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(2) 92. 後 藤道 治 ・田 崎和 江. support the presence. of global oceanic events.. 粘土科学. The clay minerals. have recorded. the change of sedimentary. system and the geological phenomena caused by various causes. Clay mineral analysis contribute to the studies on the paleo-environmental analysis, because the clay minerals sensitive to change of the environments.. This study reports new paleo-environmental. is possible to are extremely. analysis. of the early. Jurassic Kuruma Group based on the analyses of clay mineral composition and the chemical composition the sedimentary rocks related with the change of paleontological faces and global oceanic events. Key Words: paleo-environment,. 1.は. Kuruma Group, clay minerals,. じめ に. chemical. composition,. of. Early Jurassic. の 変 動 を 明 らか に しよ う と試 み た.来 馬 層群 は 日 本 列 島 内帯 の ジ ュ ラ紀 前 期 の 地 層 で あ り,そ の 層. 地 球規 模 の 変 動 や 地域 的 な気 候 変 動 の 解 析 を試. 厚 は5000メ ー トル に もお よぶ.日 本 列 島 内帯 の ジ ュ. み る研 究 は,堆 積 学,同 位 体 学,古 生 物 学 等 の 各. ラ紀 前 期 の 地 層 に は,来 馬 層 群 の ほか に 豊 浦 層 群. 分 野 で勢 力 的 に行 わ れ て きて い る.し か し,最 近. 樋 口層 群,山. この 方面 の研 究 に お い て粘 土 鉱 物 学 的 解 析 が,大. れ らの 地 層 の 層 厚 は数 百 メ ー トル 以 下 で あ る.し. い に関与 し貢 献 で き る ことが指 摘 され る よ うに な っ. た が っ て,来 馬 層 群 は同 時 代 の 地 層 と比 較 して,. た.例. 堆 積 学 的 特 異性 を持 つ 地 層 とい え る.. えば,北 海 道 東 部 川 流 布(白 亜 紀 ・第 三 紀. 境 界),ニ. ュ ー ジ ー ラ ン ドTawanui(暁. 期),ス ペ イ ンCaravaca(白. 新世 最後. 亜 紀 ・第 三 紀 境 界),. 中 国 南 京 梅 山(二. 畳 紀 ・三 畳 紀 境 界),南. の大 西洋 海 底(暁. 新 世‑漸. る,古 環 境 の 解 析 やK‑Tあ. 新 世 前 期)な. の 変 化 は,各. の 時 代 は堆 積 学 的 に数 度 の 世 界 的 な海. 水準 変 動10)や同位 体 学 的 な 変 動11)が知 られ てお り,. 極近 海. 古 生 物 学 的 デ ー タ に加 え,粘 土 鉱 物 学 的 視 点 か ら. ど にお け. の 堆 積 環 境 の 変化 につ い て の解 析 は'大 変 意 義 が. る い はP‑T境. 界の. 決 定 に粘 土 鉱 物 が 大 い に有 効 で あ る こ とが 明 らか に な っ た1)‑4).す な わ ち,堆. また,こ. 奥 層'岩 室 層 が 知 られ て い る が,こ. 積物 の粘土 鉱物組 成. あ る.さ. らに,本 研 究 で は化 石 の産 出 し な い厚 い. 堆積 層 につ い て も粘 土 鉱 物 か ら環 境 が読 み 取 れ る こ と を示 し た.. 地 の 底 生 有 孔 虫 の種 の 変 化 や δ18O. これ まで 来 馬 層群 の 層 序 や 古 環 境 は 主 に化 石 や. の 変 化,海 進,海 退 に よ る種 の 絶 滅 と非 常 に よ く 一 致 す る.ニ ュー ジー ラ ン ドの 鮮 新 世 後 期 の底 生. 岩 石 学 的 デ ー タ に よ っ て組 み立 て られ て き た. ruiginosus, 有孔虫であ る Anomalinoides kina epigona, Coryphostoma midwaysensis. Rzeha-. 境 変 化 は解 析 さ れ て い な い.本 研 究 で は粘 土 鉱 物. な どは. ス メ クタ イ トか らカ オ リナ イ トに粘 土 鉱 物 が 変 化. 組 成 お よ び 堆 積 物 の化 学 組 成 か ら堆 積 環 境 を明 ら か に し,さ ら に詳 細 な変 遷,変 化 を読 み取 れ る こ. す る時 に絶 滅 し,そ の周 辺 が 海 か ら陸 に大 き く変. とが で きた の で 報 告 す る.. が12)‑17),化石 が 産 出 し な い 厚 い 地 層 の詳 細 な 環. 化 した こ と を示 した2).こ の こ と は,粘 土 鉱 物 が 地 球 表 面 で 起 こ る様 々 な 変 動 に対 して 非 常 に敏 感 で あ り,か つ 環 境 変 化 の 痕 跡 を も刻 み 込 ん で い る とい え る か らで あ る.さ ら に は,こ れ まで 行 わ. 2.地. 質 およ び試 料 採 集. 来 馬 層 群 は,富 山 県,長 野 県,新 潟 県 の 県境 付. れ て きた 多 くの研 究 の 中 で も'古 生 物 の 消 長5),. 近 に分 布 し,中 生 代 ジ ュ ラ紀 前 期 の砕 屑 岩 を主体. 安 定 同位 体 比 の 変 化6)'シ ー ケ ン ス 層 序 学7)‑9)な どの堆積 学 的解 析 の手 法 を組 み合 わ せ る こ とに よ っ. 三 畳 紀 に付 加 した 飛 騨 外 縁 構 造 帯 の蛇 紋 岩 メ ラ ン. て,さ. ジ 工の 上 に堆 積 し,層 序 は下 位か ら上 位 に,漏 斗. ら精 度 の 高 い地 球 環 境 の変 動 解 析 へ と発 展. さ せ る こ とが で き る. 本 研 究 に お い て は,富 山,長 野,新 潟 の県境 に くる ま. とす る地 層 で あ る.ま た,来. 谷 層,北 又 谷 層,似 滝 谷 層,水. 馬 層 群 は二 畳 紀 か ら. 虎 谷 層,寺. 谷 層,棉 谷 層,大. 上 層 に 区 分 さ れ る(Fig.1).来. 馬. 分 布 す る中 生 代 ジ ュラ紀 前 期 の来 馬 層 群 を対 象 と. 層群 か ら は ア ンモ ナ イ トを始 め 海 生 お よ び瀕 海 生. し,上 述 の よ う な粘 土 鉱 物 の 持 つ特 徴 か ら古 環 境. の軟 体 動 物 化 石 や シダ や ソ テ ツ類 な ど陸 上 植 物 化.
(3) 第38巻. 粘土鉱物か ら見た古環境 の解析. 第2号(1998). 93. 石 等 を多産 す る こ とが 知 られ て い る.最 近 で は,. 物 の 同 定 を,ま た,蛍 光X線 分 析 に よ り砕 屑 岩 類. 恐 竜 の 足 跡 化 石 の 産 出 も報 告 さ れ15),そ の 堆 積 場. の 主 要 元 素 の 分 析 を行 っ た.. は 陸 か ら海 にか け て の 広 い 範 囲 に わ た っ て い る こ とが 明 らか に な っ た.. な お,今 回 の調 査 で 寺 谷 層 か ら新 た にア ンモ ナ イ トが 産 出 し,寺 谷 層 の 年 代 がPliensbachian前. ア ンモ ナ イ トは二 層 か ら産 出 し,時 代 は下 位 の 寺 谷 層 がPliensbachian後 期,上 位 の 大 滝 谷 層 が Toarcian後 期 で あ る と され て い た16).さ ら に,. 期 まで さか の ぼ る こ とが 明 らか に な った19).こ れ に よ って 寺 谷 層 の 採 集 地 点 は,ア ン モ ナ イ トに よ る世 界 的 な地 層 対 比 が 可 能 な地 点 とな った.ま た,. 来 馬 層 群 か ら は モ ノ チ ス な ど三 畳 紀 型 の 二 枚 貝 類 が 産 出 しな い の で,ジ ュ ラ紀 前 期 の 堆 積 物 で あ る. 似 虎 谷 層 は厚 い貝 化 石 層 が 挟 ま り,海 進 な ど地 質. とさ れ て い る. 一 方 ,凝 灰 岩 の挟 在,砕. 層 は層 厚 が お よ そ280メ ー トル で,礫 岩,砂. 種,あ. 屑岩類 の砂岩組成や礫. る い は砂 岩 に含 まれ るザ ク ロ 石 な どの 鉱 物. 組 成 か ら,来 馬 層 群 の砕 屑 岩 類 は火 山性 物 質 を起 源 と して い る17).ま た,来 馬 層 群 に は タ ー ビ ダ イ ト性 の堆 積 物 が 見 られ る こ とか ら大 陸 縁 辺 部 の 構 造 体 に 挟 ま れ たpull‑apartbasinに 層 と考 え られ て い る14).. 平川流域 に分布す る. Fig. 1.. 層 厚 は 最 大5メ. 岩,. 出 して い る各 単 層 の. ー トル,最 小30セ ン チ メ ー トル で. あ る.各 単 層 は 肉 眼 観 察 で は堆 積 構 造 等 が ほ と ん ど認 め られ ず,一 見 す る と岩 質 は均 一 で あ る.し た が っ て,単 層 内 で の鉱 物 や 化 学 成 分 が 均 一 で あ り,各 単 層 は 堆 積 時 の詳 細 な 環 境 の 変 化 を知 る た った.. 料. ま た,寺 谷 層 は,採 集 地 点 の 層 厚 が20メ ー トル. 粉 末 回折 分析 で粘 土 鉱. ほ どの連 続 露 頭 で あ る.炭 質 物 を 多 く含 み,岩 質. 谷 層,棍 谷 層 の 各 地 層 か ら52試. を採 取 し(Fig.2),x線. 泥 岩 の互 層 で あ る.ま た,露. め に有 効 で あ る と判 断 して,単 層 ご との採 集 を行. だい ら. 本 研 究 で は富 山 県東 部,大 似 虎 谷 層,寺. 堆積 した地. 学 的事 変 を示 唆 す る可 能 性 が 考 え られ る。 似 虎 谷. Stratigraphic. successions. and correlation. of the Kuruma. Group..
(4) 94. 粘土科学. 後 藤 道 治 ・田 崎和 江. ☆Ammonites. ▲bioturbation ▲bioturbation. ●Plant. fragments. ●Plant. fragments・rusty. rusty. color. color. ☆Ammonites ●Plant. Fig. 2.. Locality map of sampling sites. KDr numbers show the sampling points and samples from the Daira river area of the Kuruma Group.. fragments・trace. ×Bivalves・. fossils. ■pyrite+. ■pydte ×Bivalves. が ほ ぼ 均 一 な 砂 質 泥 岩 か ら な る の で,試 1mお. 料 はほ ぼ. ×Bivalves+・. 椙 谷 層 に つ い て は,似. XBivalves++ ×Bivalves. 虎 谷 層 と同 様 に単 層 ご と. ■pyrite++●Plant. の 採 集 を お こ な っ た(Fig.3).. 3.試. ■pyhte+. ■pyhte. き に 下 位 か ら順 に 採 集 を行 っ た.. 料 作 製. fragments. 凡例 ■Mudstone. 3.1. XRD試. XRDは. 料の作成 不 定 方 位 試 料(全. 岩 試 料)と. ■Sandy. 水 篩 して. ■Fine sandstone. く2μmを 集 め た 定 方 位 試 料 に つ い て 分 析 を行 っ た. 水 節 し た 試 料 は 粘 土 鉱 物 の 同 定 の た め,未 エ チ レ ン グ リ コ ー ル 処 理,加. 加 熱 処 理 試 料 は 加 熱 炉 で 摂 氏600度 し た.な. お,粘. et al,(1996)に. よる方法 を Fig. 3.. 料の作成. 岩 石 を ス テ ン レ ス 鉢 で 細 か く粉 砕 し,タ テ ン ・カ ー バ イ ド ミ ル で200メ ま で す り つ ぶ し た.最 つ ぶ し た.白. ++abundant. 間加 熱. 用 い た2訂.. XRF試. +common. 霧 法 で 作 成 し, で2時. sandstone. ■Conglomerate. 土 鉱 物 の 定 量 分 析 はRobertand. Kennett(1994),Kaiho. 3.2. ■Middle. 処 理,. 熱 処 理 を 行 っ た.エ. チ レ ン グ リ コ ー ル 処 理 試 料 は,噴. mudstone. ング ス. ッ シ ュ以 下 に な る. 後 に メ ノウ 乳 鉢 で軽 くす り. 金 る つ ぼ 中 に 岩 石 の 粉 末 と四 ホ ウ 酸. Columner section of the Kuruma Group. This figure shows rock faces and characteristics of samples. Thickness of Negoya Formation is 280m, Teradani Formation is 20m and Shinatani Formation is 10m, respectively at this study area. S.F. is contraction of Shinatani Formation. The same contraction applies to following figures..
(5) 第38巻. 粘土鉱物か ら見た古環境 の解析. 第2号(1998). リ チ ウ ム を 加 え,剥. 離 材 と し て臭 化 リチ ウ ム を ご. く少 量 入 れ て 加 熱 し,ガ. ラ ス ビ ー ド を 作 成 し た.. 4.実. X線 Ray し,カ. 蛍 光X線 SPECTROMETER. 使 用 し た. 5.結. 果. X‑. 5.1. XRDの. RINT. 使 用. a.粘. 土 鉱 物 組 成 の種 類 と そ の特 徴. 1200を. ウ ン タ ー モ ノ ク ロ メ ー タ ー に よ るCuKα 圧40W,電. 位 試 料 の 場 合,2θ. 流20mAで 測 定 を行 っ た.標. 学 電 機(株)製Rigaku. DIFFRACTOMETER. 不 定 方 位 試 料 は,2θ. を 用 い,電 圧50kV,電 準 試 料 と してJG‑1aを. 験 方法. 粉 末 回 折 は,理. 線 を 用 い,電. 95. 流30mAで が3度. が2度. 来 馬 層 群 の堆 積 物 の 全 岩 分 析 で は,時 代 の 新 旧. 測 定 を 行 っ た.. か ら65度 ま で,定. 方. か ら30度 ま で を 測 定 し た.. 分 析 は,理 3270を. 学 電 機(株)製X‑Ray 使 用 し,管. 結果. 球 に はRh. に 関 わ らず 主 に石 英,長 石,粘 られ た.ま. た,化 石 密 集 層(KDr20)で. Clay mineralogical. は,カ ル. サ イ トの 強 い反 射 が認 め られ る の に対 し,粘 土 鉱 物 の反 射 が 急 激 に弱 ま り,3.19Aの. abundance Fig. 4.. 土 鉱 物 か ら な り,. 似 虎 谷 層,寺 谷 層 の 数 試 料 に少 量 の黄 鉄 鉱 が 認 め. data of the Kuruma. Group.. 長 石類 の 反 射.
(6) 96. 後 藤道 治 ・田崎和 江. も ほ と ん ど見 ら れ な く な っ た.し. か し,そ. の 結 果 で は,試. メ ク タ イ ト,緑. れ て い る こ と を 示 して い る.中 試 料(KDr2,5,6,10,50)も. に は緑 泥 石 を欠 く. 見 ら れ た.全. メ ク タ イ トに つ い て は,弱. 示 す.. とし て は 少. な く,カ オ リナ イ トと負 の相 関 が認 め られ る.緑. 体 的に. 泥 石 は ス メ ク タ イ トと比 較 し,含 有 量 は多 く,似. オ リ. 虎 谷 層 に お い て は カ オ リナ イ トと正 の 相 関 が,ま. 雲 母 類 粘 土 鉱 物 が 卓 越 し て い る が,カ. た,ス. 各 層 準 に よ る粘 土 鉱 物 の 変 化 をFig.4に ス メ ク タ イ トは 各 層 に見 られ た が,量. 泥 石 で構 成 さ. ナ イ トが 卓 越 す る 層(KDr9,11,20,31)も た.ま. b.層 準 に よ る粘 土 鉱 物 の 変 化. 料 中 の 粘 土 鉱 物 が カ オ リ ナ イ ト,. 雲 母 類 粘 土 鉱 物,ス. 10Aの. ナ イ トの ピ ー ク は消 失 し た。. の上下. の 地 層 で は 粘 土 鉱 物 の 強 い 反 射 が 認 め ら れ る. 一 方 ,2畑 以 下 の 定 方 位 試 料 のX線 粉 末 回折. 粘土科学. た,寺 谷 層 に お い て は負 の 相 関 が認 め られ る.似. 見 られ い なが ら. 虎 谷 層,楊. 谷 層 に お い て カオ リナ イ トが 急 激 に減. も エ チ レ ン グ リ コ ー ル 処 理 に よ っ て14Aが17Aに. 少 して い る と ころ で は,緑 泥 石 も減 少 あ るい は欠. シ フ トす る試 料(KDr22,38,42,43)が. 如 す る試 料 が 見 られ た(KDr10,50).雲. 600℃,2時. 見 ら れ た.. 間 の 加 熱 処 理 に よ る反 射 の変 化 を見. た 結 果 で は,一. 試 料(KDr21)が14Aか. ら15Aに. ピ ー ク が シ フ ト し た. 10Aの. 石 と比 較 し,含 有 量 は 多 く,か つ 明 瞭 な 負 の 相 関. カオ リ. 雲 母 類 粘 土 鉱 物 の負 の相 関 は寺 谷 層 の そ れ よ り も. ZONE. Fig. 5.: Clay minerals. 母 類粘土. メ ク タ イ トお よび 緑 泥. が 認 め られ る。 似 虎 谷 層 にお け る カ オ リナ イ トと. 雲 母 類 粘 土 鉱 物 は 変 化 せ ず,7Aの. AMMOMTE. 鉱 物 とカ オ リナ イ トは,ス. and geochemical. fluctuations. with regional. or global. geologic. events..
(7) 第38巻. 粘土鉱物か ら見 た古環境 の解析. 第2号(1998). 一 層 明 瞭 で あ る.す 量 が70〜80%に. なわ ち,カ オ リナ イ トの含 有. 増 加 す る層 準 に お い て雲 母 類 粘 土. 鉱 物 は10%前 後 に落 ち込 み,大. きな 環 境 変 化 を 示. 97. な ど の軟 体 動 物 化 石 を産 出 す る 層(KDr23,33) で あ る。 しか し な が ら,CaO成 か わ らず,化. 分 が 多 い に もか. 石 を含 有 し な い 試 料(KDr13,25). 唆 して い る。 両 層 の境 界 は粘 土 鉱 物 組 成 の上 か ら. も見 られ る.こ れ につ い て は,砕 屑 物 中 に石 灰 岩. は 試 料KDr28で. の粒 子 が 多 く存 在 す る こ とや,続. 界 で あ るKDr31よ. あ り,化 石 お よ び 岩 相 に よ る境 り少 し古 い こ とを 示 して い る.. 層. 堆 積 後 に 上 下 の化 石 含 有 層 か ら炭 酸 カ ル シ ウ ム が. 不 定 方 位 試 料 に お い て は,似 虎 谷 層,寺 谷 層 に カ ル サ イ ト,黄 鉄 鉱 の 急激 な変 化 が観 察 され,両 者 の 間 に は 負 の 相 関 関 係 が あ る(Fig.5).す. 成 作 用 で,地. な. 供 給 され た 可 能 性 が あ る.FeO,MnO,TiO2の. 金. 属 元 素 は黄 鉄 鉱 な どの 濃 集 を反 映 して い る.ま た, こ こで は粘 土 鉱 物 だ けで は な く非 粘 土 鉱 物 の影 響. わ ち,黄 鉄 鉱 は化 石 密集 層 で 急 激 に減 少 し,堆 積. も考 慮 しな けれ ば な らな い が,FeO,MgOは. 環 境 の大 きな 差 異 を 示 唆 して い る.. 石 の 成 分 で もあ る こ とか ら,KDr9な. 緑泥. どで の 増 加. と関 係 して い る可 能 性 が あ る.K2O,CaO,MgO 5.2. XRFの. 結果. の 陽 イ オ ンは イ ラ イ トな どの 雲 母 類 粘 土 鉱 物 や ス. 堆 積 物 の化 学 組 成 の変 化. メ ク タ イ トの成 分 の一 つ で あ る こ とか ら,そ れ ら. 各 試 料 の 主 要 元 素 の重 量 百 分 率 はFig.6の. と. の 粘 土 鉱 物 の 変 化 と対 応 して い る もの と思 わ れ る。. お りで あ る.P205,Sは 生 物 体 を構 成 す る元 素 の 一 つ で あ る こ とか ら沿 岸 生 二 枚 貝 類 や ア ンモ ナ イ. SiO2,A12O3は. ト類,炭 質 物 が 多 く含 まれ るKDr11,22,23,26,. を 見 せ,化 石 密 集 層(KDr20)で. 33な. ど,有 機 物 の 多 い 層 準 と深 く関 わ っ て い る。. 沿 岸 生二 枚 貝類 を主体 とす る化 石 密 集 層(KDr20) に つ い て は,全 体 の50%弱. をCaO成. CaO成. 元 素 で あ り,カ オ リナ イ トの変 動 を反 映 した 変 化 は急 激 に減 少 し. て い る. 来 馬 層 群 の 化 学 成 分 組 成 で 特 徴 的 な こ とは,粘. 分 が 占 め,. 各 成 分 の 急 激 な 変 化 が 見 ら れ る.そ. と も に粘 土 鉱 物 を 構 成 す る 主 要 な. 土 鉱 物 組 成 と と も に,似 虎 谷 層 と棍 谷 層 の変 動 が. の他 に も. 著 しい の に対 し て,寺 谷 層 は比 較 的穏 や か な変 動. 分 が 目立 つ 試 料 は,貝 類 や ア ン モ ナ イ ト. を示 して い る こ とで あ る.ま た,来 馬 層 群 の 堆 積. Fig. 6.. Geochemical. data. of the Kuruma. Group..
(8) 98. 粘土科学. 後藤 道 治 ・田崎 和 江. Fig, 7. Al2O3 (CaO+ Na2O) -K2O (A -CN -K) diagram 20) for the clastic rocks of the Kuruma Group. Compositions of granite (Gr), granodiorite (Gd) and tonalite (To) are also given for estimation of possible source composition (data from Condie,1993).. (1)Kuruma Fig. 8.. Group. (2)Kurobe river. (3)Himekawa. river. Mg0 -Na2O -TiO2 and MgO-Na2O-Fe2O3 diagram for the clastic rocks from the Kuruma Group and recent bottom sediments of the Toyama bay21a. (1) Kuruma Group, (2) Off shore of the Kurobe river, (3) Off shore of the Himekawa river,.
(9) 第38巻. 粘土鉱物か ら見た古環境の解析. 第2号(1998). 物 の源 岩 に つ い て,化 学 組 成 の面 か ら砕 屑 物 の 供 給 源 を明 ら か にす るた め に,Dozen (1997)に. and. Ishiga. 99. 一 方 海 生 の ア ン モ ナ イ トはKDr33. ,48か ら産 出 し,カ オ リナ イ トは減 少 し,陸 水 の 影響 が 弱 ま る.. よ る三 角 ダ イ ヤ グ ラ ム(Fig.7)と20),. 来 馬 層 群 の 堆 積 物 の各 成 分 と現 在 の富 山 湾 の海 底. 6.考. 察. 泥 の化 学 組 成21)をプ ロ ッ ト した三 角 ダ イ ヤ グ ラ ム (Fig.8)で. 検 討 した 。 そ の 結 果,来 馬 層 群 の 堆. 6.1粘. 土 鉱 物 と堆 積 場 の 推 定. 積 物 の化 学 組 成 は姫 川 に よ っ て運 搬 され た飛 騨 外. 粘 土 鉱 物 の 分 析 結 果 か ら,カ オ リナ イ トの変 動. 縁 構 造 帯 の 蛇 紋 岩 メ ラ ン ジ ェ の構 成 岩 類 とは異 な. の 大 き い こ とが 来 馬 層群 の 粘 土 鉱 物 の特 徴 と して. り,む し ろ黒 部 川 に よっ て 運 ば れ て く る花 歯岩 類. あ げ られ,堆. に近 い 組 成 を示 した.さ. ら に,源 岩 はTonalite. 積 環 境 が か な り陸水 に影 響 を受 け た. もの で あ る こ とが 示 唆 され る(Fig.5).河. 川か ら. に近 い もの と考 え られ,黒 部 川 沖 の海 底 泥 と も よ. 供 給 され る粘 土 鉱 物 の カ オ リナ イ トや雲 母 類 粘 土. く一 致 す る.. 鉱物 は海 水 の塩 素 量 に よ っ て沿 岸 で 急速 に凝 集 し, 沈 降 す る25).そ の た め カ オ リナ イ トや 雲 母 類 粘 土. 5.3黄. 鉄 鉱 の 層 序 分 布 と そ の特 徴. 鉱 物 は沿 岸 部 に集 中 し て堆 積 をす る.さ. 黄 鉄 鉱 は 沿 岸 生 二 枚 貝類 が 密 集 し た 層 (KDr21,22,26)ま (KDr18)な はXRFで. た は炭 化 植 物 片 が 密 集 した 層. どに多 く見 られ る.そ の よ う な層 で も同 様 に,鉄. の割 合 が 全 体 的 に 多 くな. ら に,カ. オ リナ イ トの量 は定 性 的 に沿 岸 部 か らの 距 離 の 指 標 とな り,来 馬 層群 の カ オ リナ イ トの 増 加 は 堆 積 場 にお け る河 川 水 の 影 響 す る割 合 を示 し て い る. そ の 原 因 と して は,海 退 に よ る堆 積 場 の 沖 へ の シ. る結 果 が 出 て い る.鉄 の割 合 の変 化 は似 虎 谷 層,. フ トまた は 陸 の 上 昇 や,河. ?谷 層 で 増 減 が 激 しい の に対 し,岩 相 の均 一 な寺. カ オ リナ イ トの 沖 合 いへ の運 搬 な どが 可 能 性 と し. 谷 層 は4%前. 後 の安 定 した割 合 を示 す.. て あ げ られ る.し か しな が ら,堆 積 物 の特 徴 か ら 見 る とKDr15な. 5.4化. 石 の 層 序 分 布 とそ の 特 徴. どで 直 径20cmほ. どの珪 化 木 が い. くつ か産 出 す る こ とや 貝 化 石 層(KDr22)の. 化 石 は似 虎 谷 層 と寺 谷 層 か ら産 出 す る が,似 虎 谷 層 か ら はEomiodonやCrenotrapeziumな. ど沿. 岸 生 あ るい は汽 水 生 の 二 枚 貝 類 が産 出 し、 化 石 密 集 層 を形 成 して い る.し ば しば シ ャ ミセ ンガ イ の 一 種 な ど も見 られ る.シ ャ ミセ ンガ イ は現 在 で は 有 明 海 な ど に生 息 し,泥 底 を好 む.ま た,密. 集層. の貝 化 石 は合 弁 が 少 な く,お そ ら くは死 後 流 され て堆 積 した もの と思 わ れ るが,貝. 川 の 増 水 ・洪 水 に よ る. の表 面 装 飾 が あ. 存在. か ら考 え る と,洪 水 な どの 現 象 もあ った と思 わ れ る.し か し なが ら,全 体 にわ た って タ ー ビ ダ イ ト な どに特 徴 的 な堆 積 構 造 や 乱 堆 積 した痕 跡 は確 認 され ず,穏 や か に堆 積 して い る こ とか ら多 くの地 層 に含 まれ る カ オ リナ イ トの変 化 は海 水 準 の変 動 を考 え た ほ うが 自然 の よ う に思 わ れ る. 雲 母 類 粘 土 鉱 物 は カ オ リナ イ トとほ とん ど反 対 の変 動 を 示 す.雲 母 類 粘 土 鉱 物 と化 学 組 成 の カ リ. ま り摩 耗 され て い な い こ とや 保 存 状 態 が 良 い こ と. ウ ム の変 化 も調 和 的 で あ る.ス メ ク タ イ トは,陸. な どか ら考 え て,死 後 長 時 間 流 され た も の で は な. 水 に よ っ て 運 ばれ た 粘 土 鉱 物 が 淡 水 か ら海 水 へ と. さ そ うで あ る.. 化 学 的 環 境 を変 え る と きに起 こる反 応 に よ っ て生. 寺 谷 層 か ら産 出す る化 石 は ほ とん ど海 生 の軟 体 動 物,棘 皮 動 物,腕. 成 され た 可 能 性26)のほ か,雲 母 類 粘 土 鉱 物 や カオ. 足動 物 な どで あ る12,13,16,19,22)‑24).リナ イ トに比 べ て 海 水 中 で も凝 集 され に く く,浮. 寺 谷 層 は そ の 産 出化 石 と岩 相 な どか ら,前 者 の似. 遊 し て 沖 合 い ま で 運 ば れ る 可 能 性 が 考 え られ. 虎 谷 層 と比 べ て,や や沖 合 い の堆 積 物 と考 え られ. る27‑29).し た が っ て,来 馬 層 群 の 中 で もKDr22,. る.. 38,42,43の. 化 石 か ら考 え られ る堆 積 場 の変 化 は,粘 土 鉱 物. 堆 積 環 境 は,沖 合 い と言 え る.. 試 料 の砂 岩 中 の 粘 土 鉱 物 につ い て は,続 成 作 用. 組 成 か ら見 た 海 陸 の結 果 と よ く一 致 す る.例 え ば. に よ る二 次 結 晶 の 影 響 の可 能 性 も考 え られ るが,. 似 虎 谷 層 のKDr20か. 顕 微 鏡 下 の観 察 で は砕 屑 性 石 英 粒 子 と基 質 部 との. Linguklな. ら は 沿 岸 生 のEomiodonや. どが 産 出 し,カ オ リナ イ トが 増 加 す る.. 接 触 部 な どに 多 少 の 溶 解 部 が 見 られ る もの の,全.
(10) 100. 後藤 道 治 ・田崎 和 江. 粘土科学. 体 的 に は鋭 く角 ば った粒 子 が 多 く,著 し く再 結 晶. といわ れ て きた12).し か しな が ら,粘 土 鉱 物 の 分. し二 次 的 に結 晶 成 長 した様 子 は観 察 され なか った.. 析 か ら考 え る と,両 者 は と もに よ り陸 成 環 境 の 影. また,採 集 さ れ た 試 料 の野 外 観 察 に お い て も,石. 響 を強 く受 け た こ とが 示 唆 され る.特 に粘 土 鉱 物. 英 粒 子 の溶 解 と再 結 晶 に よ る著 し い石 英 脈 の 発 達. 組 成 の 変 化 が 激 しい 似 虎 谷 層 と棍 谷 層 に対 し,比. は 認 め られ な か っ た.. 較 的 安 定 し た鉱 物 組 成 が 続 く寺 谷 層 とで は堆 積 環 境 が 大 き く異 な って い る と考 え られ る.す な わ ち,. 6.2黄. 鉄鉱 は 還 元 環 境. 前 者 が 強 い 河 川 の 影 響 を受 け や す い沿 岸 部 に堆 積. 黄鉄 鉱 は,貝 化 石 や炭 化 植 物 片 な ど と と も に産. し,寺 谷 層 は安 定 した や や 沖 合 い で の堆 積 を示 し. 出 す る こ とか ら考 えて,還 元 環 境 下 で の 晶 出 が 考. て い る.こ の こ とは これ まで に産 出 した 軟 体 動 物. え られ る.沿 岸 部 へ の 有機 物 の 大 量 供 給 に伴 っ て,. 化 石 の 生 息 域 を か な り河 口 に近 い と こ ろ と考 え た. 海 底 に還 元 環 境 が 形 成 され,海 水 中 の硫 酸 イ オ ン. ほ うが よい.ま. と鉄 イ オ ンが 反 応 して で きた可 能 性 が あ る.こ の. た と考 え られ る似 虎 谷 層,棉 谷 層 で は大 量 の 土 砂. こ とは,東 南 ア ジ ア の マ ン グ ロ ー ブ30)や紅 海31)な. が 短期 間 に 堆 積 す るの に対 して,寺 谷 層 は ゆ っ く. た,堆 積 速 度 も河 川 の 影 響 を受 け. ど で知 られ て い る.黄 鉄 鉱 が 形 成 され る環 境 は,. り と堆積 した と考 え られ る19).こ の こ とは,年 代. 沿 岸 域 に近 い 沖 合 い の下 で 形 成 され,静. か な 堆積. 差 の あ るア ン モ ナ イ ト化 石 が 産 出 した 地 点 間 の層. 環 境 が 推 定 され る.つ ま り,似 虎 谷 層 と寺 谷 層 の. 厚 と来馬 層 群 の 厚 い 層 厚 を考 え た場 合,堆 積 速 度. 黄 鉄 鉱 含 有 層 は 大 量 の有 機 物 の供 給 と静 か な堆 積. に 違 い が あ る と推 定 で き る.. 環 境 が交 互 に お とず れ て形 成 さ れ た 層 と考 えて よ い.こ の事 実 は 化 石 産 出や 粘 土 鉱 物 の 含 有 量,野. 6.5当. 外 で の地 層 観 察 の 結 果 と比 較 す る と,特 に寺 谷 層 の 場 合 は調 和 的 で あ る.. 的 な海 陸 の変 化 の証 拠 の検 証 は重 要 な ことで あ る.. 時 の 陸,海. の環境変遷. 来 馬 層 群 の 粘 土 鉱 物 か ら考 え られ る変 化 と世 界 陸 に近 い沿 岸 あ る い は沖 合 い の 堆 積 物 で あ る来 馬. 6.3粘. 土 組 成 と化 学 組 成 は ほ ぼ 調 和 的 で あ る.. 雲 母 類 粘 土 鉱 物 の増 減 は,K2Oの 的 な 変 動 を示 す.K2OとMgOの. 増 減 と調 和 変化 は似虎 谷. 層 群 に は 当時 の 世 界 的 な海 洋事 変 を記 録 して い る 可 能 性 が 高 い と思 わ れ る か らで あ る. まず,世 界 の 海 洋 事 変 との 共 通 性 を述 べ るた め,. 層 と棍 谷層 で は調 和 的 で あ るの に対 し,寺 谷 層 は. 産 出 した ア ンモ ナ イ トを ヨー ロ ッパ,北. 非 調和 的 であ る.こ れ は陽 イオ ンで あるK2O,MgO に つ い て,寺 谷 層 が他 の地 層 と比 較 して特 異 な堆. の 標 準 ア ン モ ナ イ ト化 石 帯 に対 比 させ,来 馬 層群. 積 環 境 に あ っ た こ とを示 唆 す る.ま た,ス メ ク タ. 事 変 に は,シ ー ケ ンス 層 序 学 や 同 位 体 学,微 古 生. イ トの 多 い 層 と少 な い地 層 と もに,Na2O,MgO. 物 学 的研 究 に よ っ て,来 馬 層 群 の 堆 積 時 に は大 陸. の 大 きな変 化 は 認 め られ な か っ た.. の 移 動 に よ る海 陸分 布 の 変 化 に よ っ て もた らさ れ. 来 馬 層 群 の堆 積 物 に つ い て は,化 学 組 成 か ら考. の 時 代 を確 定 す る必 要 が あ る.さ. ア メ リカ. らに 当時 の海 洋. た 海 水 準 変 動 が あ っ た と考 え られ て い る5),6),32).. え る と,最 終 的 に は鉄 や チ タ ン,マ グ ネ シ ウム に. 似 虎 谷 層 に見 られ るカ オ リナ イ トを は じめ とす る. よ く富 ん だ飛 騨 外 縁 構 造 帯 の上 に堆 積 した が,堆. 粘 土鉱 物 の 急 激 な変 化 や 寺 谷 層 に 見 られ る ス メ ク. 積 物 の供 給 源 は む し ろ酸 性 岩 類 が 露 出 して い た と ころ と考 え られ る.こ の こ とは,来 馬 層 群 の 堆積. タ イ トの 出 現 は世 界 的 な海 水 準 の 変 動 の 時 期 に ほ. 物 中 に カオ リナ イ トが 多 い こ と と も関 係 して い る. 唆 して い る.ア ン モ ナ イ トの層 準 はい ず れ もカ オ. と思 わ れ る.. リナ イ トが 減 少 して い るの で,堆 積 場 が 沖 合 い に. ぼ 一 致 して お り,世 界 的 な海 洋 事 変 との 関 係 を示. 向 か った こ と を示 し,ア ンモ ナ イ ト と とも に産 出 6.4粘. 土 鉱 物 層 序 と化 石 層 序 も調 和 的 で あ る.. 従来 の化石 の産 出 な どか ら似 虎 谷 層 と棉 谷 層 は,. す る海 生 二 枚 貝 や ウ ミユ リな どの化 石 か ら も,そ の こ とは支 持 され る.こ の よ う に,化 石 の産 出 し. 汽 水 成 で はあ る が,や や 塩 分 濃 度 の 高 い海 水 域 と. な い地 層 で あ っ て も,粘 土 鉱 物 組 成 か ら海 陸 の 分. 考 え られ,寺 谷 層 は沖 合 い の 海 成 の 堆 積 物 で あ る. 布 や海 水 準 の 変 化 を読 み 取 る こ とが で き る..
(11) 第38巻. 粘土鉱物か ら見 た古環境の解析. 第2号(1998). 7.ま. とめ. 101. テ ィ アの 友 野 眞也,井. 佐 富 作 両 氏 に は,分 析 用 の. 試 料 作 りの た め に大 変 お世 話 に な っ た 。 また,富 地 層 を構 成 す る粘 土 鉱 物 組 成 は多 様 な地 質 現 象. 山 市 科 学 文 化 セ ン ター 職 員 の皆 様 に は 図表 類 の 作. に敏 感 に対 応 した 粘 土 鉱 物 の組 み 合 わ せ や量 比 の 変 化 を示 す.そ れ は地 域 的 な 堆積 場 や 堆 積 の シス. 成 等 を含 め,本 研 究 を進 め る に あ た り有 形 無 形 の ご支 援 をい た だ い た 。 以 上 の 方 々 に厚 くお礼 申 し. テ ム の変 化,さ らに は地 球 規 模 の地 質 現 象 な ど様 々. 上 げ る.. な 原 因 に よ っ て 引 き起 こされ た結 果 を記 録 して い るか らで あ る と考 え られ る.. 引用文献. (1)地 域 的 な地 質 現 象. 1). 来 馬 層 群 に卓 越 す る カオ リナ イ トの 存 在 や そ の 量 の 変 動 は,来 馬 層 群 が 陸 水 の影 響 を強 く受 け た. 田崎 和 江 ・荒 谷 美 智 ・矢 野 倉 実 ・海 保 邦 夫 ・野. 田修司. 2). (1992). 粘 土 科 学32,. 86‑92.. Kaiho, K., Ainobu, T., Ishiwatari,. こ と を示 唆 し,か つ 沿 岸 また はや や 沖 合 いの 堆 積. H. E.G., Okada,. 物 で あ る こ とを示 し,堆 積 学 的 に も古 生 物 学 的 に. G., Kajiwara,. も支 持 で き る.. suma, N. and Wada, H.(1996) Paleoceanography, 11, 447-465.. 雲 母 類 粘 土 鉱 物 の 含 有 量 とその 変 動 は カ オ リナ イ トと まっ た く逆 の 関 係 を示 し,よ. く,海 の 影 響. H., Takeda,. R., Morgans,. N., Tazaki,. Y., Matsumoto,. 3) Zhou, G., Goto,. K., Zhou,. R., Hirai, A., Niit-. M., Tazaki,. K. and Kaiho, K.. (1997) Abstracts of the 11th International Conference, A86.. を受 け た こ と を示 して い る.. 4) (2)地 球 規 模 の 地 質 現 象. Robert, C. and Kennett,. J. P.(1994). Clay. Geology, 22,. 211-214.. カ オ リナ イ トや 雲 母 類 粘 土 鉱 物 な どの粘 土 鉱 物 の 変 動 は沿 岸 成 堆 積 物 に とっ て海 水 準 変 動 と密 接. 5) Hallam, A.(1983) Palaeogeography, lima tology, Palaeoecology, 43, 181-193.. に関 わ っ て く る こ とが 明 らか に な った.. 6). Jenkyns,. H. C.(1988). American. Palaeoc-. Journal. of Sci-. ence, 288, 101-151. (3)粘. 土 鉱 物 の有 効 性. 粘 土 鉱 物 は,古 生 物 相 の解 析 や 堆積 岩 の化 学 分. 7). 北村 晃寿. 8). Kitamura,. 析 な どの多 角 的 な 方 法 で 地 質 現 象 を解 析 す る こ と に よ っ て,化 石 が 産 出 しな い地 層 に お い て も,海 水 準 変 動,堆 積 物 の 供 給 源 や 気 候 の 変 化 な どに つ い て 信 憑 性 の高 い 古 環 境 解 析 が で き る こ とが 明 ら. (1994). (1997) Palaeogeography, laeoecology, 135, 51-69. 9). 高野. 修. (1995). 465‑478.. K. and Takayama,. T.. Palaeoclimatology,. 地 質 学 論 集45,. 10) Haq, B. U., Hardenbol,. Pa-. 170‑188.. J. and Vail, P. R.(1987). Science, 235, 1156-1167.. か にな った.. 11) Jenkyns, 8.謝. Clayton,. 析 に つ い て ご指 導 い た だ いた.金 沢 大 学 理 学 部 地 球 学 教 室 の宿 野 浩 司 氏 に はXRFの. 試料作成 か ら. 分 析 に い た る ま で ご指 導 い た だ い た.ま. た,. 析 や 野 外 調 査 につ い て も,金 沢 大 学 理 学 谷. 勲,青. 木. 歩,. 松 本 和 也各 氏 を は じめ,院 生 の 皆 様 に た い へ んお 世 話 に な った 。 富 山市 科 学 文 化 セ ン タ ー の ボ ラ ン. 山. 明. C. J.(1986). Se-. 33, 87-106.. 12) 小 林 禎 一 ・小 西 健 二 ・佐 藤. 本 研 究 を行 うに あ た り,株 式 会 社 ハ イ ク レ イ の. 部 地 球 学教 室 の 上 島 雅人,保. H. C. and. dimentology,. 辞. 周 国 平博 士 に は,野 外 調 査,粘 土 鉱 物 の 分 析,解. XRD分. 地 質 学 雑 誌100,. A., Kimoto,. (1957). 地 質 学 雑 誌63,. 正 ・速 水. 格 ・徳. 182‑194.. 13) 後 藤 道 治 ・滝 沢 文 教 ‑26 . 共 立 出 版 東 京.. (1988). 中 部 地 方II,. 14) 熊 崎 直 樹 ・小 嶋. (1996). 地 質 学 雑 誌102,. 智. pp.24. 285‑302. 15) 畠 山 幸 司. 16) Sato,. (1995). 長 野 市 立 博 物 館 紀 要3,. T.(1955). Trans.. Proc.. Palaeont.. 1‑10.. Soc.. Japan, N. S., 20, 111-118. 17) 山 田 直 利 ・滝 沢 文 教 帯 研 究 報 告2,. 64‑69.. (1981). 総合研究飛騨外縁.
(12) 102. 後 藤 道 治 ・田崎 和 江. 18). 白石秀 一. 19). Goto,. (1992). M.(未. 地 球 科 学46,. 発 表). Early. 1‑20.. Jurassic. 26) 菅 野 一 郎 ・本 荘 吉 男 ・桑 野 幸 男 ・有 村 玄 洋 ・徳 Ammonites. 留 昭一. from The Kuruma Group in Central Japan. 20) Dozen, K. and Ishiga, H.(1997) (Chikyu Kagaku),. 51, 323-335.. 21) 渡 部 芳 夫 ・片 山. 肇 ・今 井. 誌101,. Earth. I, and Akahane,. Science. and Economic. 雑 誌72,. (1995). 地 質学 雑. H.(1981) Bulletin. of. northern. of the Toyama. 227‑238. 地質学. 23‑34.. Philippine. K.(1985) Geology. Sea (the Japanese. ses), 92-96. 29) Aoki, S. and Oinuma,. of the. GDP crui-. K.(1988) Clay Science, 7,. 73-82. Soc.. 30) 津 田 禾 粒 ・寺 沢 達 雄 ・糸 魚 川 淳 二 ・山 野 井 (1993). Science. 新 潟 大 学 教 養 部 紀 要25,. of. Mineralogy,. Geology, 63, 75-84.. 徹. 1‑11.. 31) Sweeney, R. E. and Kaplan, I. R.(1973) Economic Geology, 68, 618-634.. 25) Shiozawa, T. (1970) Journal Petrology. 粘 土 科 学 の 進 歩4,. 28) Aoki, S. and Oinuma, 登. the Toyama Science Museum, 3, 1-6. 23) Goto, M.(1983) Trans. Proc. Palaeont. Japan, N.S., 130, 79-84. 24) Goto, M.(1994) Bulletin Museum, 17, 91-94.. (1968). 27) 川 原 鳳 策 ・石 井 次 郎 ・米 田 義 昭 (1966). 633‑647.. 22) Hayami,. 粘土科学. 32). 堀. 利 栄. (1993). 地 質 調 査 所 月 報4,. 555‑570..
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