金沢市周辺の大桑層下部の石灰質ナ ンノ化石 と地質時代

北陸地質研究所報告

HGIReport No.5August,1996 p.167‑185

金沢市周辺の大桑層下部の石灰質ナ ンノ化石 と地質時代

山本裕雄 *･小沢広和 **

Calcareousnannofossilsand geologicalagesofthelowerpart ofthe Omma Fom ation in Kanazawa City

YasuoYAMAMOTO*andHirokazuOzAWA**

(1996年6月4日受理 ) (Received 4,June,1996)

AbstraCt

CalcareousnannofossilflorasinthelowerpartoftheOmmaFormationwereinvestigated,atbelow sections:

1)OutcropsoftheOkuwaarea,southem partofKanazawaCity (thestratotypeoftheFormation). 2)BoringcoreoftheOkuwaarea.

3)OutcropoftheKofutamataarea,eastem partofthecity.

FromtwosectionsoftheOkuwaarea,calcareousnannofossilswerenotfoundfromthelowermost partoftheOmmaFormation.However,eightgenera19speciesofcalcareousnallnOfossilsare

detectedfromthesectionoftheKofutamataar ea.Basedontheresult,investigatedhorizonsofthe

Kofutamatasectioncouldbeco汀elatedbetweenthedatum planes12and10(between1.72and1.44 Ma;EarlyPleistocene)ofTakayamaetal.(1995).Further,thedatum planell(1.65Ma日 s traceabletoaroundthehorizonofthepyroclastickeybedKOi.Theseinterpretationsandtheresult ofTakayamaetal.(1988)showthatthegeologiCalagesofthebasalpartoftheOmmaFormationin twoareasareneadyequal.

Thisreportisinpartofthestudyonsb:atigraphicalandpaleogeographicaldistributionoftheOmma Form adon.

は じめに

石灰質ナ ンノ化石 は,その名が示す とお り大 きさ数〃mの さまざまな形 をした生物起源の石灰質殻 である.これ らの大部分 は,単細胞の浮遊性鞭毛藻類 円石 藻 (coccolithophore)の細胞表面に鱗 の よ

うに付着 していた石灰質殻 で,一般 に コッコリス (coccolith)と呼ばれ る.

* 大阪市立大学理学部地球学教室 〒558 大阪市住吉 区杉本町

DepartmentofGeosciences,FacultyofScience,OsakaCityUniversity.Sumiyoshi,O saka558.Japan

H 金沢大学理 学部地球学教室 〒920‑11金沢市角間町

DepartmentofEarthSciences,FacultyofScience,払nazawaUniversity･Kakuma･払nazawa920‑ll,Japan 167

石灰質ナンノ化石は,顕微鏡下で観察す るための試料処理が簡単 であること,海成の堆横物 中に豊 富に含 まれること,分布が汎世界的であること,種が多様 で, しか もその多 くが地質時代 を通 して短 時間に顕著な進化 を遂げたことなどの理由で,示準化石 として きわめて有用な もの となっている.

金沢市周辺の大桑層において も,石灰質ナンノ化石 は地質時代 を決定す る上 で最 も有効 な手段の‑

っになっている. とくに大桑層の中部 については,模式地 である犀川の河床に極めて良好な連続露頭 が存在 し,石灰質ナンノ化石の産出 も連続的である (高山ほか,1988)こ とか ら,古地磁気層序 (大 村ほか,1989:酒井ほか,1993)や氷河性海水準変動による堆積サ イクル (北村 ･近藤,1990)など と組み合わせた詳細な年代論が確立 されている (Kitamuraetal.,1994).しか し,大桑層の下限およ び上限の年代については,露頭の欠如のため岩相層序関係が不 明瞭 であること,時代指標種の産出が 少ないばか りか,石灰質ナンノ化石 自体の産出 も散点的になるこ となどの理由で,十分 に明 らかにさ れていない.

最嵐 模式地である金沢市大桑地域の犀川河床 では,大桑層基底部 を含む露頭が新 たに形成 され る とともに,下位の犀川層 との境界部分 を貫 くボー リングコア も得 られた. また金沢市東部の小二叉地 域では,大規模 な採土により下位の高窪層 との境界部分 を含む大桑層下部約40mの見事 な連続露頭 が形成され,新鮮 な試料の採取が可能 になった.本論では大桑屑か ら産 出す る石灰質ナ ン ノ化石につ いて従来の研究成果を総括するとともに, これ らの露頭や ボー I)ングか ら得 られた試料 中の石灰質ナ ンノ化石群集について報告 し,大桑層 と下位層 との関係お よび大桑層基底の地質時代について言及す る.

最上部新生界における示準化石 としての石灰質ナンノ化石

ある生物種の出現や絶滅などで規定 され る時間面 (biohodzon)で地層 を区分 した もの を,化石帯 (biozone)という.中生代 ジュラ紀以降の地層か らの産 出が知 られている石灰質ナ ンノ化石 は, そ の地質時代 を通 して, 多くの種が出現 ･絶滅 した. これ らを用 いて化石帯 を設定す る試みが, 多 くの 研究者によってなされている.新生界の石灰質ナ ン ノ化石 に よ る化石帯 区分 としては,Martini(197

1) とOkadaandBukry (1980)に よるものが有名 である.前者 では新生界全体が46帯 に,後者は34 帯,58亜帯に,それぞれ区分 されている.

一方,最上部新生界のみを対象 として, さらに細かい石灰質ナ ンノ化石 による化石帯 区分 をす る試 みも,Gartner(1977),RahmanandRoth(1989)な どに よってな されている.これ とは別 にTakayama andSato (1987)は,国際深海掘削計画第94次研究航海で北大西洋の6地点で掘削 された試料の石灰 質ナンノ化石群集 を詳細に検討 し,第四系 (Discoasteybrouwertの絶滅屑準 よ り上位)に12の ｢石灰 質ナンノ化石基準面｣(datum,bioholizon)を設定 した.

これ らの掘削試料では地磁気極性 層序 も確立 きれてお り,基準面 との対応関係 も明 らかにされてい る.各基準面には地磁気極性年代尺度 (Berggreneial.,1985)の逆転年代値か らの内挿法によって, 年代値 も算出されている.これ らの研究の結果 として, ｢石灰質ナ ンノ化石基準面｣による第四系の 層序区分は,化石層序学的な手法 としては もっとも解像度が高 い もの となっている.

これ らの基準面の多 くは,アラビア海 (イン ド洋,Satoetal.,1991)や オン トン ･ジャワ海台 (蘇 道太平洋,Takayama,1993)などの深海掘削試料,房総半 島の海成第四糸車 (佐藤 ･高 山 1988) や,鮮新 ･更新統境界の模式地であるイタリアのⅤricaセ クシ ョン(佐藤ほか,1988)に も追跡され, 地磁気魔性層序 との対応関係 も確認 されている.秋 田県男鹿半 島の船 川 ･北浦 ･脇本層,新鳩の西 山

･灰爪層,それに北陸堆積盆地の大桑 ･薮 田層 な ど日本海側の最上部新生界では,基準面の追跡によ

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って相互の層序的対応は もちろん,房総半 島など太平洋側 の第四系や鮮新 ･更新統境界模式地 との対 比 も実現 している (佐藤ほか,1988).

これら‑弓垂の研究の中では,各基準面には便宜上 上位 よ り下位へ①か ら⑩ までの番号がつけ られ て議論がなされていた (佐藤ほか,1987な ど上 その後SatoandTakayama (1992)は, これ らの試 料の群集 を再検討 し, それ まで用 いられて きた基準面番号⑥ と⑦ との間の層準に基準面 をさらに もう ーっ追加設定 してい る. その結果,Satoetal.(1991)よ り前の報告の中で用い られている基準面番 号の,⑦ よりも下位 の ものについては, それ以後数字 がひ とつ増や された番号 で議論 され るようにな っている (第1図).本論の中では議論上の混乱 を避 けるため,Satoetal.(1991)以前に用い られて いる基準面を ｢佐藤 ほか (1987)の基準面 ｣,Satoeial.(1991)以後現在に至 るまで用い られている 基準面を｢SatoandTakayama (1992)の基準面｣ とよぶ ことにす る.

最近高山ほか(1995)は, ｢SatoandTakayama (1992)の基準面｣の年代値 を,CandeandKent (1992)によって大幅に改定 された地磁気極性年代尺度で算出 しなお して公表 している. この基準面 と年代値の組み合 わせ につ いては, ｢高山ほか (1995)の基準面｣ とよぶ ことにす る.3種類の基準 面の番号,年代値お よびその算出の根拠 となっている地磁気魔性年代尺度の相互関係 を,第 1図に示す.

大桑層の石灰質ナンノ化石 と研究 目的

Hasegawa(1979)は金沢市周辺の大典層のほか, 笛llI県小矢部地域の現川層,氷見地域の東 田層

･十二町層か ら産 出す る有孔虫化石群兼 を詳 し く検討す る とともに,石灰質ナ ン ノ化石について初め て報告 した.彼は この報告 の中で金沢市周辺の大桑層 を十二町 層の上部に対比 し,石灰質ナ ン /化石 Gepkyrocapsa caribbeanicaの出現層準,浮遊性 有孔 虫Globorotalia injlata injlataの出現お よび Globoquadrinaasanoiの絶滅層準 な どとの関係か ら, これ を更新純 としている.

高山ほか (1988)は大桑層の模 式地 である金沢市大桑地域の犀川河床 ルー トで,犀川屑の最上部 と 大桑層のほぼ全ての層準か ら145点の試料 を採取 し,有孔 虫お よび石灰質ナン ノ化石群集に関す る詳 細 な報告 をしてい る. ここでは,大桑層か らは13属19種 の石灰質ナ ンノ化石の産 出が報告 されてい るが,大桑層の最下部 に近 い層準の試料か ら産 出が認め られたCyclicar:golithusjtoridanus(RoTHand HAY)BtmRYは, 中期 中新世 に絶滅す るこ とが知 られて い る種 であ る. この種 は,犀川層か ら採取

された試料か らも産 出が認め られているこ とか ら,下位層か らの混入であると考察 されている. この 群集の検討結果 を,佐藤ほか (1987)の ｢ナ ン ノ化石基準面｣に照 らし合 わせ た結果に よると,模式 地 における大桑層には,基準面⑥ 〜⑧ (0.89‑1.19Ma)が確実 に含 まれてお り,おそ らく基準面⑤

〜⑨ (0.83‑1.36Ma) までもが含まれ るとされてい る.

志田ほか (1989)は,金沢市 内の3地域 帽京谷,浅野川,夕 日寺地域) ならびに富山県小矢部市八 清 田地域 (第2回)におけ る大桑層の石灰質ナ ンノ化石群集 を検討 し,12属20種 の産 出 を報告 して いる. これ らの群集の検討結果 を佐藤ほか (1987)の ｢ナ ンノ化石基準面｣に照 らし合わせ た結果は, 大桑層の大部分 がや は り下部更新統 に対比 され るこ とを示 してい る. しか し, その堆積 開始 の時期 は,金沢市中心部 よ り東方の夕 日寺お よび八溝 田地域 では基準面⑪の頃 (1.66Ma)であったのに対 し,金沢市南部の額谷 ･大桑 ･浅野川の各地域 では基準面⑨ の頃 (1.36Ma)と,地域 によって多少 異なっていたとされている.

志田ほか (1989)に よって比較的早 い時期に堆積 が開始 した と考 えられてい る, 八溝田お よび夕 日 寺地域の大桑層は,伊東 (1986)の珪藻化石の検討 によって鮮新統 であると考 えられている高窪層 を 覆 っている. これに対 して,比較的堆積開始が遅か った額谷 ･大桑 ･浅野川各地域 の大桑層は,中部

169

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S(巾W)ab?第1図｢石灰質ナン ノ化石基準面｣の変遷MPTS:Geomagneticpolaritytimescale(地磁気極性年代尺度)FAD:Firstappearancedatum(出現層準)LAD:Lastappearancedatum(絶滅層準)網掛け部分は地磁気極性の正帯磁層準,小さな数字はMPTSの極性逆転年代値(Ma)を示す.佐藤ほか(1987)の基準面⑤は,｢ReticulojTenestrasp.Aの多産層準の上限｣と

して定義されている･Fig.1.ChangesofnumbersandagesoftheりCalcareousNannofossilDatu mPl a

第2図.研究地域.八溝田の各地域は志田ほか (1

989)の研究地域を示す.

Fig.2.Indexmapofthest

udyareas･

中新統 である と考 えられている (Ogasawara,1977;高 山ほか,1988)犀川層 を覆 う.

大桑層 自体 の 堆積開始時期 と, その基底 に推定 され る時間間隙の長 さとの関係 は,大桑層 を堆積 させ

た海進の性質 を考 える上 で注 目され る.本研究では,模 式地 であ る大桑地域 で新 たに得 られた大桑層基底不整

しているが, それよ り下位の層準の地層は最近新 たに露出 した もので,必ず しも連続 していない.層 理面は一般的に北北東方向に10敷皮程度傾斜す るが,最下位の層準 では,傾斜 はほぼ北方向に10度以 下 と緩 くなる.

また,通称 "メガネ橋''(工事 用仮設橋 )がかつ て存在 した場 所 の右 岸 (第3図)では,深度25m のポー リング (BV‑3)が行 われ,大桑 層 と犀川層 の不整合境 界部分 を含む連続紙料が得 られた.

コアの最上部約2.5mの部分 は表土 (沖積層)で,深度約2.5‑24mの層準が大桑層,約24mよ りも 深い部分が犀川層 とされている.ボー リングコアの署相層序な らびに この付近 におけ る犀川層 と大桑 層の関係などについては,塚脇 ･大河原 (1996)に詳 しい.

本ルー トの石灰質ナ ンノ化石については,高 山ほか (1988)に よる詳細な報告がある.今 回の研究 では,新たに地表に露出 した犀川層の最上部 よ り4点 (SGWO1‑04),大桑層 の基底部付近 よ り5点 (SGWO5‑09),合計9点の試料 を採取 した. また, ボー リン グコアについては,深度2.6mより深 い部分 について,層準間隔1m程度 を 目安 に大桑層 の部分 か ら22点 (BV3‑01‑22),犀川層の部

第3図 大

分から 1点 (BV3‑23),合計23点の試料 を採取 した.試料採取地点 お よびポー ))ング地点 を第3回 に示す.

小二叉地域

金沢市北部の小二叉集落付近にある採土場 (第4図)には,高窪層の上部か ら大桑層の下部に至 る 層厚に して約50mの地層が連続 して露出している (1996年5月現在). この露頭の岩相柱状図 を第5 図 に示す.露頭下部の約10mの層準は,一部斜交層理が発達す る軽石質凝灰岩層,炭質物 を含む凝 灰質シル ト岩層などか らなる. これ らの上位 を,貝化石 を多 く含む約40mの青灰色塊状の細磯〜細 粒砂岩層が穫 う.柱状 図の最下部に近い層準にある層厚約40cmの硬質泥岩層は,杉本 (1994)が本 露頭の東方約2kmに位置す る加賀二俣向斜帯 において記載 した Le)層準の硬質泥岩層に相 当 し, 高窪層の上限はこの付近の層準に位置す ると考 えられ る.層埋面は各層 とも北西方向に約1度程度傾 斜 し,少 な くとも露頭 内において層間の顕著な斜交関係は認め られ ない.

青灰色砂岩層中には,2層の 白色火山灰層 (仮 にKOl,K02と呼ぶ)が挟 まれ る.大久保 ほか (1995)はこの2枚の 火山灰層 を,それぞれ模 式地 の01,02火 山灰層に対比 してい る.KOlの 上位2‑ 3mの屑準に,やは り心形頬ウニ化石が密集す る層準 が存在す る.本研究 では,青灰色砂 岩部の基底付近か らK02の下位約10mまでの部分 について,層準間隔0.5‑ 1m程度 を目安 に35点 の試料 (KFTO1‑35)採取 を行‑Jた.試料採取層準 を第5図に示す.

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第4図 小二又地域の露頭位置.地形図は国土地理院発行2万5千分の1 地形図 ｢金沢｣を使用.

Fig.4 Localityof血eoutcropin也eKofutamataarea･

173

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EZ] cross lamination

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E] molluscan fossils

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Liid

siltsandgraver

第5図 小二又地域の霧頭柱状図および試料採取層準.

Fig.5 Columnarsectionof仇eoutcropintheKofutamataareawith samplinghorizons.

174

試料処理および検鏡

試料の処理は, おおむね高 山(1978)の方法に従 ったが, いずれの試料 も産 出個体数が少ないため, 高山 (1978)の方法 よ り1.5‑ 2倍程度濃 い懸濁液 をつ くり,超音波洗浄 をやや長時間 (20秒程度) かけてプレパラー トを作成 した.

検鏡はオ リンパ ス社 の システム生物顕微鏡BHSに偏 光 フ ィル ター セ ッ トを装 着 した もの を用い た.各プレパラー トについて,600倍 (接 眼15倍,対物40倍) で産出状況 を観察 した後,1,500倍 (揺 眼15倍,対物油浸100倍)で無作為 に抽出 した石灰質殻200個 に対 して同定を行 い,群集構成 を明 らか に した.

群 集 記 載 本研究で産出を確 認 した石灰質ナ ン ノ化石 を第1表に示す.

Gephyrocapsa属,Pseudoemiliania鳳 Reiiculdenestra属 な どのプ ラコ リスにつ いては,現在 で も研究者間で十分に統一 された分類基準が確立 されていない.本研究では,化石の保存状態 も悪 く, 光学顕微鏡 を用 いた同定 しか行 って いないため,光学顕微鏡 でbridgeの存在が確認で きる個体のみ をGePhyrocapsa属 とした.bridgeの存在が確認で きず (溶解,欠損 した と考 えられ るもの も含めて), ほかの属 として同定 で きない個体 については,全 てReticulofenesiraspp.として扱 い,以下の3つ のグループに区分 して同定 を行 った.

･Reticulofenestraspp. (middle,elliptical)長径が3‑6FLmで楕円形の もの

･ReticulojTenesty;aspp. (middle,circulw)麗径3‑6JLmでほぼ円形 の もの

･ReiiculojTenestraspp. (small)長径3FLm以下の もの

大桑地域

ボー リングコアか ら採取 した23点の試料のいずれか らも,石灰質ナン ノ化石 の産 出を認め ることは できなかった. また,地表のセ クシ ョンにつ いて も,大桑層か ら採取 したSGW O5‑09の5点の試料 中に化 石 は全 く産 出 しな か っ た.犀 川 層 か ら採 取 し たSGW O1‑04の4点 か ら は,数 個 体 の

Coccolithusspp.の産 出が認め られたが,個体数が少ない上 に保 存状態 も極めて悪い.高山ほか (19 88)は,SGWOlよ りもやや下位 と考 えられ る層準か ら採取 した試料 (OKWIO)か ら, 中新世 の時代 指標種CyclicargolithusjZoridanusの産 出を報告 してい るが,残念なが ら今 回採取 した試料か らその 産出を確認するこ とはで きなか った.

小二又地域

採取 した35点の試料 うち,KFTOl･02･05･11･12･13･35の7点 を除 く28点か ら石灰 質ナ ンノ 化石の産出を認め たが, その保 存状 態は全 ての試料 で劣悪 で,産 出個体数 も少 ない.KFTO9･10･

20の3試料 につ いて は,高 波 度 の懸濁 液 か らプ レパ ラー トを作 成 したに も関 わ らず,溶解 した

Coccolithuspelagicusが数個体 認め られ るのみに とどまった. したが って, これ らをのぞいた25点の 試料について,無作為抽出で200個体 の同定 を行 い,群集 を明 らかに した.検討結果 を第6図 に示す.

Coccolithus pelagicusの産 出が優勢 な試料 が 多 く,KFT25‑29の層準 で は9割 以上 を 占め る.

GQkyrocapsa属,Pseudoemiliania鳳 Reticulofenesira属 などのプラコリスに関 しては,全 てが6

〟m 以下の小型の もので,産 出量 は試料 ご とに大 きなば らつ きが ある.KFT23･KFr33な どでは, 長径が3JLm以下 と小 型 のGepkyrocaPsaやReticulofenestylaが4分 の3以上 を 占め るの に対 して,

175

第1表 本研究において産出が認め られた石灰質超微化石.

Table.1.Calcareousnannofossiltaxaidentifiedinthisstudy.

Braam dosphaera DEFLANDRE(1947)

Braam dosphaerabigelowii(GRAN & BRAARUD. 1935) DEFLANDRE(1947) CalcidiscusXAHPTNER(1950)

CalcidiBCuSleptop ms(HURRAY&BLACXHAN' 1898) LOEBLZCH&TAPPAN(1978) Calcidiscusmacintp ei(BUXRY A BRA肌 ETTE' 1969) LOEBLZCH a TAPPAN(1978) CbccolithusSCHWAR2:(1894)

Coccolithuspelagicus(WALIJ=CH, 1877) SCHILIJER(1930) Coccolithusspp.

bphyrocapsaXAHPTNER(1943)

bphyraapsa句治rta XAMPTNER(1963)

帥 apsacaribbeanicaBOUDREAUX&HAY(1969) GephynxapsaoceanicaRM PTNER(1943)

GephyrMaPSaSPP. (Small) HelicosphaeraR姐 PTNER(1954)

Helicosphaeracartrei(WALLZCH′ 1877) RA出PTNER(1954) HelicosphaeraseユIiiBUXRY&BRAZ4LETTE(1969)

Helicosphaerawallichii(IJOm Ⅳ,1902) BOUDREAUX良HAY(1969) Helicosphaeraspp.

Pseu血emuianiaGARTNER(1969)

PBeudoe血Iianialacunosa(m MPTNER, 1963) GARTNER(1969) ReticulofenestraHAY,船 HLER A WADE(1966)

Reticulofenestraspp･(middle, elliptical) Reticulofenestraspp･(middle, circular) Reticulofenestra spp.(small)

UilbilicosphaeraLOHMANtT(1902)

【加出Iicosphaerasibogae(WEBER‑VAN BOSSE, 1901) G姐 RDER(1970)

Hiscellaneous

176

KFT27･KFT29･KFT30な どでは全 く産 出 しない.Helico砂haera属やCalcidiscus属 な どに関 して は,上位に向かって産 出が少 な くな る傾 向が認 め られ る.KFT08やKFT16では,浅 海域 の堆積物 中 に多産す るとされ る (Martini,1967;Takayama,1972)BraanLdosi,haera bigelowiiが10個体 以上 産 出す ることも注 目され る.

また,Miscellaneousとして カウン トした もの は, 直径6ノJm前後 の強 い複 屈折 を示 す 円形 の石灰 質 殻 で,上 部 白 亜 系 一最 下 部 古 第 三 系 か ら産 出 す る こ とが 知 ら れ て い るMarkalius属 や

CyclqeloQhaeyla属 と類似 した形態的特徴 を示す もの であ る.二次堆積の可能性 もあ るが,大桑 層の

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