連続露出がみられる.ここでは,不明な点が多い成層火 山体を構成するproximalな火砕岩相の形成プロセスの 解明のために,浅間黒斑火山の馬蹄型カルデラのカルデ ラ壁に露出するproximalな火砕岩について詳しい記載 を行った.
2 .浅間黒斑火山
群馬・長野両県の県境付近に噴出した浅間火山は (Fig.1),東西25kmにわたって延びる烏え帽子・浅間火ぼ し 山列の東端付近にあり,古い方から順に,黒斑火山,仏ほとけ 岩 いわ 火山,前まえかけ掛火山の3 つの成層火山からなる (Fig.2). 黒斑火山は100ka頃から活動を始め,20ka頃までの約1 .はじめに
安山岩質成層火山の内部構造が詳細に明らかにされた 例は世界的にみても多くない.成層火山を構成する火砕 岩(火山性砕屑岩)は火口に近い場所で堆積した proxi-malな岩相を示し,火口から遠く離れた場所に堆積する distalな火砕岩とは異なる岩相を有することが予想され る (高橋,2006;Smith et al.,1999).24kaに大規模な山体 崩壊を引き起こした浅間黒くろ斑ふ火山には,東方向に開いた 大型の馬蹄型カルデラが形成されているが (Fig.2),こ のカルデラのカルデラ壁には,200m以上の高度差にわ たって成層火山体のproximalな火砕岩の極めて良好な* Department of Geosystem Sciences, College of Humanities and Sciences, Nihon University: 3-25-40 Sakurajyosui, Setagaya-ku, Tokyo 156-8550, Japan
** Department of Geosystem Sciences, College of Humanities and Sciences, Nihon University: 3-25-40 Sakurajyosui, 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
高橋 正樹
*・市川 寛海
**・金丸 龍夫
*・安井 真也
*・間瀬口輝浩
**The proximal features of volcaniclastic rocks comprising the Asama-Kurofu stratovolcano are studied. The steep cal-dera wall of the Asama-Kurofu volcano exhibits well exposure of the internal structure of a stratovolcano. The volcanic edifice of the Gippa lava group of the Kurofu volcano at the Sennin-iwa cliff in the northern portion of the caldera wall is overlain by that of the Sennin lava group with angular unconformity. The volcaniclastic rocks of the Gippa lava group con-sist of beds of tuff breccias and volcanic breccias. Based on the paleomagnetic study, the 80% of tuff breccias is pyroclastic flow deposit and the 20% is secondary volcaniclastic deposit, and the 60% of volcanic breccias are high-temperature ori-gin and the 40% are secondary volcaniclastic rocks. The volcaniclastic deposit of the Gippa lava group are considered to be fan deposits emplaced on the foot of the steep slope of volcanic cone during the Strombolian to Vulcanian eruptions at the summit crater. The lavas of the Sennin lava group are densely welded pyroclastic rocks. The air-fall pumice and volca-nic breccia beds are gradually welded and change to densely welded lava-like rocks. The lavas of the Sennin lava group are pyroclastic rocks and the volcanic edifice of the Sennin lava group is not a stratovolcano but a welded pyroclastic cone, which was constructed during the Plinian eruptions.
Keywords: Asama-Kurofu volcano, lava, volcaniclastic rocks, welded pyroclastic rocks, andesite
浅間黒斑火山崩壊カルデラ壁北部仙人岩付近のプロキシマル火砕岩相
―牙溶岩グループの火山角礫岩・凝灰角礫岩および仙人溶岩グループの溶結火砕岩―
Proximal Volcaniclastic Rocks of the Asama-Kurofu Volcano at the Sennin-iwa Located in the Wall of
Kurofu Sector-collapsed Caldera: Volcanic Breccias and Tuff Breccias of the Gippa Lava Group and
Welded Pyroclastic Rocks of the Sennin Lava Group.
Masaki TAKAHASHI
*, Hiromi ICHIKAWA
**, Tatsuo KANAMARU
*,
Maya YASUI
*and Teruhiro MASEGUCHI
**Fig.1 Map showing the location of the Asama-Kurofu volcano. The contours of depth of subducting plates are cited from Nakajima and Hasegawa (2007). open star: the Eboshi volcano group; solid circle: Quaternary volcano; VF: volcanic front; SAT: Sagami trough; SUT: Suruga trough; black numerals: the depth of the surface of the subducting Philippine sea plate in km; grey numerals: the depth of the surface of the subducting Pacific plate in km.
Fig.2 Geologic sketch map of the Asama volcano. The purple circle shows the inferred eruptive center of the Kurofu volcano consisting of the Gippa, Kengamine and Mitsuone lava groups, and the green circle indicates the inferred volcanic center of the Sennin volcano (the Sennin lava group).
いて,SiO2量の増加とともに,急激にMgO量が減少す る組成変化トレンドを示す (高橋他,2008) (Fig.4).こ れに対して,剣ヶ峰溶岩グループは,SiO2量が増加して もMgO量があまり減少しない組成変化トレンドを有す る (Fig.4).また,三ッ尾根溶岩グループは,剣ヶ峰溶 岩グループと同様にSiO2量が増加してもMgO量があま り減少しない組成変化トレンドを示すが,それよりもさ らにMgO量に富んでいる (Fig.4).仙人溶岩グループ (仙人火山噴出物)の全岩化学組成は,三ッ尾根溶岩グ ループよりSiO2量に富んでいるが,その組成変化トレ ンドの延長上にある (Fig.4). 黒斑火山の主要部を占める牙溶岩グループとそれを覆 う剣ヶ峰溶岩グループは,100ka頃から活動を始め, 70ka頃にはその活動を終えていたものと推定される (竹 本,1999).この時期の黒斑火山は,ストロンボリ式噴火 とブルカノ式噴火を繰り返し,主として山頂火口から溶 岩を流出する活動を続けて,高いマグマ噴出率の下,3 万年以内の比較的短期間に急速に成長して,比高1,500m 余り,底面の直径が10kmを超える大型の円錐型火山体 を形成したものと考えられる (荒牧,1968).剣ヶ峰溶岩 8 万年間ほど活動して現在は活動を終えている安山岩質 成層火山である (Fig.3).広義の黒斑火山は,狭義の黒 斑火山と仙人火山とからなる.狭義の黒斑火山は,さら に全岩化学組成の異なる3 つの溶岩グループ,牙ぎっぱ,剣けんヶが 峰 みね ,三みッ尾根溶岩グループから構成される (高橋他,つ お ね 2007). 牙溶岩グループの噴出物は,MgO vs. SiO2変化図にお 5 2 8 9 10 7 6 4 3 Gippa lava group Kengamine lava group
Mitsuone lava group Sennin lava group (Sennin volcano)
Rapid growth of composite volcano with lava effusion
Explosive Plinian eruptions (As-Bp pumice falls) since 29ka Sector collapse with magmatic eruption at 24ka
Sekisonzan lava dome (10ka)
Fig.3 The volcanic history of the Kurofu and Sennin volcanoes.
Fig.4 MgO vs, SiO2 diagram for the whole-rock chemistry of the eruptive products of the Kurofu and Sennin volcanoes (in wt%).
1: As-Bp (Asama Itahana Brown pumice); 2: Sennin lava group; 3: Mitsuone lava group; 4: Sekisonzan lava dome; 5: Kengamine lava group; 6: Upper Gippa lava group; 7: Middle Gippa lava group; 8: Lower Gippa lava group; 9: Unclassified Gippa lava group.
火を繰り返したものと推定される (竹本,1999).24ka頃 に,黒斑火山および仙人火山では大規模な山体崩壊が生 じ,南部に塚原岩屑なだれ堆積物および塩沢岩屑なだれ 堆積物を,北部に応おうくわ桑岩屑なだれ堆積物を流下させた. 応桑岩屑なだれ堆積物は,さらに吾妻川に沿って流下 し,関東平野に到達して前橋泥流堆積物となって広がっ ている (竹本・久保,2003).山体崩壊によって,現在の 東方に開いた馬蹄型崩壊カルデラが形成された.この山 体崩壊の直後にはプリニー式噴火が起こっており,この 山体崩壊はマグマ噴出を伴うセントヘレンズ火山タイプ のものであったと考えられる.山体崩壊後も,2 回ほど のプリニー式噴火を繰り返して,20ka頃までには仙人 火山の活動は終了した. 仙人火山の活動終了後噴出中心は東方へ移動し, 20ka以降に仏岩火山の活動が開始された.
3 .仙人岩付近の地質
馬蹄型崩壊カルデラのカルデラ壁の北方の仙人岩付近 には,牙溶岩グループとそれを不整合に覆う仙人溶岩グ ループ(仙人火山)の良好な露出がみられる (Fig.5). 以下に,仙人岩付近にみられる牙溶岩グループおよび仙 グループの活動期に,南側山腹に石尊山溶岩ドームが形 成されている.その後,マグマ噴出率は減少し,70ka から40ka頃まで,やや爆発的なブルカノ式噴火が断続 的に繰り返されて,三ッ尾根溶岩グループが形成され た.東方の群馬県内にみられる中なか之のじょう条火山礫層は,この 時期の降下火砕堆積物と考えられる (竹本,1999). その後1 万年以上の静穏期あるいは活動休止期をおい て,30ka頃から仙人溶岩グループの活動が開始され た.仙人溶岩グループの分布が北方へ偏っていることか ら,その噴出口は,それまでの黒斑火山の中心火口の位 置よりもやや北方へ移動したと考えられる.また,牙・ 剣ヶ峰溶岩グループからなる黒斑火山の山体を明瞭な不 整合で覆うことから,両者の間には比較的長い侵食間隙 があったことが推定される.さらに,噴火様式もそれま でとは大きく異なって,爆発的で規模の大きなプリニー 式噴火を繰り返すようになり,その噴出物はAs-Bp降下 軽石堆積物として,東方の群馬県内に広く分布してい る.以上のことより,仙人溶岩グループは,黒斑火山と は別の火山体である「仙人火山」を形成していたものと 考えられる.As-Bpの産状から,仙人火山は静穏期を挟 んで,少なくとも8 回余りの規模の大きなプリニー式噴Fig.5 The wall of the Kurofu horse-shoe shaped caldera of the Kurofu-Sennin volcanoes viewed from the rim of the Maekake crater (A). The view of the northern part of the caldera wall near the Sennin-iwa cliff (B). G: Gippa lava group; K: Kengamine lava group; M: Mitsuone lava group; S: Sennin volcano (Sennin lava group)
に大きく区分される.含まれている礫の大きさは数cm から数10cmのものまで多様である.礫は角礫でほぼ単 一の岩相からなる (monolithologic).基質支持の凝灰角 礫岩は,さらに含まれる大部分の礫の大きさが数cm程 度と小さいもの (タイプB) と,数10cm程度の大きいも の (タイプA) とに分けられる (Fig.8). 露頭の下底部からL1までは,AからGまで 7 ユニット の火砕岩から構成される.下位から順に,タイプA凝灰 角礫岩 (A) (厚さ2.1m),火山角礫岩 (B) (厚さ1.8m), タイプB凝灰角礫岩 (C) (厚さ1.3m),火山角礫岩 (D) (厚さ1.3m),タイプA凝灰角礫岩 (E) (厚さ2.1m),火 山角礫岩 (F) (厚さ0.8m),タイプA凝灰角礫岩 (G) (厚 さ3.2m) の順に重なる (Photos. 8, 9 and 10).L1 (厚さ 1.1m;57.93wt%SiO2) とL2 (厚さ1.6m;57.85wt%SiO2) の間には火山角礫岩 (H) (厚さ1.3m) が挟まれ (Photos. 12 and 13),L2の上位のL3までには,火山角礫岩 (I) (厚 人溶岩グループ (仙人火山) の岩相記載を行う. 3-1 牙溶岩グループ 仙人岩付近の崖に露出する牙溶岩グループの火山岩類 は,10枚以上の溶岩とその間に挟在する火砕岩 (火山性 砕屑岩) から構成される (Fig. 6 ; Photos. 1 to 7).上位を 剣ヶ峰溶岩グループの火山岩類に直接覆われており,牙 溶岩グループの中でも最上位のメンバーである.崖を構 成する露頭の下位約半分の柱状図をFig.6 に示す.溶岩 は斑状安山岩からなり,下位よりL1 (57.93wt%SiO2), L2 (57.85wt %SiO2),L3(58.42wt %SiO2),L4 (58.09wt %SiO2),L5(58.74wt %SiO2),L6 か ら な る. また,溶岩に挟在する火砕岩層は,下位よりAからUま で21枚のユニットに分けられる. 火 砕 岩 は 基 質 支 持(matrix support)の凝灰角礫岩 (Fig.7A) と礫支持 (clast support) の火山角礫岩 (Fig.7B)
Fig.6 View of the cliff of the Sennin-iwa consisting of the Gippa lava group of the Kurofu volcano. Rhight-hand side is a columner section of the lower half of the cliff. Alphabets denote the name of pyroclastic beds and L1 to L6 indicate lava flows. The whole-rock SiO2 content of each lava is shown by numerals in parentheses. Tuff breccia beds consist of the Type-A and Type-B
上位には火山角礫岩 (O) (厚さ4.5m),タイプA凝灰角 礫 岩 (P) ( 厚 さ2.4m), そ し てL4,( 厚 さ1.3m; 58.09wt%SiO2) が重なる (Photos. 22, 23 and 24). L4から
L5 (厚さ1.2m;58.74wt%SiO2) までの間には,火山角礫 岩 (Q)( 厚 さ1.6m), タ イ プB凝 灰 角 礫 岩 (R) ( 厚 さ さ2.1m),タイプB凝灰角礫岩 (J) (厚さ1.2m),火山角 礫岩 (K) (厚さ3.2m),タイプB凝灰角礫岩 (L) (厚さ 0.5m),火山角礫岩 (M) (厚さ2.6m),タイプA凝灰角 礫 岩 (N) ( 厚 さ0.5m),L3 ( 厚 さ3.2m;58.42wt %SiO2) が重なる (Photos. 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 and 21). L3の
Fig.7 Closed views of the beds of matrix supported tuff breccias (A) and clast supported volcanic breccias (B).
1.6m),火山角礫岩 (S) (厚さ1.1m),タイプB凝灰角礫 岩 (T) ( 厚 さ1.1m), タ イ プA凝 灰 角 礫 岩 (U) ( 厚 さ 1.3m) が重なる (Photos. 25, 26, 27 and 28). 3-2 仙人溶岩グループ(仙人火山) 仙人岩付近にみられる仙人溶岩グループは,牙溶岩グ ループの火山岩類を不整合に覆っている (Fig.9). 仙人溶岩グループは,上位より,強く溶結した溶結降 下軽石堆積物 (SL1; 62.97wt.%SiO2),非溶結の降下軽石 堆積物 (A), 弱く溶結した基質に乏しい火山角礫岩 (B), 強く溶結した溶結火砕岩層 (SL2; 63.46wt.%SiO2),弱く 溶結した基質に乏しい火山角礫岩 (C),強く溶結した溶 結火砕岩層 (SL3: 63.86wt.%SiO2),弱く溶結した基質に 乏し い火 山 角 礫 岩 (D),強く溶結した溶結火砕岩層 (SL4: 62.58wt.%SiO2),弱く溶結した基質に乏しい火山 角礫岩 (E),強く溶結した溶結火砕岩層 (SL5) からなる (Figs.10 and 11).露出している分だけでも,その層厚 は約70mを超える. 強く溶結した溶結火砕岩層には,赤色酸化した基質中 に,本質岩片が潰れてできた黒色の本質レンズ(フィア
Fig.9 The relationship between the Gippa lava group of the Kurofu volocano and the Sennin lava group (Sennin volcano). Numerals in parentheses denote the whole-rock SiO2 content of lavas.
する (Photos.36, 37, 38 and 39). SL2には赤色酸化した基質中に黒色レンズが発達する (Figs.40, 41, 42 and 43).SL2の下位には,層厚 5mほど の弱く溶結した基質に乏しい火山角礫岩 (D) がみられ, その下位には厚さ15m程度の強く溶結した溶結火砕岩 層 (SL3) が発達する (Photo. 44, 45 and 46). SL3は冷却柱状節理の発達状態から判断して,西側半 分では少なくとも4 枚のcooling unitからなるが,東側 半分では,これらは合体して1 枚のcooling unitに移化 しており,全体としてcompound cooling unitを構成し ている (Fig.9B and Photo.50).SL3にも,赤色酸化した 基質中に黒色の本質レンズの発達がみられる.SL3の下 底面は,下位の弱く溶結した基質に乏しい火山角礫岩 (E) に連続的に移化している (Photos.47 and 48).
Eの下位のSL4は,層厚15m程度で,少なくとも 2 枚 以上のcooling unitからなる (Photos.50,51 and 52).SL4 でも,赤色基質中に黒色レンズの発達がみられる (Photos. ンメ)が発達する (Fig.12).偏光顕微鏡下では,斑晶が 細かく破砕され,基質には溶結したガラス片がみられる など,典型的な強溶結火砕岩の組織を示す (Fig.13). SL1直下では,非溶結の降下軽石層 (A) の軽石 (Pho-to.32)が潰れて扁平になり (Photo.31),それが互いに 溶結することで,上位のSL1に連続的に移化している (Photo.30).溶岩様のL1層の層厚は 2mを越えている (Photo.29).降下軽石層 (A) の下位には,層厚13mを 超える弱く溶結した基質に乏しい火山角礫岩層 (B) が みられる.Bは厚さ 1∼2m程度の,基質の量や層厚が 異なる複数の層から構成される (Photos.33, 34 and 35). 部分的には基質の量が増大し,matrix supportの状態に なった凝灰角礫岩層も挟在される.Bの下位には,厚さ 4m程度の,強く溶結し柱状冷却節理が発達した溶結火 砕岩層 (SL2) がみられる (Photo.36).L2はsimple cool-ing unitからなる (Photo.37).SL2は,溶結度が小さく なるにつれ,下位の火山角礫岩層 (C) に連続的に移化
Fig.11 The occurrence of the Sennin lava group (SL1 to SL4 are densely welded beds). A: pumice-fall deposit and its densely welded bed (SL1) (non-welded pumice fall bed is welded and changes gradually to lava-like rock); B: weakly welded bed of air-fall volcanic breccias; C: densely welded volcanic breccia (SL2), just like a lava flow with cooling columner joints.
他 (2011) は,凝灰角礫岩および火山角礫岩を構成する 本質岩片の熱消磁実験を行なってザイダーベルト図から 定置温度を求め,これらを定置温度によって,Type A (580℃以上),TypeB(400∼560℃),TypeC(200∼300℃), TypeD (200℃以下) の 4 種類に区分した. 高温の TypeA 凝灰角礫岩は高温の火砕流堆積物, TypeB凝灰角礫岩はやや高温の火砕流堆積物,TypeC 凝灰角礫岩はやや低温の火砕流堆積物の可能性が考えら れる.これに対し,TypeDは規模の小さな崩壊による 二次的な崩落堆積物の可能性が高い.凝灰角礫岩は,記 載した露頭の下部および上部に多く,中部ではほとんど みられない.下位の凝灰角礫岩のうち,AはTypeA,C はTypeB,EはTypeCであり,高温∼低温の火砕流堆積 物であると推定される.また,中部に挟在する層厚の薄 い凝灰角礫岩のうちJがTypeD,LがTypeCであり,二 次的崩落堆積物とやや低温火砕流堆積物からなると考え 53 and 54).SL4も,下位の弱く溶結した基質に乏しい 火 山 角 礫 岩 (F) に 連 続 的 に 移 化 す る (Photos.51 and 53).SL4の下位には,層厚 5mほどの弱く溶結した基質 に乏しい火山角礫岩 (F) を挟んで,層厚 5m以上のSL5 がみられるが,その露出は断片的である (Fig.9).
4 .議論
(1) 牙溶岩グループの凝灰角礫岩と火山角礫岩の成因 本地域に露出する牙グループの凝灰角礫岩と火山角礫 岩の角礫は,ともに周囲の溶岩と類似した斑状安山岩か らなり全岩化学組成もほぼ同じなので,溶岩と同一の起 源を持つ可能性が高い (小川他,2011). 細粒基質物質に富む凝灰角礫岩は,細粒物質と粗粒岩 塊が一体となって地表付近を流下してきたことを示す堆 積物であり,火砕流堆積物や泥流堆積物あるいは土石流 堆積物などがこれにあたる.高橋他 (2009) および小川Fig.12 Reddish oxidized matrix and black essential lens of densely welded volcanic breccias. A: welded structure of SL2; B: welded structure of SL4; C: hand specimen of densely welded volcanic breccias, comprising reddish oxidized matrix and black essential lens; D: hand specimen of densely welded volcanic breccias, comprising reddish oxidized matrix and black essential lens.
BとDは流下中の溶岩流が小規模に崩壊することで生じ た高温転動堆積物,OとQは二次的な崩落転動堆積物で あると推定される.温度が推定された火山角礫岩のう ち,60%が高温起源で噴火中に形成された堆積物,40% が冷却された溶岩や火砕岩が低温で崩落転動して形成さ れた二次的堆積物であると考えられる. 火砕岩全体でみると,約70%が高温起源でおそらく噴 火中に形成されたもの,約30%が低温起源で山体の小規 模な崩落によって生じた二次的堆積物であると考えられ る.また,全体の約80%が火砕岩,残り約20%が溶岩で あり,火砕岩が卓越している.以上のことから,本調査 地域は円錐型火山体が急斜面から緩斜面に移行する場所 に当たっており,噴火時に斜面を様々な温度の土砂が落 られる.一方,上位の凝灰角礫岩のうち,RがTypeD, TがTypeC,UがTypeBであり,TとUがやや低温から やや高温の火砕流堆積物,Rが二次的な崩落堆積物であ ると推定される.すなわち,温度が推定された凝灰角礫 岩のうち,80%が広義の火砕流堆積物,20%が低温の二 次的崩落堆積物である. 細粒の基質に乏しい火山角礫岩は, 移動中に細粒物質 が分離し分級が進んだか,あるいは最初から細粒物質に 乏しい堆積物であったと推定され,前者としては斜面を 落下してできる転動堆積物,後者としては溶岩流のflow foot brecciaなどが考えられる. 火山角礫岩のうち,BとDはTypeB,HはTypeA,Oと QはTypeDであり,Hは溶岩流の高温flow foot breccia,
Fig.13 Photomicrographs of densely welded volcanic breccias bed. Remarkable eutaxitic textures are developed in the matrix. Phenocrystic minerals are broken to pieces. Both characteristics indicate that they are not lavas but densely welded pyroclastic rocks.
(3) 黒斑タイプ成層火山と前掛タイプ成層火山 以上のように,牙溶岩グループの火砕岩と仙人溶岩グ ループの火砕岩は,その成因が大きく異なる.牙溶岩グ ループを形成した噴火活動は,規模の大きくないストロ ンボリ式あるいはブルカノ式噴火を頻繁に繰り返すこと で,短期間に円錐型の成層火山体を急速に成長させたも ので,仙人岩付近の露頭は,その火山体斜面の変曲点付 近に形成された高温崖錐性堆積物であると考えられる. このようにして形成された成層火山のことを,「黒斑タ イプ成層火山」とよぶことにする (高橋・安井,2006). 一方,仙人溶岩グループは,プリニー式あるいは準プ リニー式の激しい噴火を繰り返す過程で,火口近傍に大 量の降下火砕岩が堆積し強く溶結することで強溶結凝灰 岩あるいは火砕成溶岩が形成されたものである.すなわ ち,この仙人火山は一種の強溶結火砕丘であると考えら れる.同様の強溶結火砕丘は,浅間前掛火山の前掛火口 (Fig.14C) や釜山火口 (Fig.14B) にもみられる.特に, 天仁大規模噴火によって形成された前掛火口の溶結凝灰 岩の産状は,この仙人溶岩グループのものと大変よく類 似している (Fig.14C).このようにして形成された成層 下することで形成された,ごく小規模な火砕流堆積物を 含む大量の高温崖錐性堆積物が堆積する場であったと推 定される. (2) 仙人溶岩グループの溶結火砕岩の成因 仙人溶岩グループのSL1は,降下軽石堆積物が潰され 強く溶結することで形成された強溶結降下軽石堆積物で ある.SL1からSL5に至る「溶岩」に挟まれる火砕岩 も,発泡の悪いスコリアあるいはやや発泡した本質岩塊 からなる分級のよい降下火砕堆積物であり,これらの溶 岩は,こうした降下火砕堆積物が強く溶結することで形 成された溶結凝灰岩である.赤色酸化した基質に黒色レ ンズが発達する溶岩の岩相も,一度大気に触れて高温酸 化した経験を有する強溶結アグルチネートであることを 示している.これらの火砕岩および溶岩は,激しいプリ ニー式あるいは準プリニー式噴火時に,冷え切ることな く火口近傍に大量に堆積した降下火砕堆積物の溶結現象 によって形成されたと考えられる.すなわち,こうした 火砕岩の存在は,この場所が仙人火山の火口からあまり 離れていない火口近傍であったことを示している.
Fig.14 Internal structure of the Maekake-type stratovolcano. The Maekake-type stratovolcano is a densely welded pyroclastic cone. A: Kamayama and Maekake craters ( the distant view is the wall of Kurofu sector collapsed caldera)(photo by Chiba, T.); B: inner wall of the Kamayama crater; C: inner wall of the Maekake crater; D: internal structure of the Sennin volcano
たもの,約30%が低温起源で山体の小規模な崩落によっ て生じた二次的堆積物であると考えられる.また,調査 対象となった連続露頭では,全体の約80%が火砕岩,残 り約20%が溶岩であり,火砕岩が卓越している.以上の ことから,本調査地域は円錐型火山体が急斜面から緩斜 面に移行する場所に当たっており,噴火時に様々な温度 の土砂が斜面を落下することで形成された,ごく小規模 な火砕流堆積物を含む大量の高温崖錐性堆積物が堆積す る場であったと推定される. (4)仙人溶岩グループを構成するSL1からSL5までの 5 枚の溶岩は,そのすべてが強く溶結した溶結凝灰岩であ る.火砕岩は,軽石,発泡した岩塊などからなる分級の 悪い礫支持の降下火砕堆積物であり,プリニー式噴火あ るいは準プリニー式噴火によって火口周辺に落下堆積し たものと考えられる.溶結凝灰岩には柱状冷却節理が発 達 し て お り,simple cooling unitあ る い はcompound cooling unitを形成している. (5)仙人岩付近の牙溶岩グループは,ストロンボリ式噴 火あるいはブルカノ式噴火によって形成された黒斑タイ プ成層火山の高温崖錐性堆積物の一部を成し,また仙人 溶岩グループ(仙人火山)は,プリニー式あるいは準プ リニー式噴火によって形成された前掛タイプ成層火山の 火口近傍相を示すものと考えられる. 謝辞 本研究を進めるに当たり,日本大学文理学部地球システム 科学科の三浦 真(現金沢大学大学院),日本大学大学院総合 基礎科学研究科の小川貴好の両氏には,野外および室内にお いて御協力頂いた.また,荒牧重雄(山梨県環境科学研究 所)および長井雅史(独立行政法人・防災科学技術研究所) の両氏には様々な御議論・御教示を頂いた.以上の方々に感 謝の意を表する. 火山のことを,「前掛タイプ成層火山」とよぶことにす る (高橋・安井,2006). これまで黒斑火山として一括されてきた火山体は,噴 火様式および成因の大きく異なる二つの火山,すなわ ち,黒斑タイプ成層火山である狭義の黒斑火山と,前掛 タイプ成層火山である仙人火山からなることが明らかと なった.
5 .まとめ
(1)浅間黒斑火山の馬蹄型崩壊カルデラ壁北部の仙人岩 付近には,黒斑火山牙溶岩グループの溶岩・火砕岩互層 と,それを不整合に覆う仙人溶岩グループの溶岩・火砕 岩互層の連続露頭がみられる.両者の間には長い時間間 隙が推定され,また構造的にも大きく斜交することか ら,両者は異なる成層火山体を形成していたものと考え られる. (2)牙溶岩グループを構成する火砕岩は,基質支持 (matrix support) の凝灰角礫岩と礫支持 (clast support)の火山角礫岩に大きく区分される.含まれている礫の大 きさは数cmから数10cmのものまで多様である.礫は 角礫でほぼ単一の岩相からなる (monolithologic).基質 支持の凝灰角礫岩は,さらに含まれる大部分の礫の大き さが数cm程度と小さいもの (タイプB) と,数10cm程 度の大きいもの (タイプA) とに分けられる. (3)牙溶岩グループ火砕岩の温度が推定された凝灰角礫 岩のうち,80%が広義の火砕流堆積物,20%が低温の二 次的崩落堆積物である.また,火山角礫岩のうち,60% が高温起源で噴火中に形成された堆積物,40%が冷却さ れた溶岩や火砕岩が低温で崩落転動して形成された二次 的堆積物であると考えられる.調査対象となった火砕岩 のうち,約70%が高温起源でおそらく噴火中に形成され 荒牧重雄(1968):浅間火山の地質.地団研専報,14,45p.
Nakajima,J. and Hasegawa, A. (2007) Subduction of the Philip-pine Sea plate beneath southwestern Japan: Slab geome-try and its relationship to arc magmatism. J. Geophys. Res., 112, B08306.
小川貴好・高橋正樹・金丸龍夫・三浦 真・市川寛海・安井
真也(2011):古地磁気学的手法による成層火山を構成
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火山学会2011年度秋季大会講演予稿集,p75.
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Photo. 1 The Sennin-iwa cliff viewed from southwest. The cliff consists of the alternation of volcaniclastic rocks and lavas.
Photo. 2 The Sennin-iwa cliff viewed from south. The cliff consists of the alternation of volcaniclastic rocks and lavas.
Photo. 3 The Senin-iwa cliff viewed from southeast. The cliff consists of the alternation of volcaniclastic rocks and lavas.
Photo. 5 The middle horizon of the cliff comprising volcaniclastic beds (K to P) and lavas (L3 to L5) of the Gippa lava group.
Photo. 7 The upper-most horizon of the cliff comprising lavas (L7 to L8) and intercalated volcaniclastic rocks.
Photo. 8 The lower-most horizon of the cliff consisting of tuff brccia (A,C,E and G) and volcanic breccia (B, D and F) of the Gippa lava group.
Photo. 10 Closed view of L1 and surrounding tuff breccia and volcanic breccia beds (A,B,C,D,E,F and G).
Photo. 11 Closed view of L1.
Photo. 12 The occurrence of L1, L2 and intercalated volcanic breccia bed H.
Photo. 14 Closed view of L2 and overlying I and J.
Photo. 15 Closed view of I, J, K, L and M.
Photo. 16 Closed view of I, J and K.
Photo. 18 The occurrence of L2, I, J, K, L, M, N, L3 and O.
Photo. 19 Closed view of K, L, M, N and L3.
Photo. 20 Closed view of L, M, N and L3.
Photo. 22 The occurrence of L3, O, P, L4 and Q.
Photo. 23 The occurrence of L3, O, P, L4, Q, R, S, T, U and L5.
Photo. 25 Closed view of P, L4,Q and R.
Photo. 26 Closed view of tuff breccia bed P.
Photo. 27 Closed view of Q, R, S, T, U and L5.
Photo. 29 The occurrence of SL1 and underlying air-fall pumice bed of the Sennin lava group.
Photo. 30 Closed view of SL1 and underlying air-fall pumice bed. Clasts of pumice become flattened and pumice bed changes gradually to densely welded SL1.
Photo. 31 Closed view of flattened pumices.
Photo. 33 Volcanic breccia bed and underlying tuff breccia bed.
Photo. 34 Volcanic breccia bed and underlying tuff breccia bed.
Photo. 35 Closed view of the volcanic breccias bed. Volcanic breccia bed is reddish oxidized.
Photo. 37 Densely welded pyroclastic rock (SL2) intercalated between volcanic breccia beds.
Photo. 38 SL2 comprises reddish oxidized matrix and black essential lense.
Photo. 40 The bottom of SL2.
Photo. 41 Closed view of the botoom of SL2. The SL2 consists of reddish oxidized matrix and black essential lense.
Photo. 42 Closed view of SL2. Black essential lenses are well developed in the reddish oxidized matrix.
Photo. 44 View of the cliff comprising SL2, SL3 and SL4.
Photo. 45 The bottom of SL3. Underlying volcanic breccia changes gradually to densely welded SL3.
Photo. 47 Closed view of the bottom of SL3. Underlying volcanic breccia changes gradually to densely welded SL3.
Photo. 48 Closed view of the bottom of SL3. Underlying volcanic breccia changes gradually to densely welded SL3.
Photo. 50 View of the cliff comprising SL2, SL3 and SL4. SL2 is composed of a simple cooling unit, and SL3 and SL4 consist of compound cooling units.
Photo. 51 The bottom of SL4. Underlying volcanic breccias change gradually to densely welded SL4.
Photos. 53 and 54 Closed view of SL4 densely welded pyroclastic rock, which comprises reddish oxidized matrix and black essential lense.
Photo. 55 A hand specimen of densely welded pyroclastic rock, which consists of reddish oxidized matrix and black essential lense.