旭
灰色火山砂の基質中に角礫の岩片を含むblock and ash flow堆積物である （Photo. 44）。 茶臼岳火山東側斜面溶岩 群の末端崖付近では，最下位に層厚50m以上の東部溶 岩2 （LE2） がみられ，層状の火砕堆積物からなる層厚 20m以上の層 （茶臼降下火砕岩 1 （CP1）） がこれを覆っ ている （Fig. 3；Photo. 2）。LE1とLE2の直接的な被覆関 係は不明であるが，分布高度などの位置関係から，LE1 はLE2に覆われている可能性が考えられる。CP1を覆っ て末端崖の層厚50m余りの東部溶岩 3 （LE3） が流出し ており，LE3はやはり層状の主に降下火砕堆積物からな る茶臼降下火砕岩2 （CP2） に覆われる （Fig. 3；Photo. 6）。CP1とLE3およびLE3とCP2の間には，時間間隙を 示すような土壌層はみられない （Photo .6）。LE3の表面 および側面は，強く溶結した凝灰角礫岩からなる （Photo. 25, 26, 27 and 28）。LE3およびCP2を覆って，東部溶岩 4 （LE4） が流出している （Fig. 3；Photos. 2, 3, 4 and 5）。 LE4には北側で北部溶岩 （LN） とCP2を覆う長さ400m， 幅100mのLE4bと 南 側 でLE3を 覆 う 長 さ800m， 幅 400mのローブ状LE4aがある （Fig. 3；Photos. 3, 4 ,5 and 14）。LE4aは末端崖で厚く層厚 100mに及ぶ （Photos. 1 and 2）。LE4は茶臼降下火砕岩 3 （CP3） に覆われる。 CP1およびCP2は層状火砕堆積物からなり，単層の層 は伴われていない。このテフラ露頭からは，火砕流堆積 物の噴出 （6000年前）→休止期 （褐色ローム層）→降下ス コリア・火山灰層の噴出→休止期（黒色土壌）→厚い降 下スコリア・降下火山灰層の噴出（2600年前）→休止 期 （黒色土壌）→降下火山灰の噴出，という噴火史が読 み取れる。
3 ．那須茶臼岳火山の地質
那須茶臼岳火山 （標高1,915m） は，山麓に分布する block and ash flow depositである大沢火砕流堆積物とそ れに関連する溶岩を除くと，東西約3km，南北約1.5km の，厚い溶岩と火砕堆積物の互層からなる小型の成層火 山である （Fig. 3；Photo.1）。3～4 万年前に形成された 崩壊カルデラ内に噴出した古茶臼岳火山の溶岩，火砕岩 が茶臼岳火山の下位にみられる （Photo. 5 and 9）。その 後の噴出物に覆われているためその詳細は明らかでない が，古茶臼岳火山噴出物は，茶臼岳火山の東側と西側の 双方に分布している。 茶臼岳火山の東側斜面には，最下位に末端部の最大層 厚が100mに及ぶ東部溶岩 1 （LE1） が，その後の火砕堆 積物に覆われる形で分布する （Fig. 3）。LE1溶岩を覆う 火砕堆積物の主なものは大丸火砕流堆積物で，灰色～黒LN
LW
OD
SD
LS
LE1
LE2
LE3a
LE3b
LE4a
LE4b
CP
0.5km
N
CP
CP
CP
PD
那須茶臼岳火山噴出物の全岩主化学組成
を埋めるように流出している。
火口の東側ではCP3上部の火口縁近くに水蒸気噴火噴 出物が発達している （PD） （Fig. 3；Photo. 46, 47, 48 and 49）。茶褐色のCP3を覆って層厚約 2mの赤褐色の層状 水蒸気噴火堆積物がみられ，それを覆って層厚10m以上 の黄灰白色の水蒸気噴火堆積物が発達し，その最上部は 再び層厚1m以上の赤褐色の層状水蒸気噴火堆積物に覆 われており，その上位にSDが流出している （Photo. 50, 51, 52 and 53）。SDの表面はブロック溶岩となっており， 頂部には長径100m程度の火口状凹地が発達している。 溶岩末端崖の山麓には火砕流堆積物や降下火砕堆積物 が分布している。ロープウェイ山麓駅から弁天温泉にか けては，大沢火砕流堆積物 （Photo. 45） と関連する溶岩 を覆って，間に火山性土壌 （火山性ローム層） を挟んで， 灰色～黒灰色の基質中に火山角礫を含む少なくとも2 枚 以上の火砕流堆積物 （block and ash flow deposit） が認め られる （大丸火砕流堆積物 1・2） （Photo. 44）。ロープ ウェイ山麓駅付近では，これらの火砕流堆積物の何れに も降下火砕堆積物は伴われない。ロープウェイ山麓駅付 近では，最下位の層厚約1m以上の火砕流堆積物層 （大 丸火砕流堆積物1），層厚約 50cmの褐色火山性土壌，赤 褐色スコリア層と灰色火山灰層からなる層厚30cmの降下 火山灰層，層厚約10cmの黒色土壌，茶臼降下スコリア に相当する層厚約1mの茶褐色スコリア層とその上位の 層厚約1mの白色火山灰と灰色火山灰の互層からなる厚 い降下火山灰層，層厚約40cmの黒色土壌，最上位の層 厚40cm以上の灰色降下火山灰層からなる。
4 ．岩石記載
茶臼岳火山噴出物は斑状安山岩からなる。斑晶量は 12.6～36.0vol.％であり，斑晶鉱物として，斜長石，単 斜輝石，斜方輝石，かんらん石，石英，鉄チタン酸化物 を 含 む。 斜 長 石 は12.6～31.0vol.％， 単 斜 輝 石 は1.2～ 6.6vol.％，斜方輝石は 0.5～4.3vol.％，かんらん石は 0～ 2.1vol.％，石英は 0～0.6vol.％，鉄チタン酸化物は 0.1～ 2.3vol.％含まれる。斜長石には組成累帯構造が発達して いるものが多いが，明瞭なふるい状組織を持つものは少 ない （Fig. 4B）。かんらん石斑晶を持つ苦鉄質マグマ性 包有物が含まれることがある （Fig. 4A）。しばしば輝石 と斜長石，あるいはかんらん石からなる集合斑晶 （Fig. 4C） や大型のかんらん石斑晶 （Fig. 4D） が含まれる。5 ．全岩主化学組成
5-1．分析方法と分析誤差 分析は茨城大学水戸地区分析センターのXRF （理学電 厚は約1m～数10cmである （Photo. 6,7 and 8）。岩相は， 基質に乏しい淘汰のよい火山角礫岩～火山ラピリ岩から 基質に富む凝灰角礫岩まで多様であるが，降下火砕堆積 物およびその2 次的再堆積物 （転動堆積物） からなるも のと考えられる。CP1とCP2の間も連続的であり，時間 間隙を表す土壌層や顕著な侵食間隙は両者の間に挟在し ない。CP3もCP1およびCP2と類似した層状火砕堆積物 であり，単層の層厚は約1m～数10cmで，岩相は，基 質に乏しい淘汰のよい火山角礫岩～火山ラピリ岩 （火山 砂） から基質に富む凝灰角礫岩まで多様である （Photo. 29, 30, 31, 32, 33, 34 and 35） 東側斜面の南側では，LE3aに覆われて南部溶岩 （LS） が分布している （Fig. 3；Phboto. 1）。LSは長さ 1,300m 以上，幅400mで旧火口付近から流出しており，末端部 で層厚50m以上でありLE1を覆う。 茶臼岳火山の北斜面には，火砕物からなる斜面を覆っ てLNが分布する （Fig. 3；Photo. 13, 14 and 15）。LNは 長さ650m，幅400mで，LE4bに覆われており，少なく とも3 枚のローブからなる （Fig. 3）。LNの北西側面及 び表面は溶結した火砕岩からなる （Photo. 16 and 17）。 北西側面には，少なくとも9 枚以上の厚さ1m前後の溶 結火砕岩が重なっている （Photo. 18, 19 and 20）。溶結火 砕岩の多くは，比較的基質に富む凝灰角礫岩である （Photo. 21 and 22）。溶結火砕岩は内部の溶岩に漸移す る （Photo. 23）。LN溶岩の末端崖は崩壊して内部の塊状 溶岩が直接露出している。LNの下位には，黒灰色の基 質からなるblock and ash flow depositが分布しており （Photo. 41 and 42），大丸火砕流堆積物 3 に相当する可能 性が高いが，一部では両者は漸移しているようにもみえ るので，LNが流下するときに先端部が崩壊して生じた 火砕流堆積物である可能性も考えられる。古期溶岩ドーム （OD） は，茶臼岳山頂北側の旧火口 壁に露出している （Fig. 3；Photo.36, 37 and 38）。ODの 外側は火砕物からなる滑らかな斜面となっている。OD は，現在は山頂溶岩ドームによって埋積されている旧火 口が形成されたときに，その大部分が失われたものと考 えられる。 山頂溶岩ドームの西側には西部溶岩 （LW） が流下して いる （Fig. 3；Photo. 43）。長さ600m，幅200mほどで， 旧火口内から流出しており，火口に近い側には強く溶結 したアグルチネートが発達する （Photo. 39 and 40）。 山頂溶岩ドーム （SD） は長径400m，短径300m，厚さ 30m以上の溶岩平頂丘であり，周囲には西側を除き崖錐 性堆積物からなる裾野が発達している （Fig. 3；Photo. 1, 13, 37, 39 and 43）。SDは，長径500m，短径400mの火口
高橋 正樹・中島 洋一・安井 真也・金丸 龍夫・南雲 旭 間以上乾燥させる。この時，融剤 （四ホウ酸リチウム （Li2B4O7）） も同時に乾燥させておく。乾燥後，試料を 0.4000 （±0.0004）g 秤量し，その10倍の量の融剤を加 える。融剤を加えた試料は，メノウ乳鉢でよく混合さ せ，それを白金ルツボに剥離剤 （臭化リチウム） ととも に投入し，卓上型ビードサンプラー装置 （理学電気製） を使用してガラスビードを作製する。完成したビードを 蛍光X線分析装置3270型 （理学電気製） （RH管球50kV， 50mA） を 使 用 し て 分 析 し た。 分 析 誤 差 は，SiO2 ： ± 0.49wt.％ ； TiO2: ± 0.015wt.％ ； Al2O3 ： ±0.15wt.％ ； Fe2O3 ： ±0.04wt. ％ ； MnO ： ±0.002wt. ％ ； MgO ： ± 気製，3270型） を用いて行った。分析方法および分析誤 差は以下の通りである。 採取した岩石は，ハンマーで1～2cmのチップに粉 砕し，ビーカーに入れて水が濁らなくなるまで洗浄す る。次に超音波洗浄器を使用して，最初は水道水による 洗浄を3回，次に蒸留水による洗浄を 1 回行う。洗浄を 終わったチップは，エアバスで1 日くらい乾燥させる。 乾燥させたチップは，ステンレス乳鉢で2～3mmに粉 砕し，それをタングステンカーバイト製ボールミルを使 用してさらに粉砕する。試料は10g以上採取する。粉砕 した試料を約0.4030g蒸発皿に取り，エアバスで12時
B
A
C
D
MI
Ol
Pl
Ol
CPX
Fig. 4 Photomicrograph of andesitic rocks of the Nasu-Chausudake volcano. A: mafic magmatic inclusion (MI) with olivine
phenocryst (Ol) in the pyroxene andesite of northern lava (LN) (the width of photograph is about 5.5mm); B: phenocryst of plagioclase (Pl) showing oscillatory zoning in the pyroxene andesite of summit lava dome (SD) (the width of photograph is about 2.2mm); C: crystal clot of pyroxenes in the pyroxene andesite of northern lava (LN) (CPX: clinopyroxene) (the width of photograph is about 5.5mm); D: olivine phenocryst in the pyroxene andesite of northern lava (LN) (the width of photograph is about 5.5mm)
那須茶臼岳火山噴出物の全岩主化学組成
臼 岳 火 山 噴 出 物 と 比 べ て や や 高 いAl2O3量 を 有 す る
（Fig. 8）。CaOはSiO2が増大すると減少する （Fig. 8）。
LSは他の茶臼岳火山噴出物と比べてやや低いCaOを有 する。MnOはSiO2が増大すると減少する （Fig. 8）。LS は他の茶臼岳火山噴出物に比べてやや高いMnO量を有 する。 （6）FeO*/MgO FeO*/MgO比はSiO2が増大すると増加する （Fig. 9）。 LS，LE2，OD，OZFLは他の茶臼岳火山噴出物と比べ て高いFeO*/MgO比を有する。 5-3．茶臼岳火山山頂東方の溶岩類 茶臼岳火山山頂の東側には多数の溶岩が分布してい る。これらの溶岩，LE1，LE2，LE3a，LE3b，LE4a，LE4b そしてLNとLSについて全岩主化学組成の比較検討を 行った。 （1）TiO2・P2O5 LE1，LE3a，LE3b，LE4a，LE4b，LNは，ほぼ同一の 組成変化トレンドを示すが，LE2とLSはこれらよりも 高い値を有する （Fig. 10）。 （2）Na2O・K2O すべての溶岩がほぼ同一の組成変化トレンドを示す （Fig. 11）。 （3）MgO・FeO* MgOについてはLE2を除きすべての溶岩がほぼ同一 の組成変化トレンドを示すが，LE2はやや低い値を有す る （Fig. 12）。FeO*についてはLSを除くすべての溶岩が ほぼ同一の組成変化トレンドを示し，LSだけが高い値 を有する （Fig. 12）。 （4）Al2O3・CaO・MnO いずれの酸化物についてもLSを除いてすべて同一の 組成変化トレンドを示す（Fig. 13）。LSはAl2O3にやや 富み，CaOにやや乏しく，MnOにやや富んでいる。 （5）FeO*/MgO LSとLE2を除きすべての溶岩が同一の組成変化トレ ンドを示すが，LSとLE2は高いFeO*/MgO比を有する （Fig. 14）。 5-4．茶臼岳火山東方の火砕岩類 茶臼岳火山東方には溶岩に挟まれてCP1，CP2，CP3 などの主に降下火砕岩からなる層状の火砕岩類が分布し ている。また，山麓にはOMFL1，OMFL2，OMFL （層 序不明） といった大丸火砕流堆積物が広がっている。こ れらの火砕岩類と溶岩との全岩主化学組成の比較検討を 行った。 0.017wt.％ ； CaO:±0.06wt. ％ ； Na2O:±0.039wt. ％ ； K2O ： ±0.006wt.％ ； P2O5 ： ±0.002wt.％である。 5-2．茶臼岳火山噴出物 （1）SiO2
全岩SiO2量は，大沢火砕流堆積物 （Osawa pyroclastic
flow deposit: OSFL）が59.4～61.6wt.％，東部溶岩 1（eastern lava 1: LE1） が56.9～58.5wt.％，古期溶岩ドーム（older lava dome: OD） が59.3～59.4wt.％，東部溶岩 2 （eastern lava 2: LE2） が59.9～60.0wt.％， 南 部 溶 岩（southern lava: LS） が60.8～61.3wt.％，大丸火砕流堆積物 1 （Omaru pyroclastic flow deposit 1: OMFL 1） が56.2～59.7wt.％， 大丸火砕流堆積物2 （OMFL 2） が61.2～65.4wt.％，層序 不明の大丸火砕流堆積物 （OMFL） が55.9～62.2wt.％， 茶臼降下火砕岩1 （Chausu pyroclastic rocks 1: CP1） が 56.9～60.2wt.％，茶臼降下火砕岩 2 （Chausu pyroclastic rocks 2 : CP2） が56.3～61.6wt.％， 茶 臼 降 下 火 砕 岩 3 （Chausu pyroclastic rocks 3: CP3） が60.8wt.％，東部溶 岩3a （eastern lava 3a: LE3a） が58.3～59.5wt.％，東部溶 岩3b （eastern lava 3b: LE3b） が56.3～61.2wt.％，北部溶 岩 （northern lava: LN） が55.2～60.2wt.％， 東 部 溶 岩 4a （east lava 4a: LE4a） が56.6～61.4wt.％， 東 部 溶 岩4b （eastern lava 4b: LE4b） が58.6～60.1wt.％， 西 部 溶 岩 （western lava: LW） が60.5～62.9wt.％，御沢岩屑なだれ 堆積物 （Ozawa debris avalanche deposit: OZDA） が59.3 ～60.6wt.％，山頂溶岩ドーム （summit lava dome: SD） が60.6～61.4wt.％，15世紀火砕流堆積物 （15th centuries
pyroclastic flow deposit: 15cPFL） が59.6～60.6wt.％ で あ る （Fig. 5）。
（2）TiO2・P2O5
TiO2はSiO2が増大すると減少する。P2O5はSiO2が増
大するとやや増加する傾向をしめす （Fig. 5）。 （3）Na2O・K2O Na2OはSiO2が増大すると増加する。K2OはSiO2が増 大すると増加し，Low-K系列から Medium-K系列に移行 する （Fig. 6）。OSFLは，他の茶臼岳火山噴出物に比べ てNa2Oに乏しく，K2Oに富んでいる。 （4）MgO・FeO*
MgOはSiO2が増大すると減少する （Fig. 7）。LE2と
ODおよびOZFLは他の茶臼岳火山噴出物に比べてやや 低いMgO量を有する。FeO*はSiO2が増大すると減少 する （Fig. 7）。LSは他の茶臼岳火山噴出物と比べてやや 高いFeO*量を有する。 （5）Al2O3・CaO・MnO Al2O3はSiO2が増大するとやや減少する。LSは他の茶
高橋 正樹・中島 洋一・安井 真也・金丸 龍夫・南雲 旭
Fig. 5 SiO2 variation diagrams for TiO2 and P2O5 contents of eruptive products of the Nasu-Chausudake volcano. 1: summit lava
dome (SD); 2: 15thC pyroclastic flow deposit; 3: western lava (LW); 4: Ozawa debris avalanche deposit (OZDA); 5: southern lava (LS); 6: northern lava (LN); 7: eastern lava 1 (LE1); 8: eastern lava 2 (LE2); 9: eastern lava 3a (LE3a); 10: eastern lava 3b (LE3b); 11: eastern lava 4a (LE4a); 12: eastern lava 4b (LE4b): 13: Omaru pyroclastic flow deposit (OMFL); 14: Omaru pyroclastic flow deposit 2 (OMFL2); 15: Omaru pyroclastic flow deposit 1 (OMFL1); 16: Chausu pyroclastic rocks 1 (CP1); 17: Chausu pyroclastic rocks 2 (CP2); 18: Chausu pyroclastic rocks 3 (CP3); 19: Osawa pyroclastic flow deposit (OSFL); 20: older lava dome (OD)
那須茶臼岳火山噴出物の全岩主化学組成
Fig. 6 SiO2 variation diagrams for Na2O and K2O contents of eruptive products of the Nasu-Chausudake volcano. 1: summit lava
dome (SD); 2: 15thC pyroclastic flow deposit; 3: western lava (LW); 4: Ozawa debris avalanche deposit (OZDA); 5: southern lava (LS); 6: northern lava (LN); 7: eastern lava 1 (LE1); 8: eastern lava 2 (LE2); 9: eastern lava 3a (LE3a); 10: eastern lava 3b (LE3b); 11: eastern lava 4a (LE4a); 12: eastern lava 4b (LE4b): 13: Omaru pyroclastic flow deposit (OMFL); 14: Omaru pyroclastic flow deposit 2 (OMFL2); 15: Omaru pyroclastic flow deposit 1 (OMFL1); 16: Chausu pyroclastic rocks 1 (CP1); 17: Chausu pyroclastic rocks 2 (CP2); 18: Chausu pyroclastic rocks 3 (CP3); 19: Osawa pyroclastic flow deposit (OSFL); 20: older lava dome (OD); Low-K: low-K series; Med-K: medium-K series; High-K: high-K series
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Fig. 7 SiO2 variation diagrams for MgO and FeO* contents of eruptive products of the Nasu-Chausudake volcano. 1: summit lava
dome (SD); 2: 15thC pyroclastic flow deposit; 3: western lava (LW); 4: Ozawa debris avalanche deposit (OZDA); 5: southern lava (LS); 6: northern lava (LN); 7: eastern lava 1 (LE1); 8: eastern lava 2 (LE2); 9: eastern lava 3a (LE3a); 10: eastern lava 3b (LE3b); 11: eastern lava 4a (LE4a); 12: eastern lava 4b (LE4b): 13: Omaru pyroclastic flow deposit (OMFL); 14: Omaru pyroclastic flow deposit 2 (OMFL2); 15: Omaru pyroclastic flow deposit 1 (OMFL1); 16: Chausu pyroclastic rocks 1 (CP1); 17: Chausu pyroclastic rocks 2 (CP2); 18: Chausu pyroclastic rocks 3 (CP3); 19: Osawa pyroclastic flow deposit (OSFL); 20: older lava dome (OD)
那須茶臼岳火山噴出物の全岩主化学組成
Fig. 8 SiO2 variation diagrams for Al2O3, CaO and MnO contents of eruptive products of the Nasu-Chausudake volcano. 1: summit
lava dome (SD); 2: 15thC pyroclastic flow deposit; 3: western lava (LW); 4: Ozawa debris avalanche deposit (OZDA); 5: southern lava (LS); 6: northern lava (LN); 7: eastern lava 1 (LE1); 8: eastern lava 2 (LE2); 9: eastern lava 3a (LE3a); 10: eastern lava 3b (LE3b); 11: eastern lava 4a (LE4a); 12: eastern lava 4b (LE4b): 13: Omaru pyroclastic flow deposit (OMFL); 14: Omaru pyroclastic flow deposit 2 (OMFL2); 15: Omaru pyroclastic flow deposit 1 (OMFL1); 16: Chausu pyroclastic rocks 1 (CP1); 17: Chausu pyroclastic rocks 2 (CP2); 18: Chausu pyroclastic rocks 3 (CP3); 19: Osawa pyroclastic flow deposit (OSFL); 20: older lava dome (OD)
高橋 正樹・中島 洋一・安井 真也・金丸 龍夫・南雲 旭 （4）Al2O3・CaO・MnO CP1，CP2，CP3，OMFL1，OMFL2，OMFL は， Al2O3，CaO，MnOともにLE1，LE3＋LE4とほぼ同一の 組成変化トレンドおよび組成変化範囲を示す （Fig. 18）。 これらと比べて，LSはAl2O3およびMnOに富み，CaO に乏しい。 （5）FeO*/MgO CP1，CP3，OMFL1，OMFL2，OMFL はLE1，LE3 ＋ LE4とほぼ同一の組成変化トレンドおよび組成変化範囲 を示すが，OMFLおよびCP2の一部はややばらつきを示 す （Fig. 19）。LSとLE2は高いFeO*/MgO値を有する。 5-5．茶臼岳山頂周辺および西方の噴出物 茶臼岳山頂周辺および西方には，SD，15cPFL，OD， LW，OZDAなどの噴出物が分布する。これらの噴出物 と東方に分布する溶岩類の全岩主化学組成を比較検討し た。 （1）TiO2・P2O5 CP1，CP2，CP3，OMFL3，OMFLは，TiO2お よ びP2O5 ともにLE1，LE3＋LE4とほぼ同一の組成変化トレンド および組成変化範囲を示すが，LSとLE2とは異なる。 OMFL2はSiO2に 富 ん で お り， 他 のOMFLとは異なる （Fig. 15）。 （2）Na2O・K2O CP1，CP2，CP3，OMFL1，OMFL2，OMFL は， Na2OおよびK2OともにLE1，LE3＋LE4とほぼ同一の 組成変化トレンドおよび組成変化範囲を示す （Fig. 16）。 （3）MgO・FeO* CP1，CP2，CP3，OMFL1，OMFL2，OMFL は，MgO およびFeO*ともにLE1，LE3＋LE4とほぼ同一の組成 変化トレンドおよび組成変化範囲を示す （Fig. 17）。こ れらと比べて，MgOについては，LE2がやや低い値を 有し，FeO*については，LSがやや高い値を示す。
Fig. 9 SiO2 variation diagrams for FeO*/MgO ratios of eruptive products of the Nasu-Chausudake volcano. 1: summit lava dome
(SD); 2: 15thC pyroclastic flow deposit; 3: western lava (LW); 4: Ozawa debris avalanche deposit (OZDA); 5: southern lava (LS); 6: northern lava (LN); 7: eastern lava 1 (LE1); 8: eastern lava 2 (LE2); 9: eastern lava 3a (LE3a); 10: eastern lava 3b (LE3b); 11: eastern lava 4a (LE4a); 12: eastern lava 4b (LE4b): 13: Omaru pyroclastic flow deposit (OMFL); 14: Omaru pyroclastic flow deposit 2 (OMFL2); 15: Omaru pyroclastic flow deposit 1 (OMFL1); 16: Chausu pyroclastic rocks 1 (CP1); 17: Chausu pyroclastic rocks 2 (CP2); 18: Chausu pyroclastic rocks 3 (CP3); 19: Osawa pyroclastic flow deposit (OSFL); 20: older lava dome (OD); TH: tholeiitic rock-series; CA: calc-alkaline rock-series
那須茶臼岳火山噴出物の全岩主化学組成
（1）TiO2・P2O5
TiO2お よ びP2O5に つ い て，SD，15cPFL，LWは，LE1
およびLE3＋LE4とほぼ同一の組成変化トレンドを示す が，SDおよびLWはややSiO2に富んでいる （Fig. 20）。
ODとOZDAはこれらよりも TiO2に富んでおり，LE2と
似た組成を示す。LSはさらに高い値を有する。 （2）Na2O・K2O
Na2OおよびK2Oについては，LSを除き全てほぼ同一
の組成変化トレンドを示す （Fig. 21）。LSはやや K2Oに
乏しい。
Fig. 10 SiO2 variation diagrams for TiO2 and P2O5 contents of lavas in the eastern region of the Nasu-Chausu volcano. 1: southern
lava (LS); 2: northern lava (LN); 3: eastern lava 1 (LE1); 4: eastern lava 2 (LE2); 5: eastern lava 3a (LE3a); 6: eastern lava 3b (LE3b); 7: eastern lava 4a (LE4a); 8: eastern lava 4b (LE4b)
高橋 正樹・中島 洋一・安井 真也・金丸 龍夫・南雲 旭
（3）MgO・FeO*
MgOについては，SD，15cPFL，LWは，LE1および LE3＋LE4とほぼ同一の組成変化トレンドを示す。これ に対して，ODとOZDAはこれらよりも MgOに乏しく，
LE2と似た組成を示す （Fig. 22）。FeO*については，や や高い値を示すLSを除いて，全てほぼ同じ組成変化ト レンドを有する （Fig. 22）。
Fig. 11 SiO2 variation diagrams for Na2O and K2O contents of lavas in the eastern region of the Nasu-Chausu volcano. 1: southern
lava (LS); 2: northern lava (LN); 3: eastern lava 1 (LE1); 4: eastern lava 2 (LE2); 5: eastern lava 3a (LE3a); 6: eastern lava 3b (LE3b); 7: eastern lava 4a (LE4a); 8: eastern lava 4b (LE4b); Low-K: low-K series; Med-K: medium-K series; High-K: high-K series
那須茶臼岳火山噴出物の全岩主化学組成 （4）Al2O3・CaO・MnO これらの酸化物については，LSを除いて全てほぼ同 じ 組 成 変 化 ト レ ン ド を 示 す （Fig. 23）。OD，OZDAは LE2と類似した組成を有する。LSはこれらよりもAl2O3 とMnOにやや富み，CaOにやや乏しい。 （5）FeO*/MgO FeO*/MgO比については，SD，15cPFL，LWは，LE1 およびLE3＋LE4とほぼ同一の組成変化トレンドを示す
Fig. 12 SiO2 variation diagrams for MgO and FeO* contents of lavas in the eastern region of the Nasu-Chausu volcano. 1: southern
lava (LS); 2: northern lava (LN); 3: eastern lava 1 (LE1); 4: eastern lava 2 (LE2); 5: eastern lava 3a (LE3a); 6: eastern lava 3b (LE3b); 7: eastern lava 4a (LE4a); 8: eastern lava 4b (LE4b)
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Fig. 13 SiO2 variation diagrams for Al2O3, CaO and MnO contents of lavas in the eastern region of the Nasu-Chausu volcano. 1:
southern lava (LS); 2: northern lava (LN); 3: eastern lava 1 (LE1); 4: eastern lava 2 (LE2); 5: eastern lava 3a (LE3a); 6: eastern lava 3b (LE3b); 7: eastern lava 4a (LE4a); 8: eastern lava 4b (LE4b)
那須茶臼岳火山噴出物の全岩主化学組成 物と降下火砕堆積物の互層を認めているが，これはCP1 ～CP3よりも層序的に下位に相当し対比は困難である。 山元 （1997） は。LE3およびLE4に相当する溶岩をCH4 （6190±120yBP） （大丸ユニット） 期のもとしているが， この時期の大丸火砕流には顕著な降下火砕堆積物は伴わ れない。CP1，CP2，CP3はすべて茶臼降下スコリア層に 対比され，したがってそれらに挟在するLE3および LE4 溶岩もすべてこの時期に噴出した可能性が強い。ここで は，CP1，CP2，CP3，LE3，LE4は茶臼降下スコリアの活 動期に噴出したものとみなしておく。すなわち，これら の降下火砕堆積物および溶岩は2640±130yBPに噴出し たと推定される。山元 （1997） は，峰の茶屋付近で，上 下を土壌で挟まれた厚い火砕堆積物層を認め，これを CH2，CH3およびCH4に対比しているが，それぞれの 間には土壌などの時間間隙を示す証拠は認められない。 これらは，すべて茶臼降下スコリア堆積物の噴出時期に 形成された可能性がある。この場所は火口に近く，その ために噴出物が厚く堆積したものと考えられる。茶臼降 下スコリア層の噴出期は，茶臼岳火山の活動史の中で最 も大量の降下火砕堆積物を火口近傍に噴出する時期で （Fig. 24）。これに対して，LSおよびODとOZDAはこれ らよりもFeO*/MgO比が高く，LE2と似た組成を示す。
6 ．議論
6-1．LE3・LE4 溶 岩 と CP1・CP2・CP3 火 砕 堆 積 物 と の関係 全岩主化学組成についてみると，茶臼降下火砕岩1 （CP1）， 茶 臼 降 下 火 砕 岩 2 （CP2）， 茶 臼 降 下 火 砕 岩 3 （CP3） は東部溶岩3 （LE3） および東部溶岩4 （LE4） と類 似しており，これらは対比が可能である。 CP1はLE3に， LE3はCP2に，CP2はLE4に，LE4はCP3に覆われるが， それぞれの間に火山性土壌や侵食間隙などの時間的な隔 たりを示す証拠は認められない （Photo.6）。したがって， これらは一連の噴火活動によって形成された可能性が高 い。ロープウェイ山麓駅から大丸温泉にかけての東方山 麓のテフラ層序で，著しい降下火砕堆積物 （スコリア堆 積物） が認められるのは，2640±130yBPの14C年代が得 られている茶臼降下スコリア層 （奥野，1995；高橋， 1999） あるいはR1層 （藤田，1988） だけである。山元 （1997） は東方山麓で CH2 （11ka） のテフラに火砕流堆積Fig. 14 SiO2 variation diagrams for FeO*/MgO ratios of lavas in the eastern region of the Nasu-Chausu volcano. 1: southern lava
(LS); 2: northern lava (LN); 3: eastern lava 1 (LE1); 4: eastern lava 2 (LE2); 5: eastern lava 3a (LE3a); 6: eastern lava 3b (LE3b); 7: eastern lava 4a (LE4a); 8: eastern lava 4b (LE4b); TH: tholeiitic rock-series; CA: calc-alkaline rock-series
高橋 正樹・中島 洋一・安井 真也・金丸 龍夫・南雲 旭 た東部溶岩3 （LE3），東部溶岩 4 （LE4） および北部溶岩 （LN） はきわめて特異な産状を示す。露出の良い LN溶 岩のsub-lobeを例にとると，その表面および側面は1枚 の層厚が1mを超える少なくとも9枚以上の強く溶結し あったと考えられる。 6-2．LE3・LE4 溶岩の成因 大量の降下火砕堆積物およびその転動堆積物に挟まれ
Fig. 15 SiO2 variation diagrams for TiO2 and P2O5 contents of pyroclastic rocks in the eastern region of the Nasu-Chausu volcano. 1:
southern lava (LS); 2: northern lava + eastern lava (LN+LE3+LE4); 3: eastern lava 1 (LE1); 4: eastern lava 2 (LE2); 5: Omaru pyroclastic flow deposit (OMFL); 6: Omaru pyroclastic flow deposit 2 (OMFL2); 7: Omaru pyroclastic flow deposit 1 (OMFL1); 8: Chausu pyroclastic rocks 1 (CP1); 9: Chausu pyroclastic rocks 2 (CP2); 10: Chausu pyroclastic rocks 3 (CP3)
那須茶臼岳火山噴出物の全岩主化学組成 が強く溶結した火砕堆積物に漸移しているのがわかる （Photo. 23）。すなわち，この溶岩は，火口近傍に噴出 した複数枚の凝灰角礫岩層の内部が強く溶結して流動化 た凝灰角礫岩から構成されている （Photos. 16, 17, 18, 19 and 20）。溶岩の内部は massiveであるが，側面や表面 を構成する火砕岩との境界部をみると，massiveな溶岩
Fig. 16 SiO2 variation diagrams for Na2O and K2O contents of pyroclastic rocks in the eastern region of the Nasu-Chausu volcano. 1:
southern lava (LS); 2: northern lava ＋ eastern lava (LN＋LE3＋LE4); 3: eastern lava 1 (LE1); 4: eastern lava 2 (LE2); 5: Omaru pyroclastic flow deposit (OMFL); 6: Omaru pyroclastic flow deposit 2 (OMFL2); 7: Omaru pyroclastic flow deposit 1 (OMFL1); 8: Chausu pyroclastic rocks 1 (CP1); 9: Chausu pyroclastic rocks 2 (CP2); 10: Chausu pyroclastic rocks 3 (CP3); Low-K: low-K series; Med-K: medium-K series; High-K: high-K series
高橋 正樹・中島 洋一・安井 真也・金丸 龍夫・南雲 旭 し，それが溶岩のようになって流下した火砕成溶岩であ る可能性が高い。LNだけではなく，少なくともCP1～ CP3の降下火砕岩層に挟まれたLE3およびLE4の溶岩 は，同様の産状を示していて （Photos. 25, 26, 27 and 28） 同じような成因を持つ火砕成溶岩である可能性が大きい。 こうした特異な性質を持つ溶岩は，降下火砕堆積物と の一連の噴火エピソードの中で比較的短時間に繰り返し 噴出しており，降下火砕堆積物を噴出するようなストロ
Fig. 17 SiO2 variation diagrams for MgO and FeO* contents of pyroclastic rocks in the eastern region of the Nasu-Chausu volcano.
1: southern lava (LS); 2: northern lava ＋ eastern lava (LN＋LE3＋LE4); 3: eastern lava 1 (LE1); 4: eastern lava 2 (LE2); 5: Omaru pyroclastic flow deposit (OMFL); 6: Omaru pyroclastic flow deposit 2 (OMFL2); 7: Omaru pyroclastic flow deposit 1 (OMFL1); 8: Chausu pyroclastic rocks 1 (CP1); 9: Chausu pyroclastic rocks 2 (CP2); 10: Chausu pyroclastic rocks 3 (CP3)
那須茶臼岳火山噴出物の全岩主化学組成
Fig. 18 SiO2 variation diagrams for Al2O3, CaO and MnO contents of pyroclastic rocks in the eastern region of the Nasu-Chausu
volcano. 1: southern lava (LS); 2: northern lava ＋ eastern lava (LN＋LE3＋LE4); 3: eastern lava 1 (LE1); 4: eastern lava 2 (LE2); 5: Omaru pyroclastic flow deposit (OMFL); 6: Omaru pyroclastic flow deposit 2 (OMFL2); 7: Omaru pyroclastic flow deposit 1 (OMFL1); 8: Chausu pyroclastic rocks 1 (CP1); 9: Chausu pyroclastic rocks 2 (CP2); 10: Chausu pyroclastic rocks 3 (CP3)
高橋 正樹・中島 洋一・安井 真也・金丸 龍夫・南雲 旭 しており，それが山体崩壊に巻き込まれた可能性が考え られる。 6-4．LW の噴出時期 全岩主化学組成的に西部溶岩 （LW） と類似しているの は 東 部 溶 岩1 （LE1）， 東 部 溶 岩 3 （LE3）， 東 部 溶 岩 4 （LE4），山頂溶岩ドーム （SD），15世紀火砕流堆積物 （15cPFL） である。このうち SiO2に富んでいる点では， SDに最も近い組成値を示す。LWはLE2に対比可能な ODが破壊されて古期火口が形成された後に流出してい る。したがってLE1に対比することは困難である。LW はLE3＋LE4の噴出期か，あるいはSDの噴出期に形成 された可能性が高い。LWは化学組成的には SDに最も 近く，しかも年代についての明確なデータは得られてい ないので，ここではSDの噴出期，すなわち15世紀に流 出したと考えておくことにする。 6-5．大丸火砕流堆積物と溶岩の関係 溶岩と火砕堆積物からなる茶臼岳火山本体の東麓に ンボリ式～ブルカノ式の噴火を行っている最中に，火山 灰密度の濃い高く上昇しない高温の噴煙が間歇的に繰り 返し発生して火口付近に停滞し，そこから火山灰に富む 凝灰角礫岩層がfall backして大量に堆積し，その結果， 強く溶結した層厚の厚い火砕岩層が急速に発達したもの と考えられる。この火砕岩層は，内部が完全に溶結する ことで流動化し，火砕成溶岩として火口内あるいは火口 近傍から流下したものと推定される。 6-3．古期溶岩ドームの噴出時期 古期溶岩ドーム （OD） は現在の古期火口の火口壁を 構成しており，古期火口形成以前に噴出したことは明ら かである （Photos. 36, 37 and 38）。全岩主化学組成から は，ODは東部溶岩2（LE2）および御沢岩屑なだれ堆 積物 （OZDA） に対比可能である。LE2噴出期に山頂部 にODが噴出したと考えられる。山元 （1997） はOZDA に対応する深み山やま岩屑なだれ堆積物から12～13世紀の14C 年代を報告している。この年代が正しいとすると， OZDAが発生したときには山頂西側にODの一部が残存
Fig. 19 SiO2 variation diagrams for FeO*/MgO ratios of pyroclastic rocks in the eastern region of the Nasu-Chausu volcano. 1:
southern lava (LS); 2: northern lava ＋ eastern lava (LN＋LE3＋LE4); 3: eastern lava 1 (LE1); 4: eastern lava 2 (LE2); 5: Omaru pyroclastic flow deposit (OMFL); 6: Omaru pyroclastic flow deposit 2 (OMFL2); 7: Omaru pyroclastic flow deposit 1 (OMFL1); 8: Chausu pyroclastic rocks 1 (CP1); 9: Chausu pyroclastic rocks 2 (CP2); 10: Chausu pyroclastic rocks 3 (CP3); TH: tholeiitic rock-series; CA: calc-alkaline rock-series
那須茶臼岳火山噴出物の全岩主化学組成 い て 顕 著 な 降 下 ス コ リ ア 堆 積 物 を 伴 わ な い （奥野， 1995； 山 元，1997； 高 橋，1999）。 こ の う ち， 最 上 位 （OMFL1） と中間 （OMFL2） の火砕流堆積物中の岩片に ついての分析結果では，これらの火砕流堆積物は，山体 は，大沢火砕流堆積物および関連した溶岩の上位に，
block and ash flow堆積物からなる大丸火砕流堆積物が 広く分布している。大丸火砕流堆積物は間に土壌を挟ん で少なくとも3枚が確認されており，最下位のものを除
Fig. 20 SiO2 variation diagrams for TiO2 and P2O5 contents of eruptive products in the western and central regions of Nasu-Chausu
volcano. 1: summit lava dome (SD); 2: 15thC pyroclastic flow deposit; 3: western lava (LW); 4: Ozawa debris avalanche deposit (OZDA); 5: southern lava (LS); 6: northern lava ＋ eastern lava (LN＋LE3＋LE4); 7: eastern lava 1 (LE1); 8: eastern lava 2 (LE2); 9: older lava dome (OD)
高橋 正樹・中島 洋一・安井 真也・金丸 龍夫・南雲 旭 火砕流堆積物の最下位のものについては分析がなされて いないので関係は不明である。 LE3およびLE4はCP1～CP3といった大量の降下火砕 堆積物を伴っているが，山麓の最上位大丸火砕流堆積物 の東側に分布する溶岩の中では，東部溶岩1 （LE1），東 部溶岩3 （LE3），東部溶岩 4 （LE4），北部溶岩 （LN） と 同様の化学組成を有し，東部溶岩2 （LE2），南部溶岩 （LS） とは異なることが明らかとなった。ただし，大丸
Fig. 21 SiO2 variation diagrams for Na2O and K2O contents of eruptive products in the western and central regions of Nasu-Chausu
volcano. 1: summit lava dome (SD); 2: 15thC pyroclastic flow deposit; 3: western lava (LW); 4: Ozawa debris avalanche deposit (OZDA); 5: southern lava (LS); 6: northern lava ＋ eastern lava (LN＋LE3＋LE4); 7: eastern lava 1 (LE1); 8: eastern lava 2 (LE2); 9: older lava dome (OD); Low-K: low-K series; Med-K: medium-K series; High-K: high-K series
那須茶臼岳火山噴出物の全岩主化学組成 砕流堆積物に対比可能な溶岩は認められなくなり，火砕 流堆積物のみを噴出する噴火があったことになる。LE1 が中間の大丸火砕流堆積物に対比される場合には，最下 位の大丸火砕流堆積物に対比される溶岩がLE1の下位に は降下火砕堆積物を伴っておらず，LE3およびLE4に対 比するのは困難である。したがって，大丸火砕流堆積物 に対比可能なのはLE1のみということになる。仮に最下 位のものに対比される場合には，中間と最上位の大丸火
Fig. 22 SiO2 variation diagrams for MgO and FeO* contents of eruptive products in the western and central regions of Nasu-Chausu
volcano. 1: summit lava dome (SD); 2: 15thC pyroclastic flow deposit; 3: western lava (LW); 4: Ozawa debris avalanche deposit (OZDA); 5: southern lava (LS); 6: northern lava ＋ eastern lava (LN＋LE3＋LE4); 7: eastern lava 1 (LE1); 8: eastern lava 2 (LE2); 9: older lava dome (OD)
高橋 正樹・中島 洋一・安井 真也・金丸 龍夫・南雲 旭
Fig. 23 SiO2 variation diagrams for Al2O3, CaO and MnO contents of eruptive products in the western and central regions of
Nasu-Chausu volcano. 1: summit lava dome (SD); 2: 15thC pyroclastic flow deposit; 3: western lava (LW); 4: Ozawa debris avalanche deposit (OZDA); 5: southern lava (LS); 6: northern lava ＋ eastern lava (LN＋LE3＋LE4); 7: eastern lava 1 (LE1); 8: eastern lava 2 (LE2); 9: older lava dome (OD)
那須茶臼岳火山噴出物の全岩主化学組成
臼岳火山の活動があった後，現在の茶臼岳火口付近から 規模の大きなblock and ash flowである安山岩質の大沢 火砕流堆積物が噴出し，引き続いて規模の大きな安山岩 質溶岩が流出した。
（2）Stage 2：東部溶岩 1 （LE1） が噴出した。LE1は大 丸火砕流堆積物のいずれかに対比される可能性がある。 少なくとも最上位の大丸火砕流堆積物に覆われている。 （3）Stage 3 （7ka）：東部溶岩 2 （LE2） および古期溶岩 ドーム （OD） が噴出した。これに伴う火砕流堆積物の 噴出は認められない。ODはそれ以後の噴火における古 期火口の形成過程でそのほとんどが失われた
（4）Stage 4：南部溶岩 （LS） が噴出した。対比可能な 火砕流堆積物は認められない。
（5）Stage 5 （2.6ka）：東部溶岩 3 （LE3） および東部溶 岩4 （LE4） が流出した。 同時に茶臼降下火砕岩 1 （CP1）， 茶臼降下火砕岩2 （CP2），茶臼降下火砕岩 3 （CP3） が噴 出した。これらは，東方山麓の茶臼降下スコリア堆積物 に対比できる可能性が高い。この時期に古期火口が完成 した。 （6）Stage 6 （15世紀）：山頂溶岩ドーム （SD） および 隠されていることも考えられ，また最上位の大丸火砕流 堆積物には対比可能な溶岩は存在せず火砕流のみの噴火 ということになる。LE1は最上位の大丸火砕流堆積物に 覆われるので，これに対比されることはない。以上のこ とが事実ならば，マグマ噴火の回数は，火砕流堆積物を 伴わない溶岩のみの噴火が2 回 （LE2とLS），火砕流堆 積物のみの噴火が1 回ないし 2 回 （OMFL1他） あった ことになり，これまで山元 （1997） などにより推定され ていたものよりもマグマ噴火の回数が増えることになる。 以上のように，大丸火砕流堆積物と溶岩との関係につ いては依然として不明の点が残されており，今後の課題 である。 6-6．溶岩からみた那須茶臼岳火山体の形成史 これまで得られた野外での地質学的な産状と室内での 噴出物の全岩主化学組成分析の結果を総合すると，溶岩 を主体とする那須茶臼岳火山の山体形成史は以下のよう に考えられる （Fig. 25） （1）Stage 1 （16ka）：南月山火山と朝日岳火山の中間 部が大きく崩壊して形成された馬蹄型カルデラ内に古茶
Fig. 24 SiO2 variation diagrams for FeO*/MgO ratios of eruptive products in the western and central regions of Nasu-Chausu
volcano. 1: summit lava dome (SD); 2: 15thC pyroclastic flow deposit; 3: west lava (LW); 4: Ozawa debris avalanche deposit (OZDA); 5: southern lava (LS); 6: northern lava ＋ eastern lava (LN＋LE3＋LE4); 7: eastern lava 1 (LE1); 8: eastern lava 2 (LE2); 9: older lava dome (OD); TH: tholeiitic rock-series; CA: calc-alkaline rock-series
高橋 正樹・中島 洋一・安井 真也・金丸 龍夫・南雲 旭 Stage1 （大沢火砕流堆積物 （OSFL） および関連する 溶岩の噴出），（2） Stage 2 （東部溶岩 1 （LE1） の噴 出），（3） Stage 3 （東部溶岩 2 （LE2），古期溶岩ドー ム （OD） の流出），（4） Stage 4 （南部溶岩 （LS） の噴 出 ），（5） Stage 5 （ 東 部 溶 岩 3 （LE3）， 東 部 溶 岩 4 （LE4），茶臼降下火砕岩 1～3 （CP1～3） の噴出）， （6） Stage 6 （山頂溶岩ドーム （SD） および西部溶岩 （LW） の噴出），となる。 謝辞 本研究を進めるにあたり，茨城大学理学部田切美智雄名誉 教授。藤縄明彦教授には御援助・御協力を頂いた。また，荒 牧重雄（東京大学名誉教授），小林哲夫（鹿児島大学），藤縄 明彦（茨城大学），山元孝広（産業総合研究所），伴 雅雄 （山形大学），奥野 充（福岡大学），尾関信幸（ダイヤコン サルタント）の諸氏には，現地において直接御討論・御教示 を頂いた。以上の方々に感謝の意を表したい。 西部溶岩 （LW） が噴出した。
7 ．まとめ
（1） 那須茶臼岳火山は 16kaから活動を始めた若い複成 火山であり，SiO2量が55.2wt％から65.2wt.％のLow-K 系列からMedium-K系列に属するカルクアルカリ系 列の安山岩からなる。安山岩にはSiO2量に関する 系統的な時間変化は認められない。 （2） 東部溶岩 2 （LE2），古期溶岩ドーム （OD），御沢岩 屑なだれ堆積物 （OZDA），南部溶岩 （LS） を除い て，他の噴出物はSiO2変化図上で一連の組成変化 トレンドを示す。 （3） 東部溶岩 3 （LE3），東部溶岩 4 （LE4） および北部溶 岩 （LN） は火砕成溶岩である可能性が高い。 （4） 溶岩からみた那須茶臼岳火山本体の形成史は，（1）1
2
3
4
5
0.5km
N
Fig. 25 Geologic sketch map showing the stages of lava eruptions in the Nasu-Chausu volocano. 1 Stage 6 (SD and LW); 2. Stage 5
那須茶臼岳火山噴出物の全岩主化学組成
伴 雅雄（1991）: 東北日本，那須火山群，南月山の岩石学
的モデル．火山，36，255-268
伴 雅雄・高岡宣雄（1995）：東北日本弧，那須火山群の形
成史．岩鉱，90，195-214
Ban, M. and Yamamoto, T. (2002) : Petrological study of Nasu-Chausudake Volcano (ca. 16ka to Present), northeastern Japan. Bull.Volcanol., 64, 100-116 伴 雅雄・吉田武義・青木謙一郎（1987）: 東北日本，那須 火山噴出物の全岩化学組成について．東北大核理研研究 報告，20，165-178 藤田和久（1988）：那須火山最近 4 万年間の地形発達．金沢 大文学地理学報告，4，111-123 加藤祐三（1964）: 那須火山の岩石学的研究．岩鉱，51， 引用文献 233-243 松田 繁（1901）：那須火山地質調査報文．震災予防調査会報 告，36，1-68 奥野 充（1995）：降下テフラからみた水蒸気噴火の規模・ 頻度．金沢大文学地理学報告，7，1-23 鈴木毅彦（1992）：那須火山のテフロクロノロジー．火山， 37，251-263 高橋正樹（1999）．那須火山．フィールドガイド日本の火山 4，139-156 山元孝広（1997）：テフラ層序からみた那須茶臼岳火山の噴 火史．地質雑，103，676-691 山元孝広・伴 雅雄（1997）：那須火山地質図．地質調査所 Photographs
Photo. 1 The Chausudake volcano (1915m in altitude) viewed from the eastern foot of the Nasu volcano group. LS: southern lava;
LE1: eastern lava 1; LE2: eastern lava 2; LE3: eastern lava 3; LE4: eastern lava 4; LN: northern lava; OD: older lava dome; SD: summit lava dome
Photo. 2 The eastern cliff of the Chausudake volcano viewed from the parking area near the terminal station of cable way. The
eastern lava 2 (LE2) is overlain by the eastern lava 3 (LE3) and LE3 is covered by the eastern lava 4 (LE4). The LE2 is overlain by the Chausu pyroclastic fall deposit 1 (CP1), and the LE3 is covered by the Chausu pyroclastic fall deposit 2 (CP2). The CP2 is overlain by the LE4.
Photo. 3 The eastern cliff of the Chausudake volcano viewed from the parking area near the terminal station of cableway. The LE3
is overlain by the CP2. The CP2 is covered by the LE4. The eruptive products of the Chausudake volcano are underlay by the volcanic rocks of the older Chausudake volcano.
Photo. 4 Closed view of the eastern cliff of the Chausudake volcano. The LE2 is overlain by the CP1 and CP2. The LE3 is underlay
by the CP1 and covered by the CP2. The LE3 is overlain by the LE4.
Photo. 5 Closed view of the northeastern cliff of the Chausudake volcano. The CP2 is overlain by the LE4.
Photo. 6 LE3 is intercalated between CP1 and CP2. The CP1 comprises bedded pyroclastic deposit, most of which are
clast-supported and well-sorted.
Photo. 7 Closed view of CP1. Poorly sorted tuff-breccia beds with abundant matrix.
Photo. 8 Closed view of CP1. Clast-supported and well sorted volcanic breccias
Photo. 9 CP2 is overlain by the LE4.
Photo. 10 Closed view of the boundary between CP2 and LE4.
Photo. 11 CP2 consists of tuff-breccia beds.
Photo. 12 Closed view of the weakly stratified tuff-breccia beds of CP2
Photo. 13 Northern flank of the Chausudake volcano viewed from the Mt.Asahidake (1896m in altitude). The slope beneath the older
lava dome (OD) is composed of pyroclastic rocks, which is overlain by the northern lava (NL). Eruptive products of phreatic explosion, which is yellowish white in color, deposit along the rim of older crater.
Photo. 14 Eastern flank of the Chausudake volcano viewed from the Mt.Asahidake. LE3 is overlain by LE4 and CP2. LE4 is underlain
by CP2. LE4 is overlain by CP3. LN is overlain by LE4.
Photo. 15 View of the northern lava (LN).
Photo. 16 Surface of the sub-lobe of LN consisting of several pyroclastic fall units.
Photo. 17 Closed view of the sub-lobe of LN. The cliff of flank of the lava comprising more than 7 tuff breccia beds which are densely
welded.
Photo. 18 Whole-view of the flank of sub-lobe of LN, which consists of many beds of tuff breccia.
Photo. 19 Closed view of the cliff of flank of sub-lobe of LN, which comprises densely welded tuff breccia beds.
Photo. 20 More than nine beds of tuff breccia are exposed on the flank of sub-lobe of NL.
Photo. 21 Closed view of the densely welded tuff breccias bed. A large block of andesite with a diameter of about 3m is included in
the tuff breccia bed.
Photo. 22 Densely welded tuff breccia bed with abundant matrix.
Photo. 23 Densely welded tuff breccia bed changes by gradation to the massive interior part of sub-lobe of LN.
Photo. 24 Terminal cliff of sub-lobe of LN consisting of densely welded tuff breccia beds.
Photo. 25 Surface of LE3a comprising densely welded tuff breccia bed.
Photo. 26 Flank of LE3a consisting of densely welded tuff breccia bed with a lot of blocks of andesite.
高橋 正樹・中島 洋一・安井 真也・金丸 龍夫・南雲 旭
Photo. 28 Closed view of the densely welded tuff breccia bed at the flank of LE3a.
Photo. 29 Outcrop of CP3 at the eastern flank of Chausudake.
Photo. 30 CP3 is composed of stratified beds with tuff and tuff breccia.
Photo. 31 Closed view of CP3, which consists of tuff and tuff breccia.
Photo. 32 Thin bedded CP3 comprising tuff and lapilli tuff.
Photo. 33 Tuffs and lapilli tuffs are thin bedded and well sorted.
Photo. 34 Closed view of well sorted lapilli tuff.
Photo. 35 A block included in thin bedded and well sorted tuffs.
Photo. 36 Relict of the old lava dome comprising the wall of older crater, viewed from the northern flank of summit lava dome.
Photo. 37 Summit lava dome and older lava dome (OD) comprising the rim of older crater, viewed from the summit of Mt.Asahidake.
Photo. 38 Closed view of the older lava dome.
Photo. 39 Summit lava dome and western lava (LW) viewed from the summit of Mt. Asahidake.
Photo. 40 Densely welded bedded pyroclastic rocks (agllutinate), which is the near-vent facies of western lava (LW).
Photo. 41 Closed view of the Omaru pyroclastic flow deposit 3 at the northern foot of the Chausudake volcano.
Photo. 42 A essential block of the Omaru pyroclastic flow deposit showing radial cooling joints.
Photo. 43 View of the western lava (LW) flowing down from the summit of Chausudake volcano.
Photo. 44 Closed view of the Omaru pyroclastic flow deposit at the eastern foot of Chausudake volcano, which is a grayish black
block and ash flow deposit with abundant matrix. A large block of lava with a diameter of about 1m is included.
Photo. 45 Closed view of the Osawa pyroclastic flow deposit at the eastern foot of Chausudake volcano near the Kitaonsen spa, which
is a grayish block and ash flow deposit with abundant matrix.
Photo. 46 Phreatic explosive pyroclastic deposits with a thickness of more than 20m in thickness is overlain by the summit lava
dome.
Photo. 47 Thick yellowish white pyroclastic deposit is underlain by reddish pyroclastic deposit.
Photo. 48 View of the yellowish white phreatic explosive pyroclastic bed (arrow) overlain by the summit lava dome
Photo. 49 Closed view of the bedded reddish phreatic explosive pyroclastic deposit.
Photo. 50 Reddish pyroclastic rocks at the bottom of phreatic explosive deposits.
Photo. 51 Lower portion of phreatic explosive pyroclastic deposit. The yellowish white pyroclastic deposit is underlain by reddish
pyroclastic deposits.
Photo. 52 Top of the yellowish white phreatic explosive pyroclastic deposit which is overlain by crumbling blocks of summit lava
dome.
Photo. 53 Upper boundary of the phreatic explosive pyroclastic deposit at the base of summit lava dome. The yellowish white
那須茶臼岳火山噴出物の全岩主化学組成
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