蛇石火山岩類の鉱物組成とK-Ar年代

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(1)横浜国立大学理科教育実習施設研究報告(6). :. (1990). 71-80. 蛇石火山岩類の鉱物組成とK-Ar年代* 有馬. Mineral. 真**･樋口将士***･早津昭男****. compositions volcanic. ARIMA*,*. Makoto. summary. :. Jaishi volcano. two. pyroxene. age. of eruption. common. aggregates. and. the. (SAKUYAMA,. generation. consisting. orthopyroxene. indicate. 1981). Magma. that. the. mixing. pyroclastics. of olivine-bearing. determinations. plagioclases. lavas. with. dust. with. are. an. plaglOClase reaction. belongs play. by. (2)mineral. inclusion,. clinopyroxene. would. Pleistocene. characterized. hyperthene,. Jaishi andesite. processes. indicate. The. augite,. **. HAYATSU**. Akio. and. samples･. texture. (3)phenocryst. of the. age. andesite. (1) phenocryst. colletively. flows. K-Ar. rock. glomerophyric and. features. andsite. of. HIGUCHI**a*nd. of lava. for three. (1.33Ma). with. magnetite,. These. Whole. andesite.. occurrences. Masasi. of Jaishi. age. Izu Peninsula. rocks,. consists. K-Ar. and. to. rims･ R-type. the. important. role in. Jaishi andesite.. I.はじめに. 蛇石火山は伊豆半島南西部に位置する第四紀火山で,低平な溶岩大地を形成し,東西約3km,南北約6kmの範囲に火山噴出物が分布する(図1)｡火山噴出物は含かんらん石複輝石安山岩溶岩と同質の火山角れき岩一集塊岩で主に構成され,第三紀鮮新世白浜層 :沢村ほか, 1970)｡ CHIBAet al.(1982), CHIBA& ARAMAI(Ⅰ(1988)らにより岩石学的研究がなされ,蛇石火山岩はカルクアルカリ岩系に属群を不整合に覆っている(鮫島,. 1955. する事が明らかになった｡蛇石火山の年代は小山･新妻(1980)により更新世の熱海層群とされ,広域地質構造調査(1987)により1試料についてK-Ar法年代測定がなされ 1.35±0.07Maが得られている｡蛇石火山噴出物は岩相･層位学的にみて大きく2つのユニット(下位･上位)に区分される(CHIBA. et. al.,. 1982)｡下部ユニットは溶岩流と火砕岩からなり,上部ユニット. は安山岩角れきを含む堆積物からなり泥流起源と考えられている｡本論文ではこれら両ユニットの記載岩石学的特徴を明らかにするため,これらユニットに含まれる溶岩の顕微鏡による観察と記載および構成鉱物の化学分析を行った｡また3試料についてK-Ar 法により噴出年代の検討を行った｡. *横浜国立大学教育学部理科教育実習施設研究業績25号 *. National lnstitute, Yokohama *横浜国立大学教育学部(Geological Prefectural School for the Mentally ***伊勢原養護学校(Kanagawa. ****Department. of Geophysics,. University. of Western. Ontario,. University) Children). Retarded. London,. Ontario,. Canada..

(2) 72. 有馬. 真･樋口将士･早津昭男. 図1.蛇石火山岩類の分布と分布資料採集地点蛇石火山の分布域は,沢村ほか(1970)とCHIBA. et. al.(1982)を参考にした. 2.岩石記載. 下位ユニット12個,上位ユニット6個の試料について岩石記載を行った｡資料採集地点を図1に示す｡両ユニット中の火山岩は,合力ンラン石複輝石安山岩で,採集地点にかかわりなく一様な岩石的特徴を示し,ユニット間に明確な相違はみられなかった｡斑晶鉱物は斜長石,斜方輝石,単斜輝石,磁鉄鉱からなる｡石基は,. pilotaxitic組織を示し,斜長石,斜方輝石,単斜輝石,磁鉄鉱からなる｡しばしばクリストバライトが石基の粒間をうめている｡斜長石,輝石類,磁鉄鉱からなる集合斑晶が普通にみられる(図 2. )｡かんらん石は少量であるが斑晶として産出し,周辺部はiddingsite化している｡まれ. に斜方輝石,磁鉄鉱からなるsymplectite様反応緑に取り囲まれた融食形を示すかんらん石が産出する(図2)0 斜長石斑晶は,長径最大3ミリメートルの自形一半自形結晶で, 著しい波動累帯構造を示す清澄な結晶と,. multipletwinningと. dust. inclusion,シープ組織を持つ汚濁した結晶がある｡後者は外形に平行な汚濁帯を持つものが多く,その最外部は薄い清澄な斜長. 石で覆われている(図2)｡斜長石は,単斜輝石や磁鉄鉱を(まれに斜方輝石を)含有する｡.

(3) 蛇石火山岩類の鉱物組成とK-Ar年代. 斜方輝石斑晶は,自形一半自形の長柱状結晶で,しばしば単斜輝石の薄い反応縁をもっ(図2)｡反応縁を持つものは他形を呈する｡時には,単斜輝石がホスト斜方輝石斑晶の両側で, C一軸を共有しかつ平行にサンドイッチ状に取り囲んでいる｡単斜輝石斑晶は,自形一半自形の結晶で双晶をなすものが多い｡表1にモード組成を示す｡下部ユニットと上部ユニットの間にモード組成の違いはみられなかった｡. 73.

(4) 74. 有馬. 真･樋口将士･早津昭男. 図2.蛇石火山安山岩の顕微鏡写真 (A)外形に平行な汚濁帯と中心部にシープ状組織をもつ斜長石斑晶(中央)と清澄な斜長石斑晶(下方) スケール-0.5mm. (B)最外縁部を清澄な斜長石に取り囲まれた斜長石斑晶(中央) (c)累帯構造の発達した清澄な斜長石斑晶. スケール-. (D)単斜輝石の反応縁をもつ斜方輝石斑晶. スケール-0.5mm. スケ-)i,-0.5mm. 1皿. (E)斜方輝石斑晶と磁鉄鉱からなるsymplectite様反応緑を持つかんらん石(中心部) 側は斜方輝石により取り囲まれている. (F)安山岩中の集合斑晶,主に斜長石,輝石と磁鉄鉱からなる ((E)以外はすべて下方ポーラ). symplectiteの外. スケール-0.5mm スケール-. 1mm.

(5) 75. 蛇石火山岩類の鉱物組成とK-Ar年代. Table.. Model. 1. sample. of Jaishi andesites. composition. upper. No.. 2. unit 3. 4. 6. 9. 13. 17. 15. p1. 35.5. 39.5. 32.8. 35.2. 27,1. 34.9. 38.3. 25.2. cpx. 4.7. 4.7. 6.5. 6.4. 8.3. 4.7. 4.7. 6.0. 6.3. opx. 3.5. 6.6. 3.3. 1.7. 6.1. 3.1. 4.9. 6.9. 8.8. o1. 0.1. 0.0. 0.1. 0.1. 0,0. 0.0. 0.0. 0.0. 0.0. op. 1.3. 2.2. 2.1. 1.7. 2.9. 1.1. 0.9. 0.5. 3.9. gm. 54.9. 47.0. 55.0. 54.9. 55.6. 56.2. 51.2. 61.4. 54.0. lower. 19 27.0. No.. 20. unit 21. 24. 27. 29. unit 30. 31. 1. 5. p1. 28.1. 39.7. 32.1. 33.0. 25.7. 29.6. 28.1. 30.8. 23.8. cpx. 10.0. 5.0. 4.2. 5.3. 4.9. 3.4. 3.2. 9.6. 9.6. opx. 5.0. 2.5. 3.4. 2.9. 2.9. 2.9. 1.4. 5.2. 11.7. o1. 0.0. 0.0. 0.0. 0.0. 0.0. 0.6. 0.1. 0.0. 0.0. op. 2.1. 1.1. 0.1. 1.8. 1.4. 1.5. 2.0. 3.5. 3.0. gm. 54.8. 51.7. 60.2. 57.0. 66.0. 62.0. 65.2. 50.9. 51.9. sample. pl op. upper. :. plaglOClase,. : opaque,. gm. cpx. : clinopyroxene,. opx. : orthopyroxene,. o1 : olivine･. : groundmass.. 3.鉱物の化学組成表2,. 3,および図2,. 3にⅩ線マイクロプローブによる束晶･石基鉱物の分析結果を示す｡分析は国立極地研究所のJ EOL-733を使用した｡分析条件は樋口(1988)に記述した｡. 斑晶斜長石は著しく広い範囲の組成変動(An35-86)と複雑な化学的波動累帯構造を示す｡汚濁帯やシープ組織をもつ:妊晶は,特に複雑な組成変動を示す｡中心部のdust. inclusion. の多いシープ状部分は他の清澄な部分よりAb成分にとむ傾向がある｡最外縁部の清澄な部分は比較的C aに富み(An70-86)一般に外側へ向かってAb成分が増大する傾向を示す.斜方輝石に含有される斜長石は特にNa(An30-35)に富むものが多い.集合斑晶中の斜長石は清澄で累帯構造を示すが斑晶斜長石に比べて組成変動の範囲は狭い｡斜方輝石はEn60-70の組成範囲を持ち,斑晶と集合斑晶の間に明確な差異はない｡しかし単斜輝石の反応縁を持つもの(#Mg-0.71,. #Mg-. (Mg/(MgFe). )は単独の斑晶(#Mg-. 0.63)よりMgに富む傾向がみられる｡中心部から周辺部へMgがわずかに増大する逆累帯構造を示す斑晶もある｡かんらん石の周辺部に発達するsymplectiteを形成する斜方輝石(#Mg-0.58)は,斑晶斜方輝石(#Mg-0.63)よりFeに富む傾向がある｡単斜輝石斑晶は周辺部でMgが増大するものが多い｡斜方輝石の反応縁をなす単斜輝石と斑晶単斜輝石は組成から区別できない｡斜方輝石と磁鉄鉱からなるsymplectite反応緑をもつかんらん石は,比較的Feに富む(Mg/.

(6) 76. 有馬. Mg+Fe). 図3.. 真･樋口将士･早津昭男. -0.64)0. (A) An-Ab-Or系における斜長石の組成図黒丸-斑晶,白丸-石基,三角-集合斑晶,星印-斜方輝石の含有物 (ち) Mg-Fe-Ca系における輝石類の組成図. タイラインは反応縁単斜輝石とホスト斜方輝石を結ぶ. 4.. 黒丸-斑晶,三角-集合斑晶,白丸-石基. K-Ar年代測定結果. 下部ユニット1資料と上部ユニット2資料について全岩K-Ar測定を行った｡測定はカナダ,オンタリオ州, &CARMICHAEL. Western. Ontario大学,地球物理学科で行った.測定条件はHAYATSU (1977)によったo結果を表4に示す｡両ユニット間で有意の差はみられ. なかったo. apparentageは1･33+0･05Maであったoこれは第郎己更新世に相当する｡今回得られた値は広域地質構造調査報告(1987)による下部ユニット1資料についてのKAr年代(1･35Ma)とよく一致する｡致する｡. KIKAWAet. all. (1989)による古地磁気の結果とも一.

(7) 77. 蛇石火山岩類の鉱物組成とK-Ar年代. 2. Table.. Microprobe. of plagioclase. analyses. 2P-C. 2P-M. 4P-C. 4P-M. 60.01. 46.71. 49.35. 54.18. 50.43. 0.00. 0.07. 0.03. 0,01. 0.02. 0.03. 26.74. 30.61. 23.55. 31.88. 30.15. 28.15. 30.56. Cr203. 0.00. 0.03. 0,02. 0.00. 0.00. 0.01. 0.00. FeO. 0.43. 0.82. 0.61. 0.69. 0.81. 0.53. 0.86. MnO. 0.06. 0.00. 0.00. 0.00. 0.00. 0.01. 0.01. MgO. 0.02. 0.02. 0.02. 0.05. 0.03. 0.06. 0.08. CaO. 10.67. 14.66. 6.18. 16.88. 14.64. Na20. 5.08. 3,ll. 7.32. 1.96. 3.44. 5.23. 3.26. K20. 0.25. 0.18. 1.36. 0.06. 0.20. 0.25. 0.14. 97.98. 98.07. 99.13. 98.25. 98.63. 99.87. 100.19. 2.520. 2.276. 2.714. 2.192. 2.297. 2.460. 2.307. 0.001. 0.000. 0.002. 0.001. 0.000. 0.001. 0.001. 1.452. 0.668. 1.255. 1.763. 1.654. 1.507. 1.647. cr. 0.000. 0.001. 0.001. 0.000. 0.000. 0.001. 0.000. Fe. 0.017. 0.032. 0.023. 0.027. 0.032. 0.020. 0.033. Mn. 0.002. 0.000. 0.000. 0.000. 0.000. 0.000. 0.001. Mgca. 0.001. 0.001. 0.001. 0.003. 0.002. 0.004. 0.005. 0.527. 0.735. 0.299. 0.849. 0.730. 0.556. 0.726. 0.454. 0.282. 0.642. 0.178. 0.311. 0.460. 0.289. 冗. 0.015. 0.010. 0.078. 0.004. 0.012. 0.014. 0.008. TOTAL. 4.989. 4.005. 5.015. 5.017. 5.038. 5.023. 5.017. 52.9. 71.5. 29 4. 54.0. 70.9. 45.5. 27.5. 63 0. 44.6. 28.3. 1.5. 1.0. 7 7. 1.4. 0.8. sampleNo.. 1P-C. IP-M. SiO2. 54.70. 48.64. TiO2. 0.02. A1203. TOTAL. s-T-AI N. P. a. : Phenocryst,. C : Center,. M. IP-Ⅰ. :. Margine. ll.44. 14.82.

(8) 78. 有馬. Table.. 3. Microprobe. Sample. No,. analyses. 真･樋口将士･早津昭男. of. 1G. pyroxenes. IP-C. IP-M. 5G. 4P. 4R. 50.09. 50.36. 52.06. 52.31. 51.72. 52.08. TiO2. 0.39. 0.22. 0.09. 0.09. 0.22. 0.29. A1203. 2.17. 0.32. 0.96. 0.55. 0.74. 1.62. Cr203. 0.03. 0.04. 0.04. 0.00. 0.00. 0.03. FeO. 10.74. 21.24. 20.94. 22.24. 20.94. 9.85. MnO. 0.47. 0.69. 0.64. 0.86. 0.63. 0.16. MgO. 14.88. 21.54. 22.13. 21.90. 21.58. 17.13. CaO. 19.08. 1.51. 1.83. 1.20. 1.43. 18.05. Na20. 0.33. 0.00. 0,07. 0.08. 0.01. 0.07. K20. 0.00. 0.01. 0.00. 0.00. 0.01. 0.01. TOTAL. 98.19. 95.93. 98.75. 99.22. 97.29. 99.28. s. 1.915. 1.965. 1.964. 1.973. 1.978. 1.943. 0.011. 0.007. 0.003. 0.003. 0.006. 0.008. 0.098. 0.015. 0.043. 0.025. 0.033. 0.071. 0.001. 0.001. 0.001. 0.000. 0.000. 0.343. 0.693. 0.661. 0.702. 0.670. 0.307. 0.015. 0.023. 0.020. 0.021. 0.021. 0.005. 0.848. 1.253. 1.245. 1.231. 1.231. 0.953. 0.781. 0.063. 0.074. 0.048. 0.059. 0.721. 0.025. 0.000. 0.005. 0.006. 0.001. 0.005. 0.000. 0.001. 0.000. 0.000. 0.000. 0.000. 4,037. 4.021. 4.016. 4.009. 3.999. 4.014. Ca. 39.6. 3.1. 3.7. 2.4. 3.0. 36.4. Mg. 43.0. 62.4. 62.9. 62.1. 62.8. 48.1. Fe. 17.4. 34.5. 33.4. 35.4. 34.2. 15.5. #Mg. 71.2. 64.4. 65.3. 63.7. 64.8. 75.6. -T-AIcrFeMnMgcaN. SiO2. aK. TOTAL. P : Phenocryst,. C : Center,. M. : Margin,. G. :. Groundmass. .. 0.001.

(9) 79. 蛇石火山岩類の鉱物組成とK-Ar年代. Table.. 4. K-Ar. Jaishi andesite. of the. analyses. samples. K(;to.n.;z㌻t. sa-pleNo･. 40Ar/36Ar. (1ircrca/S,. Appa(r3a3Age. 1.077. 5.470. 450.8. 1.27. 1.460. 7.614. 533.2. 1.34. 1.022. 5.488. 520.2. 1.38. 5.まとめ. 本研究の結果,次の事が明らかになった｡ (1)蛇石火山の上部ユニットと下部ユニットを構成する含かんらん石安山岩は,岩石組織,鉱物の化学組成の上で有意の差異がない｡ (2)斑晶斜長石は著しい組成変動を示す｡清澄で波動累帯構造をなす斑晶と,汚濁帯やシープ組織が発達する:虹晶の2種類がある. (3)かんらん石斑晶は,周辺部がiddingsite化したものと,斜方輝石と磁鉄鉱からなる symplectite反応緑をもつものが産出する｡後者は非平衡な組織を示し,マグマに混入した外来結晶が液と反応して生成したと思われる｡ (4)記載岩石学的特徴から,蛇石火山岩類はRタイプ(SAKUYAMA,1981)に属し,. 2種. 類以上のマグマの混合により生成したと考えられる｡ (5) K-Ar法により1.33Maの年代が得られた｡謝. 辞. 国立極地研究所の白石和行助教授にはⅩ線マイクロプロ-プについて御教示をいただいた｡. 参考文献. CHIBA,. T., and. ARAMAKI,. T". SAITO,. Y., and. A., and. nation. and. Sciリ14,. 樋口将士1988. KIMURA,. CARMICHAEL,. the. use. and. Petrochemistry. S°i. Mus.,. Izu peninsula.. Jaishi volcano, HAYATSU,. 1988.. Bull. Natn.. Izu peninsula. CHIBA,. S". Mem.. C. M., misuse. Tokyo,. N., 1982.. element. Mus.,. 1977. Removal. of the 冗-Ar. Jaishi volcano,. Ser. C, 14, 97-102.. Major. Natn.. from. of andesites. chemistry. Tokyo,. method.. argon. contami-. Canadian. ∫.Earth. 337-345.. 伊豆半島南伊豆町蛇石火山における安山岩の岩石学的研究,横浜国立. 大学教育学部地学教室卒業研究.. from. 15, 25-36.. of atomospheric. isochron. of lavas.

(10) 80. 有馬. KIKAWA,. E., KoyAMA, in. volcanics. the. M., lzu. J. Geomag.. significance.. and. 真･樋口将士･早津昭男. KINOSHITA,. peninsula. and. Geoelectr.,. 別冊. adjacent. areas,. Japan,. of Quaternary and. its tectonic. 通商産業省.. 伊豆半島新生界地層名辞典. 静岡大学地球科学研究報告5,. 37-120.. SAKUYAMA,. Japan. Paleomagnetism. 41, 175-201.. 広域地質構造調査報告書(1987)伊豆地域小山真人･新妻信明1980. H., 1989.. M., :. 1981.. Petrological. Crystalization. sequence. study and. of the evidence. Myoko. and. for magma. Kurohime. volcanoes,. mixing.. ∫.Petrol., 22,. 553-583.. 鮫島輝彦1955. 伊豆半島南部の地質. 地学しずはた. 沢村考之助･角情愛･小野晃司･盛谷智之1970 5万分の1図幅. 地質調査所.. no.8,. 15-18.. 下田地域の地質. 地域地質研究報告.

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