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クッタラ火山の火砕堆積物と登別化石林

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(1)Title. クッタラ火山の火砕堆積物と登別化石林. Author(s). 春日井, 昭; 細川, 貢四朗; 春日, 秀夫; 倉沢, 保文; 前田, 寿嗣; 矢 野, 牧夫. Citation. 北海道教育大学紀要. 第二部. B, 生物学,地学,農学編, 35(2): 113-128. Issue Date. 1985-03. URL. http://s-ir.sap.hokkyodai.ac.jp/dspace/handle/123456789/6415. Rights. Hokkaido University of Education.

(2)    . 北海道教育大学紀要 (第2部B) 第3 5巻 第2号. 昭和6 0年3月 M [ 85 9 a rch ,1. lo fHokka i i do Un i i Sec i I jou 5 t t t IB)VO rna s ver on( onl yofEduca .3 .2 ,No. ク ッ タラ火山の火砕堆積物と登別化石 林※. 春 日 井. 倉. 沢. 保. 昭* ・ 細 川 貢 四 朗** ・ 春 文↑ ・ 前 田 寿 嗣H o 矢. 日. 秀. 野. 牧. 夫*** ↑ ↑ 夫↑. *北海道教育大学札幌分校地学教室・**札幌市南が丘中学校.***札幌市藻岩高等学校 ↑室蘭市大沢小学校. ” 札幌市西野中学校 晃市西野中学校. 情 北海道開拓記念館. i Pyroclast ic 1 )ePos ts fror he Kuttara Volcano and ] nt f ied Forest southwestern Hokka ido the N oboribetsu Petri , ,Japan *** * ** . Hid Aki eo KASUGA ra KASUGAI . K0shiro HosoKAWA ↑ ↑ ↑ 首 Yasufumi KURASAW÷AT. Toshi t su≦m M[AEDA and 鯛【akio YANo *E th s i ion l l ido Un i i ty ofEducat ege ve rs ar cence Laboratory ,Sapporo064 ,Hokka ,Sapporo Co **s l ior Hi apporo Mi namigaokaJun ghSchoo ,Sapporo061一21 ***s l ior Hi iwa Sen o apporo M【 ghSchoo ,Sapporo061一21 ↑Muroran 6sawa E1 l tary schoo emen , Muroran 050 ↑ ↑sa oro Ni inoJun ior High schoo l sh pp ,sapporo063 首十Hi ido i IM[ tor s ca useum of Hokka ,Sapporo061一0I. Abstract. i M[ i far ious pyroclastic depos ts accumulate i t n enormous thickness around the Kuttara ul Volcano. Thedepos i i tsared ‐ videdin descending orderintothe Kt−a Pu1mice F1ow accompanl. l ia Fal l l b Pu]mice F1ow, Kt −d Scor ‐ e Pu]mice F1ow, ‐ − c Pumice Fa edby base surge, Kt , Kt , Kt iPumi land Kt iaF1ow,Kt l l ia Fal l hPumi 」 Kt fpumice Fa iPumice ‐ ceScor ceFal ‐gScor ‐ ‐ ,Kt ,Kt i i F1 ts ts are consideredto be Late P1eistocenein age because ofboth ow Depos . These depos 1 4 i i the r geologi crelations r C age andthe .. i f i i be The Nobor tsu Pet nthe marginalareaoftheplateau, r ed Foresthasbeen discoveredi l l l ive ki ‐ e have found many we ometersto the south southwest of Kuttara Lake aboutf . Wr b Pumi i ltrunks and conifer cones embeddedi ‐ n the Kt ce F1ow Depositsthat oss preserved f lrootsin the Kt I Deposits. l l asfoss i ‐ erupted f c Pumice Fal rom the Kuttara Volcano, as we Fourspecies o i i fconifer havebeenident f c8α gをゑれ” ed:A屍g ssqc加瓦解 筋肉 ceα 迄zoe郡禽 , Pi , Pi. 本研究には北海道科学研究費を使用した. ) ( 33.

(3)    . . ・肩、 .別 日 ・小 貝 朗・春日秀夫・倉沢保文・前田寿嗣・矢野牧夫 面. 春日井昭・細川貢四. 114.             . and 乙α内皮 多玖雄誇れZ . i l lthe sedimentary structures around someofthefoss 工n th i i bei tai n de s paper, we descr icf lowand ice F1ow DePosi tsforthePurPoseofresearch onthepyroclast trunksinthe Kt ‐b punl. l l i i ts cut hor i tssedimentation. our observations on the surface ofdepos zonta y and perpen‐ i l lup the narrow gap betweenthe i l lowing data:( i ly revealthefo d 1 )the pmn ce grainsf cular ious wa i ts;( i 2 )var shr nking trunk and the surrounding depos \∼ patterns as a result of a i ltrunksfor al low extend southwest∼ west southwest ward from thefoss turbul ength of entf i f ty centimeters. aboutf l imatologicalstudy ont hepet i f i Another preparedreportdetai tinthe r sthe paleocl edfores. VVurm 工ce Age .. は じ め に. ) 登別化石林の発見の経緯とその概要はすでに報告した(胆振団体研究会, 1984 . 多数のグイ マツ (Lαγ禽 g粥β産物) を含むこの針葉樹林は, ウルム氷期の中期の気候とこの地域の古環境を明らかに. するためにもいくつかの資料を提供するであろう. その古気候学的成果は別に報告する. 一般に火 山の周辺 でも, おびただしい数の樹幹が直立したまま埋積され発見される例は多くはない. この化 石林のように火砕流堆積物中に 埋積され保存された例は非常に少ない. 本報告ではとくに樹幹の周 囲にみ られる火砕流堆積物中の堆積構造をやや詳細に記載する. これらの記載は, このような火砕 流の堆積のメカニ ズムを明らかにするためにも貴重な資料となる であろう. また登別市当局は, こ の化石林をなんらかの方法で保存復 元することを企画しているが, この堆積構造の記載はその復元 に際しても不可欠な資料である. 本報告は, 筆者らが胆振団体研究会を代表し, いくつかの課題を分担して執筆したものである.. 1. 火砕堆積物の層序と年代 −− 研究史の概要 −− 登別温泉およびク ッタラ火山周辺の火砕堆積物については古くか ら多くの調査研究があり, とく にその層序と年代についてはいくつかの変遷をたどってきた. その研究史のあらましを紹介 し, つ ぎに胆振団体研究会によって明らかにされた層序につ いて述べる. クッ タラ火山周辺にみられる溶結凝灰岩は, 長いあいだ一括されて登別泥流または登別泥溶岩と ) はこの登別泥流の岩質や層厚が一様 でなく, 当時の地形に支配さ 194 3 呼ばれてきた. 鈴木ほか ( れて低所を埋めた堆積物であり, 沖積層の下位にあり, 登別地域では比較的新しい時期のものとし た. さらに石川 ( 1951 )・はこの泥流がクッ タラ湖の陥没前にその中心部から噴出した堆積物である と述べ, 支窃泥流と区別した. ) ) はこの地域の5万分の1地質図幅説明書のなかで, 火砕堆積物に 195 3 斉藤ほか ( 1953 , 土居 ( ついて も詳細に報告している. とくに斉藤ほかはその説明書の なかで登別層を水成の堆積物とし, その分布高度のいち じるしい差に注目して, その堆積時期をミンデル∼リス間氷期とした. さらに その下位に広く分布する登別泥溶岩 などの時期は, 段丘堆積物との層位関係からもギュ ンツ∼ミン ) は, こ の 地 域 の 火 砕 堆 積 物 に つ い て 詳 細 な デル間氷期としたの である. 後年 MINATOeZαZ .(1972 ) ( 34.

(4)                       .      . タラ火山の火砕堆積 と登別化石林 クッタラ火山の火砕堆積物と登別化石林. 115. 報告をおこない, その堆積時期については上記の地質図幅説明書とほぼ同様の見解を示している. 最近にいたっ て KAWACHI訪 仏 ( 1 )は, 従来水成の堆積物とされてきた登別層をベースサー 97 8 ジ堆積物とし, その直下の軽石流中の化石根なし噴気孔群による変質作用がこのベースサージ堆積 物にも及んでいることを明らかにし, さらにクッタラ火山の活動の時期が非常に新しいことを示唆 した。. また KATSUI鑑 〆 )は, クッタラ湖, 登別温泉周辺の地質図を示し, この地域の火砕堆積 1 981 .( 物を下位から軽石流, クッタラ降下軽石1・1 1・1 1 1 , クッタラ軽石流1・口と命名 し, その軽石流 のそれぞれの下位にもベースサー ジを区分した. さらに支騎軽石流堆積物との層位関係から, これ らの堆積物の噴出時期は数万年前であろうと述べている. 山崎ほか( )は後述のように,比較的上位の軽石流堆積物のなかから採取した炭化木片によっ 1983 4C 年 代 を 報 告 して い る こ の 層 準 の 1 4C 年 代 は ク ッ タ ラ 火 山 の 活 て, 40,190±2,590Y.B.P.の 1 . ,. 動の後∼末期の時期を示すものであろう. 胆振団体研究会は, 黒松内低地帯・洞爺登別地域o石狩低地帯・南部十勝平野な どの広範な地域 の後期更新世のテフロクロノロジーを主要なテーマとして調査研究を進めてきた. 登別地域につい ても, 火砕堆積物の分布域のほぼ全域について調査を進め, ボーリングにより採取された多くの試 料をも参考にし, これらの火砕堆積物の層序を明らかにした (前田ほか, 198 4 ) . その概要を第1表 に示す, 第1表 火砕堆積物の層序の対照表 斎藤ほか ( 1 3) 95. 前田ほか ( 19 84). 1支妨浮石層 帥〕. ト. Sp l f. (支窃軽石流堆積物). 別. 層. 〔No〕. ヨ. ロ. 浮 石 層 〔K3 〕. ー. ゲ. Kt ‐ e. 軽石流堆積物. Kt f ‐. 降下軽石堆積物. Kt ‐ g. 降下スコリア堆積物. h 軽石スコリア流堆積物 ( 3 )…. ・ Kt ‐. 醐. 4 ) …. ( ・. i 降下軽石堆積物 Kt ‐ Kt j. L − − − − −− ーク. 軽石流堆積物. タラ 火 山 外輪 山溶岩 1. Kt lは軽石流を示す, f ‐ aの欄のb sはベースサージ, p . ( ) 幌別川本流左岸, 札内台地中央域, 登別川本流の峡谷などの溶結相の多い火砕流の場合 1 { 2 ) ランボーゲ岬∼ ボンアョロ付近の溶結相 (登別軟石) の多い火砕流の場合 ) 札内台地の南緑域の一部の溶結相のみられる火砕流の場合 ( ) 4 3 ,( なお, 登別温泉付近の溶結相には,( 1 2 )のほか降下軽石堆積物起源と思われるものも認め ) ,{ られる.. ) ( 35. 物. ポ. Kt d 降下スコリア堆積物 ‐. 積. ン. 浮 石 層 〔K. 〕. 降下軽石堆積物. 堆. フ. 2 ) …, . :… … (. 醐. 登別泥溶岩 〔K2 〕. r−T. Kt ‐ c. 火 砕. ア. Kt b 軽石流堆積物 ‐. ) i. 山. ン. l p .f. 火. ボ. 一「. Kt ‐ a 軽石流堆積物. ラ. 堆 積 物 〔K4 〕. bs2. 脚. 倶 多 楽 火 山 噴 出 物. 虎杖浜火山岩屑. ・ 、 ” . ・ ・ . ・ . . ・ ・ ・ . . ・ ・ ・ . . ・ , . ・ ’ . ・ ・ ・ . . ・ 1 1. . ・ . . ・ . . ・ . . . . . ・ . .,. 登. ッ タ. l . ・ . . ・ . , . ・ ‘ . ・ . , . ・ 1 . p ,f. i. ク. bsl.

(5)    . 116. ・目 ・層、 明・ 日 リ 、姉 ・ 春日井昭・細川貢四朗・春日秀夫・倉沢保文・前田寿嗣.矢野牧夫. 南部十勝平野む こ広く 分布す るオ レン ジ降下軽石 堆積物3(0 3 ) は, 4 2 3 0 0±霊魂8 Y.B.P.の , 1 4C 年代の得られた層準の直下にみられる(十勝団体研究会 1 ) , 973 . この op‐3 が, 石狩低地帯の鵡 )に対比されることもすでに明らかにされている(春日井ほか, 1 ) 川 降下軽石堆積物3(Mpf 98 0 a3 . o 3 i(第1表) がこの Mp fa3 比 一 − 対 さ れ れ ら 連 の テ フ ラ が ク タ に こ 胆振団体研究会は Kt − p ッ , , ) ラ火山起源 であることを明らかにした (春日井ほか,198 4 .これらのテフロクロノロジーの成果は, クッタラ火山の活動の前∼中期の年代を示唆するものである. 以上の研究史のなかで列挙した業績のなかで, 斉藤ほか ( ) の地質図幅説明書は登別温泉地 1953 域を含むということもあって, その後多くの文献に引用され, 大きな影響を残すことになっ た. た とえば, 登別町史 (登別町史編さん委員会編, 1 ) などはその典型的な例 である. 96 7 この地質図幅説明書のなかで示されたクッタラ火山起源の火砕堆積物の層序と胆振団体研究会の それとを対照し, 第1表に示した. この研究会が火砕流として区分した Kt −a iは, い ず ,−b ,−e ,‐h ,‐ れも溶結相 が広く分布するが, その1 則方で急激に非溶結相に遷移することが非常に多い. ところが, −aと Kt −b とが上下に重なってみられ 2つの異なる層準の溶結相が1つの露頭でみられる例は, Kt る露頭以外にはほとん どない. そのような事情もあって, このいち じる しく 層 準の 異なる Kt‐a ∼Kt ‐ iの溶結相を,・5 ) としている. ,万分の1地質図幅 「登別温泉」 では一括して登別泥溶岩 (K2 b K し た が っ て Kt−a − t 以下の火砕堆積 をこの泥溶岩とした場合は − その直下の非溶結相および c , , 物がラン ボーゲ浮石層 (K, ) として扱われることが多く, 逆にKt ‐ eをこの泥溶岩とした場合は, K f以下の火砕堆積物がランボー K Kt t b われ 以上の火砕堆積物がボンアヨロ浮石層( )として扱 ‐ ‐ 3 , ゲ浮石層として扱われていることが多い. また胆振団体研究会は, これら一連の火砕堆積物と外輪山溶岩との層位関係について, 若干の調 査検討すべき課題を残しているので, 両者の関係を第1表のように独立して示した. しかし, 虎杖 浜火山岩層堆積物 (K4 ) は外輪山の東半域を占めるのみではなく, 虎杖浜∼竹浦間の台地に広く分 布する厚い Kt −dな どを一括していることも明らかである (第1表, 第2図) . 以上のように研究史についてやや詳しく述べたが, その多くの業績のなかには, 今後も主要な課 題と・ して研究しなければならない問題点を示唆しているものが実に多いのである.. ‐b に つ い て 2. Kt. 登別化石林を埋積している Kt −b 軽石流堆積物(以下 Kt ‐b と言う)について, とくにその上位の ベースサージ堆積物との層位関係について述べ, つぎに Kt −b の分布や特性についてやや詳細に述 べる. 他の層準の火砕堆積物の特性は, つぎの報告にゆずりたい. 本報告では, この化石林の発見された地点,その周辺の地域およ び Kt −dの模式地に限って地質柱 1 4 状図を示した (第1, 2図) ) が40,190±2,590Y.B 1983 .P .の C 年代を報告したの . 山崎ほか ( は, この図の Loc ‐bに相当する軽石流堆積物の層準である. .5のすぐ近く で, Kt Kt −eの下半部や Kt −d ,−h の層準にはベース サージないしはそれに類似の堆積物がしばしば認め られる. しかし本報告でベースサージとして扱うものは,第2図に示したように Kt −aの層準にみら れるものである. Loc .3 , 4 では2層のベースサージ堆積物がみられ, そのあいだには札内台地の Kt −aの細粒部によく似た軽石流堆積物がみられる.その層厚は5 m 以下 である.この上位のベース bsl bs2 サージ ( ) 中には, 軽石や薄い軽石層が認められ, 下位のベースサージ ( ) と判別される. 札内台地の中央域では, −aの直上にこのbs2に対 比される層厚3 m 以下のベースサージ堆積 .Kt ) ( 36.

(6)      . 117. クッタラ火山の火砕堆積物と登別化石林.      . 7 濯ぎ漆《審 議美 醜漉きききき愛編 物 膨. 登 別 市 の 位.       −溺. ミミ … 3 vN−」 『 霊‐七緩※錠素ミ. 0. 1 00 0. 2 00 0. 3 00om. 第1図 登別化石林および柱状図位置図 (国土地理院発行5万分の1地形図 「登別温泉」 による.). 1:国鉄富浦駅西方約2 km の 沢, 2:養鶏場西の沢, 3:和光園, 4:登別 化石林, 5: ボンアヨロ燈台,. 6:竹浦神社裏. 物が広く分布している. Kt ‐aと Kt −b とのあいだには, いちじるしい時間間隙や削剥を示す事実は ないが, その境界にはいずれの露頭でも ベースサージは認められず, 札内台地の南縁域やクッタラ 湖の南∼東側の Kt −b の直上にみられるベ ースサージもこのbs2に対比されるものであろう。 Kt −b の層厚は, クッタラ湖の南側の台地や札内台地では, 5∼15m 程度であるが, 幌別川本流に 近づくと急激に厚くなり, いちじるしく溶結していて, 噴出直後にはその本流の流路を埋めつく し たことを示している. この Kt −b は, クッタラ湖の東ないし北東では薄くなり, 層厚は2∼3 m で, f l 支窃軽石流堆積物 (Sp ) に被覆されている. Kt −aよりも岩片と有色鉱物がともにとぼしく, 多くの地域では軽石は灰白 −b は, その直上の Kt −b の下底は Kt ‐ 色で, 褐灰色の軽石からなる Kt −aとは容易に判別される. また Kt cの上部に普遍 的にみられる特徴的なチョ コレート色の埋没土壌 (チョ コ帯) を被覆していることが多い. −b は軽石流堆積物であるが, 湖の東側ではやや降下軽石 クッタラ湖の西側の広範な地域 では, Kt ) は4 堆積物の様相 を呈 し, 軽石の最大粒径は25 0mm 以下, 中 央粒径 (Md 2∼3 2mm, 分 級度 ‐ ) ( 6 室) は1.94∼1.58である (磯部・家政, 1984 . Kt −a −c以下の火砕堆積物の大部分が安山岩質であるのに対し,Kt , はデイサイト質で,とくに Kt ‐b の特徴である. ‐b は石英の斑晶に富む。 縞状の軽石を含むのも Kt 軽 石 中 の 有 色 鉱 物 の個 数 比 の平 均 は opx:cpx:ho:opaque=48.6:17.1:0.7:33.6 で あ る (飯 ) ( 3 7.

(7)                       .    . 118. 春日井昭・細川貢四朗・春日秀夫・倉沢保文・前田寿嗣・矢野牧夫 I Loc ,. 、 ノ\ ” ノ、 ノ、“夕も 、/ 、ノ ” 、/ 、/”や夕 /、 ′\ ” ノ\/、.夕◆ \/ \/ ” ー \/ \′“◆.    □2 圏3 区副4     区図6 国回8. 8. 区望1 0. 1 晒1. Loc 3 .. f b ( 豪 華…1 ′、/、 ざ ま電“K f “ ( . ・ .”・ ・Kトd. 4 Loc .. Loc 5 .. Loc 6 .. 回 一 r d ・ x′ ▲ x 、/、′. LLL O O + L 5. く>く>Kf − e LLL ‘ LL. ノ、/\/、/\ \/\/・/\/、 /\/、/\/\/ \/\/\/\/\. 匝副9. 1. も ク、タ ヂ 、夕 キク、グ、 ◆ ク キ キケ ヂ や7 やや. 区副 7. Loc .2. ) oc .1∼6は 第1図に 同 じ, 省 略した層 厚の単位はcm −b は省 略), 2:ローム, 3:チョ コ帯, 4: ベー スサ ージ, 5: (凡例) 1:腐植 (Us 降下火山 灰, 6:降下軽石, 7: 軽石 流, 8:降下ス コリア, 9:スコリア 流, 10: 溶結凝灰岩, 11:直立樹幹 (化石林). 第2図 地質柱状図. −−… … 主. 5 1 1 … ) ) (”○ , .当 .− .. ◆ 80ム . ,”, 2β. 第3図. ) 強磁性鉱物のX線回折図 (Kt ‐b Fe‐Kα, 格子定数の測 定には ( ) 440 ) の ピークを用いた (前田, 1981 511 ) ,( .. ) ( 38.

(8)    . 119. クッタラ火山の火砕堆積物と登別化石林. ). 沢, 1984 EPMA に よ り 求 め た opx の Fe/ (Mg十Fe十Ca) の モ ー ドは 0.49∼0.50 で, や や Fe に 富 む.. また強磁性鉱物のX線回折の結果, イ ルメナイ ト ー ヘマタイトは認められず, チタノマ グネタイ トの格子定数は8 . .425∼8.430A で, Tiの量はあまり多くない (第3図) これらの特性は火砕堆積物の同定と対比に有効である.. 3. 登別化石林の産状と樹種 この化石林が発見されたのは, クッタラ湖の中心から南南西約5 km の火砕流台地の末端部であ b を地表から深 −a − る(第1図) , Kt . 日本道路公団は高速自動車道建設工事のため, この地点の Kt さ20m にわたり掘削中であっ た. 最初に注目されたのは, 第4図の中央から南西側に道路のり面に 沿って立ちならぶ黒色に炭化した巨大な樹幹の先端 である(第5図) −b の層厚は . この地点 では Kt 1 5m 以下 であるが, 樹幹はその下半部に埋積されていた. 胆振団体研究会の会員は, 工事のため Kt−b の 下 底 か ら, 1 ∼ 2 m の高さにま で掘り下げられていた平坦面(第4図北半域)の調査に移り , その樹根が Kt −cおよ びその上部にみられるチョ コ帯中によく保存さ れている状態を詳細に観察し. ずる 講 罫書 . o. a. る. ず 。. o     . ⑪ o. 2 懇  . あ. ①. ◎. 2 0m. 0. … 4 9 ●. 第4図 登別化石林の樹種分布図 数字は樹幹番号 (以下T 1, T2 で示す) ,. 方位は磁北 (以下同じ) .. l Z Z (凡例) ●:Ab Ss 7 2銑s s (ト ドマツ) e αc卿/ 0 :Pa c eα 迄zog硲禽 (エ ゾマツ) 0 : 理解αgを姦煽す (アカエ ゾマツ) 0 :Pたm たzo伽 由 または Pた如 gZ B力幼Z Z Z ◎ :乙αγ禽 gmB 〃Z (グイ マツ) ) ( 3 9.

(9)    . 春日井昭・細川貢四朗・春日秀夫・倉沢保文・前田寿嗣・矢野牧夫. 120.  .                〆多喜二三鮒 を響瀞そ奏達覇、 ′ r謹撰 富三#愛さ ,群 ギリ ネ 興ぜ.   ダ ルメメ 、   ギr ;豊 崩滋        誓 養 三 滋       .            丁 ∼ 」 〆 , 〆. も〆” ′                                    . 羅 書 房転.      −      . 覆 轟々. ご. 馨 − 三一. デ. 第5図 高速道路のり面にならぶ炭化樹幹 た. この段階にいたり, 登別市当局と協議しこれを登別化石林と命名することになった. Kt −cとその上部のチョ コ帯は広範な地域にわたる対比のための示準層として,胆振団体研究会に よっ て追跡されてきた. 化石林の発見によって, このチョ コ帯は森林が生育していた当時の古土壌 であり, 火山活動の休止期を示すものとして再評価された. その後の調査結果を加えると, 直立する樹幹は約7 00m2の調査域に57本あり, そのうち直径40 cm 以上が7本, 20cm 未満が30本である. 樹幹の組織の走査型電顕による観察と, 採集された球果, 樹皮,ノ i ・枝およ び葉の特徴(矢野,1 982 , 1983 ) などにより, 第4図に示した4種の針葉樹が同定された. Lαγ次 g粥磯形 の植物遺体は, 早くから注目され 北海道の第四系のいく つかの層準から得られた‐ ) 報告されている (矢野, 1970 .g粥磯露 が . この化石林では, 現在の北海道には自生していない 乙 多数同定されており, ウルム氷期中期の寒冷気候の変遷の実態を明らかにしていくためにも貴重な 資料を提供する であろう. その古気候学の分野にかかわる資料と検討結果は別に報告する.. 4. 炭化にともなう樹幹の収縮 直立する樹幹の水平分布を明らかにし, 樹幹の直径を東西および南北方向に測り, 胸高直径に換 算するためにチョ コ帯の最上部から直径測定高度ま での 比高(H)を記録した. このうち, 第4図の 東端域に産出した14本の樹幹とその周辺について詳細に調査することができた. 1 ( )年輪の調査 現生の森林の調査にあたって, 代表的な樹木を伐倒し, その樹幹をいくつかに切断し, 年輪を調 ( ) 4 0.

(10)    .  . 121. クッタラ火山の火砕堆積物と登別化石林. イ きざ嶺 ー き 三 もぎ         . 第6図. T46の樹幹解析 年輪10年 ごとにマチ針を刺 してある,. 50. 100. 150. 20oy. 年輪数 本する こ. 樹幹の過去の成長の経過を知 によ 十 } っ てザ ” ー=. 廿 三: r▼二十 」 二二 二言 丁二 ÷ 第 7 図 一二 \三 十 ” 1 6 森林を糖 る方法を樹幹解析といづ( 木村, 十97 J . 成する多くの種についてこの方法を採用し, 森林. た −−廿仙 成長曲繰 ら 測 定 さ れ十 T46の …” 樹 幹 か 十−+− (H =230cm). の生育過程を明 らかにすることができる. 生育環. 牛. 〆 爺; , 。. ; 宝誕髪 鍵竪鞭豊麗 命 家 三 じ璽要 る. 8個 体 に つ い て 年 輪 を 測 定 した が, そ の 結 果 に つ い て は 別 に 詳 し く 述 べ る. そ の う ち T46 (Pa 7 ? s禽 ま た は P c eα 迄zoe . gをあれれ H :230cm). 第8図. T46の樹幹にみられる割 れ目 南側に2本の節がみられる.. 66年ま で数えられたが, 年輪数は樹木がその高度に達して の年輪を一例として示した. 年輪数は1 0年 66十α 年である. 初期の成長の良い時期のつ ぎに成長の悪い時期が5 からの年数なので樹齢は1 ほど続き, 急に成長が良くなるという パターンが読みとれる. このように 生木, 炭化木いずれの場合も年輪数と半 径との比にはばらつきが大きく, その比の比 較から炭化にともなう収縮率を推定するのは困難である. ( 2 )樹幹の収縮率 樹幹を掘り出していく作業の過程で, 直立する樹幹の周囲に例外なく軽石や岩片と粗粒火山灰か ( 4 1 ).

(11)  . 122. 春日井昭・細川貢四朗・春日秀夫・倉沢保文・前田寿嗣・矢野牧夫. らなる粗粒部がこれをとり囲んでいることが観察された. 後述のようにこの樹幹をとりまく粗粒部 は, 樹幹の炭化にともなう収縮により, その周囲に間隙ができ, そこに上部から軽石や岩片などが 落ち込んだものと考えられる. ) による詳報がある. ミ ズナラ心材部木片を電 19 63 木材の炭化にともなう収縮については里中 ( 気炉で炭化して1 0℃き ざみの木炭を造っ たときの収縮率・容積残存率が明らかにされ 100℃ま で10 収縮率は木材の切線方向で最も大きく( 500℃−33.2%) ている. これによると, , 半径方向は切線方 /3である. この資料は広葉樹のものであるが, 針 向の約3 /4で, 繊維方向は最小 で半径方向の約2 葉樹の場合も類似する. この化石林の樹幹も第8図のように放射状の割 れ目が多数入っていて, 半 径方向に対し切線方向が大きな収縮をしたことを示し, その状態はかなりの収縮があったことを示 唆 し て い る.. ) を参考にして, 針葉樹についても炭化にともなう収縮について実 ) 19 80 浅野 ( 1982 , 岸本ほか ( 験をおこなっ ているが, その結果の詳細については別に報告したい. この実験でも, その収縮率は いちじるしく大きく, この化石林の樹幹とその周囲の堆積物とのあいだには, 樹幹の収縮によ って 生木時の半径の20∼30%の間隙が形成されたことは明らか である.. 5. 化石林の埋積機構とその考察 樹木が Kt −b に埋積さ れていっ た過程と, この 火砕流の堆積の機構を明らかにするには, 樹幹周 辺の Kt −b の堆積状態を詳細に観察する 必要があ る. 第4図の東端の部分の斜面をパワーショベ ル で大きく削り取り, 垂直面と水平面を作っ た. 水 平面は N W−SE に 約 16m, NE−S W に約4 m. こ の水平面はチョ コ帯の最上部から約2 80cm の高 さにある. 垂直面は水平面の SW 側と SE 側に作 られ, 水平面からの高さは約6 m で あ る. 斜面をこのように削った結果,合計1 0本の直立 ) と4本のほぼ水平に倒 樹幹 (T46∼51 , 54∼57 ) が 現 れ た. 観 察 は こ れ れ た 樹 幹 (Ta . 2 ,c ,c ,b. −b を平滑に削りながらお らの炭化木の周囲の Kt こ な っ た. ス ケ ッ チ は 1ocm 四 方 の グリ ッ ドを 張. り, 正確を期 した (第9図) . ( 1 )Kt −b の層相変化 Kt −b の最下部は層厚10∼数1ocm の白色細粒 の火山灰からなり, ここからは炭化した針葉樹の 葉・小枝・球果などが産出している. この層準は Kt −b の先駆的な噴火による降下火山灰堆積物と 考えられる. それより l m ほ ど上位ま では細 粒の軽石流堆. ) と周囲の堆積物の垂直 第9図 直立樹幹 (T5 6 断面. 積物で, 細かな平行ラミナを形成している部分 で ( ) 42.

(12)        . クッタラ火山の火砕堆積物と登別化石林. 123. 49       . . ro ‐灘 拶′ .o. o ,,るo o ,.            . oもQ00 3 ,、       o. oo. c. gb o. ,. .. 0 ・ .。 .. 5 1. 況 旗o. も. ◆ 。.b .. 長 富ま g 言 二.      .   0‘ ・二 ・ ロ メ, . 二‐ 電 , , , も . ・ O 」 ・ ・泡 節 . o , : . . . . 骸. ,卯. 4 \. ぎ. 。. .  ・ ,. .。 ( )D,. 8 ,.. 。.   . 。. q ‐。o. t i.  . 。.                       [ ハ  . 縛 ‐ さ     .   . 54. o  , o. T 56. ; ,熟達 総 ・ .。.    . デ・Q q◆. ・ 鎗 . ニ. a Gbo や. O.    .         ・  4 。  . 。. 。   ○ 。.  .  . ・ . 龍 二−− 泰 ミ ?,,・. ‐ 、、 、  さ ) r。 。. o 『. 。. 第1 0図 直立樹幹をとりまく粗粒火山灰と軽石 (平面図) cm) 炭化樹幹中の数字はEW, NS 方向の 直径 ( , C は炭化木細 片, 岩片は黒 色 で示す (以下同じ) . ( 4 3 ).

(13)                                                        .    . 春日井昭・細川貢四朗・春日秀夫・倉沢保文・前田寿嗣・矢野牧夫. T 56. ,. LN3yw \. ・ 8 EI ご N4. o 言激流耐寒. 〉! 。′.      . , もも. 『. ′ ・ ‐ ‐ ・呉認. , . ・ ▲’◆ . ・1′ ◆ ・.・ ..・. 報.                        . . o ・ o . h , . o o o. ,. 醇.                   o   ooo o・oo o, o 櫨 。。 o b. ド 。 も .。 ミ . ・ . ミま. 、 ,.  . 〆 一戦暑勲小 方縦ー o.          . テー! 〆. ///,   . . ; .;.    . o Uqoo ; ,・ o          . く。* ‐撒 ,                  ′ , {− .J.                  .     ▼   . ウ 。 oo .・0o  ..         . 第11図. o 十ず o o。.          . o 。o 〆 o.            ・ . ,oo. . − ; 7 ,. ・ ・ ・ ・ ・.      : ・ .O。 .,r .も . lift , 十↑十王十 LQ\ ,. ; ℃ ;もぎ.      . 124.  .         0 も Q o− 。 o oo ◆o・ ◆ o; 。。. o ? 回, 。  . 直立樹幹と周囲の堆積物の垂直断面にみられる堆積構造 垂直面の上位側 (U) と方位を示すo. あり, また径lcm 以下の軽石が並ん でいる層準も認められる. それより上1乾約6 m は火山灰を主体とする軽石流堆積物 である.軽石は最大径3cm lcm 以下 . のものがほとんどで, 明褐灰色を呈する. 軽石は円磨してい る. 垂直面 では,1 0∼20cm 間隔でまわ りよりはやや細粒な火山灰 が櫨色の薄層をなし, 縞状にみえる. この薄層の上側の面にそって炭化 木の細片が連続して並ん でいるのを観察できることが多い (第11図) この縞は軽石流堆積物のフ . ローユニ ッ トの境界を示していると考えられる. 全体としては薄い軽石流が断続的に層流状に押し よせてきて堆積したもの であろう. 直立樹幹のほとんどはこの約6 m の層準以下にみられる . これより上位も軽石流堆積物 であるが, 軽石 (径15cm 以下) や岩片 (径5cm 以下) を主体と するもの である. 下位の火山灰を主体とする部分とは, 明瞭な境界を示す . ( 2 )樹幹をとりまく粗粒部について 直立樹幹はほとん ど例外なく 暗灰色の粗い軽石や岩片と粗 粒火山灰でとりまかれている この粗 . 粒部はその外側の火山灰を主体とする明褐灰色軽石流堆積物とは明らかに異なるもので, 水平面 で は樹幹の輪郭と同心円状の明瞭な境をもっ て両者は接している. いわば直立樹幹は粗粒火山灰と軽 石の衣を着たような状態を呈している. この粗粒部は 樹幹の NE 側 で厚く, SW 側 で薄い例や, 粗 粒部の水平面 での輪郭が NE−SW に長軸をもつ楕円形になっている例が多い(第10 , 12図) . 垂直 面上では, この粗粒部が樹幹の表面にそっ て上下に連続する (第11図) さらに一部では軽石や岩 . 片が樹幹の表面にくい込ん でいる状態が観察される. この粗粒部は, フローユニ ッ トの境界としたやや粘土化した火山灰の薄層を垂直方向に切って連 続していることから, 直立樹幹の周囲の軽石流堆積物 が堆積 し終ってから形成されたものであるこ ) ( 4 4.

(14)                             .    .      . 125. クッタラ火山の火砕堆積物と登別化石林. とは明らかである, この粗粒部は分級が悪く 軽石の最大径は4.5cm で発泡はあまりよく ない. 黒 色岩片も含まれており最大径は2,5cm でやや角 ばっ ている. このような軽石や岩片を含む層準は −b上半部の軽石や岩片 を主体とする軽石流堆積物 Kt −b の底部には存在しない. この粗粒部は, Kt と酷似している. したがってこの粗粒部は, 火山灰を主体とする軽石流堆積物の堆積後, 直立樹幹. − −. T 46. ヘメ. メ. ー. 4. T畑 o 電 撃 ミ. ー 言 三瀦誓 き き. じ. き.             納. ・ ,.   . Q 。 b 、. 〆.      . 〆. T″. Y t . Q ざき Q。 。. . . .. 57. W S. 。 多. 0 V 35 EY . 0 NS 37 .. 0/o ず. の デ. き oo 。 鋤 ′. 2図 直立樹幹周囲にみられる堆積構造 (平面図) 第1 ( 45 ). ー.

(15)  .    . 126. 春日井昭・細川貢四朗・春日秀夫・倉沢保文・前田寿嗣・矢野牧夫. の炭化による収縮などによってできた間隙に, 引き続く大規模な噴火によっ て噴出した軽石流堆積 物が落ち込ん で充填し形成されたものと考えられる. 粗粒火山灰と軽石が落ち込むまえに, 樹幹の 一部が折れたり破砕 片状になって間隙をふさいでいる部分 では, 粗粒部はそれよりも下には達して いないことも観察されている (第11図) . この間隙が, 堆積直後には二次噴気の通路となり得たことも, 同時に考慮しておかなければなら な い であ ろ う. こ の 部分 が暗色であることも, とくに注目される .. ( 3 )堆積構造と軽石流の流動方向 直立樹幹の周囲を水平にラミナにそって掘り下げていくと,( 2 )で述べた粗粒部のさらに外側に, 樹幹から一定方向に軽石が密集する構造が現れてくることがある (第12 , 13図) . これらを詳細に 観察したが, 軽石流が直立した樹幹に衝突したときに, 第1 4図のような渦流が生じ, 軽石が選択的 に樹幹の下流側に堆積したものであろうと推論される. したがっ て軽石の密集方向は軽石流の流動 方向を反映するこ とになる.水平面上 での軽石の密集は 樹幹の SW∼ WSW に 多いことから,軽石流 は NE∼ENE から流動してきたものと思われる.その方向は,クッ タラ火山の方向とほ ぼ一致する . 軽石流の流動方向とほ ぼ平行な垂直断面 でも, 一般に下流側 に軽石が多いことも 水平面での観 , 察と一致している. 軽石流の流動方向とほ ぼ直角 な垂直断面 では, 上述のような構造はあまり顕著 ですまな い.. 軽石流の流動方向とほ ぼ直角に倒 れている樹幹の周辺でも詳細な観察がおこなわれた 第15図の . Taの樹幹から上流側には細粒の火山灰が堆積し さらに樹幹をのりこえて下流側には細粒の軽石 , が巻き込まれるよう に堆積している. 軽石流堆積物中にみられるインプリケーショ ンによっ て流動方向を推定する方法も試みられてい る(鎌田ほか,1981 ). 以上に述べたように火砕流の流動方向が渦流構造によ っ て判明した場合には, その周辺でインプリケー ショ ンについて観察し, 逆に後者の調査法の有効性を検討することも可能 であろう. また第10図と第12図との比較からも明らかなよう に, わずかな層準の違いでもこの渦流構造に 微妙な差異があり, 非常に注目される. これらの調査‘ ま , 火山学と堆積学 (砕暦性堆積物研究会, 1 983 ) の二つの方向から進められるべき であろう. 里中 ( ) は, 木炭の元素分析やX線回折によ って加熱時の温度が推定できることを明らかに 19 63 した. 火砕堆積物中の炭化木についても, この種の方法と岩石磁気学的方法と の併用も期待される ..       .               と饗塞 ぎ.          .      . . バ . ・  .  .                    . ∼.  .    . 一 んき ,.  .              . (a) 整 流. 第14図 第13図. (b) 渦 流. 流速の増加による渦流の発生. ) の WSW 側にみ られ 直立樹幹 (T46. ZQム ー 959; (KRUMBE.N B. る渦流構造. ) 庄司, 1971. ) ( 46.

(16)    . クッタラ火山の火砕堆積物と登別化石林. T q. 127. ‐e 、‐ ‐ もiがりぶる塾qがを ・ ぎ?儀クQ 街章鉛ヒ全霊6弱み参g〆禦 。。』。. ・ の艦 壕塑 納1 o国 蝋′か−− み せ 学 齢き み『 ?*〆 ‐ roパー※か き嘉雄も ・ −−。 れ. も ≦ も 墓 お r 暦 評 議ミ ぎ お. fi , /N2.                                ′ ooo o. 第15図. T c2. T o. ほ ぼ水平 に倒 れた樹幹 (Ta ) 周囲にみられる堆積 構造 , 2 ,c ,c. 数字は樹幹の水平方向の直径 ( cm). 6。 要. 約. − iの10層に 区分さ れ ‐a∼Kt 1 ( ) クッタラ火山周辺に累積する多様な火砕堆積物は, 上位から Kt る. それらは後期更新世に堆積した. −b 軽石流堆積物中に埋積されており, ト ドマツ, ( 2 ) 登別化石林は, クッタラ火山から噴出した Kt エ ゾマツ, アカエ ゾマツおよびグイ マツが同定された. とくに グイ マツの存在は, ウルム氷期中 期の気候を推定するうえで重要である. ( 3 ) 直立する炭化樹幹の周囲には, 樹幹の炭化にともなう収縮によって できた間隙を埋めた 粗粒部 が みら れ る。. ( 4 ) この樹幹の SW ∼ WSW 方向に,渦流構造が認められ,この火砕流の流動方向を明らかにするこ とができた。 この堆積構造は, 火砕流の堆積の機構の解明のためにも貴重な資料 である. ( 5 ) 登別化石林の古気候学的研究については別に報告する。. 謝. 辞. 北海道大学理学部の勝井義雄教授には,現地で火砕堆積物の調査研究について御指導いただいた。 同大学農学部の里中聖一教授には, 樹幹と.木炭の研究方法について御教示をいただいた. 地学団体 研究会札幌支部の多くの方々 をはじめ, とくに北海道立林業試験場の薄井五郎氏・柳井清治氏,明治 コンサルタントの宮坂省吾氏, 北海道教育大学札幌分校の木村方一助教授, 同大学函館分校の雁沢 好博博士ほか多くの方々に御協力いただいた。 北海道開拓記念館の三野紀雄特別学芸員には, 電顕による樹種の同定を御願いした. 登別市の多くの方々 をはじめ, 日本道路公団登別工事事務所, 鹿島・不動建設株式会社, 北海道 埋蔵文化財センターおよび北海道開拓記念館の方々には, 調査・発掘に際し数々の御便宜をはかっ て い た だい た.. 登別市の阿久津一郎氏には, とくに所有地での発掘調 査を許可していただいた. また胆振団体研究会の方々 には, 長年の調査・研究と登別化石林の発掘のなか で, さらに本稿の 執筆にあたって, 多大な御協力をいただいた. これらすべての方々 に厚く御礼申しあ げる。 ( 47 ).

(17)    . 春日井昭・細川貢四朗・春日秀夫・倉沢保文・前田寿嗣・矢野牧夫. 128. 引用文献 ) 木材の事典. 朝倉書店. 198 2 浅野猪久夫編 ( 土居繁雄 ( ) 5万分の1地質図幅 「白老」 および説明書. 北海道地下資源調査所. 1 95 3 1編. ) 北海道主要造林樹種収穫表と成長量に関する資料. 第1, 1 8 北海道林業改良普及協会 ( 19 7 7 7 , 19 37 9 i− i ) 「登別化石林」 の発見. 地球科学, VOI 胆振団体研究会 ( 19 84 . .38 ,p . 飯沢豊子( ) クッタラ湖西部の後期更新世の火砕堆積物の層序 − 強磁性鉱物のX線回折と化学分析 −. 北海 19 84. 道教育大学札幌分校卒論 (手記) .. I ‐1 4 0 2 195 1 ) 北海道の火山. 室蘭工業大学地学研究, VO 石川俊夫 ( .12 .2, p . ). クッタラ湖東部および南部石狩低地帯の後期更新世のテフラの対比 ‐ 強磁性鉱物の 4 磯部一雄.家政寿美 ( 19 8 X線回折, 化学分析および斜方輝石の屈折率の測定 −. 北海道教育大学札幌分校卒論 (手記) . ) インブリケイションから推定される九重火山飯田火砕流の流動方向. 火山, 第2集, 19 8 1 鎌田浩毅・三村弘二 ( VOI .281−292 .26 ,p .. ) 南部石狩低地帯の後期更新世のテフラ ー 1 98 0 春日井昭・藤田亮・細川貢四朗・岡村聴・佐藤博之・矢野牧夫 ( I 5 斜方輝石の屈折率と Mg−Fe比との比較研究 −. 地球科学, VO .34 .1−1 ,p . ) 洞爺カルデラ周辺 − 南部十勝平野の後 84 19 −−r− ・清川豊秋・倉沢保文・斉藤裕子・佐藤豊克・柳田義人 ( 1年学術大会講演要旨, P 期更新世のテフロクロノロジー. 日本地質学会第9 .66 .. ion Guideto Usu and ld Excur 1981 ) Fi e s KATSU1 . , M.( , H.and MUROZUM1 ,1 , WATANABE , Y. , YOKOYAMA i fJ l l i IS i V t be l t a a n Taruma iVo e o c a n o o c a o c su Spa o y p canoesand Nobor g . . 1, IMA KAwACHー ー ,Y, ,YAMAZAK , ,K, ,KONTAN工 , ,M, ,KIMINAM1 , ,NAKAJ ,M, ,MIYASA 魚,S ,1 ,S ,ls日エ ,MATSUI l i he l fumaro Fos i lroot K d M 1 9 7 8 T nt G S ( ) e s 日 K A I e s s H N WA s T. A H U T 0 a n A I MU R A NA B U S . , , , , , , , , , , be i i tara t i l i t i i te suFormat on t i sinthe Nobor Nobor be t ra rat onproduc ・ sandthe ceF1ow Depos su Pun ,Kut V I 1 2 9 1 303 8 あ S ヱ V − d 城のわ び H k k i d 瓦 S 鼠 O Vo l t “ り B質 ern o a o cano . . . ,p , , 力”z 解 . . ,Japan , o ,southwes. ) 陸上植物群の生産量測定法. 生態学研究法講座8. 共立出版. 木村允 ( 1 97 6 ) 日曜炭やき師入門. 総合科学出版. 19 0 岸本定吉・杉浦銀治 ( 8 imen i igraphy and Sed tat s C d 1 KRUMBE 959 on L oss )Strat IN,W a n , W, H.Freeman Company ,San ,L,L,( ,, i Franc sco .. ) クッタラ湖東部および南部石狩低地帯の後期更新世のテフラ ー X線回折と化学分析 −. 北海 前田寿嗣 ( 1 981 道教育大学札幌分校卒論 (手記) . ) 北海道西南部クッタラ地域の上部更新 19 84 −−−− ・花和勇・伊藤隆夫・香河正人・黒沢辰五郎・近江啓一 ( 6 5 1年学術大会講演要旨, p 統のテフラ. 日本地質学会第9 . . igraphyoftheQuat 1972 )St e r ‐ MINAT0 rat IWARA ,( ,and oKADA ,S ,KUMAN0 ,S ,Y, ,FUJ ,M. ,HASHIMOT0,S. do te t rn Hokkai nsouthwes si ceousproduc naw ashandpumi , . カメγ .瓦解.Sd, 鼠次々のめ び煽り , ,N.Japan I 3 6 Sez l口 VO 1 5 6 7 9 7 . ‐ . . ,p. ) 登別町史. 196 登別町史編さん委員会編 ( 7 4 ) 堆積物の研究法一機岩・砂岩・泥岩−. 地学双書2 9 83 1 砕暦性堆積物研究会編 ( . 地学団体研究会. ) 5万分の1地質図幅 「登別温泉」 および説明書. 北海道地下資源調査所. 受・酒勾純俊 ( 19 3 5 斎藤昌之・小山内拝 l ‐ 4 09 81 里中聖一 ( ) 木材炭化の基礎的研究. 北大演習林報告, Vo 1 9 63 .6 .22 ,p . ) 堆積学. 朝倉書店. 庄司力偉 ( 1 9 71 1 94 3 ) 登別温泉及び倶多楽湖. 北海道地質見学案内書第1輯. 鈴木醇・石川俊夫・石橋正夫 ( 4C 年代 地球科学 VO 25 6 柵 8 ) 北海道大樹町ホロカヤントウ沼付近の泥炭層の1 1 9 73 十勝団体研究会( .27 .25 ,p , I . . 4C 年代 地球科学 Vo l ‐ 2 3 2 8 3 8 5 7 ) クッタラ火山・登別軽石流堆積物の1 1 9 83 p 山崎哲良.宮坂省吾.河内晋平( , . ,. . . I 1 ‐ 21 5 4 %g伽8魔欄 の遺体について. 地質雑, VO 1 ) 北海道の第四系より産出した Lα 7 矢野牧夫 ( 97 0 .20 .76 ,p . l Vo VO I No 35 1 2 1‐5 北方 業 3 4 林 − 2 − 埋もれた森林をさぐる 1 p ) −−−− ( 1 9 82 1 9 8 3 . . . . , , , , , , . , No .12−16 .1, p .. ) ( 4 8.

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参照

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