Organo-petrographic study of the Neogenedistributed near and around Niigata city

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Organo-petrographic study of the Neogene distributed near and around Niigata city

田代, 昭雄

九州大学理学部

高橋, 良平

九州大学理学部

https://doi.org/10.15017/4495934

出版情報：九州大学理学部研究報告. 地質学. 13 (2), pp.307-319, 1980-02-29. Faculty of Sciences, Kyushu University

バージョン：

権利関係：

九大理研報（地質） 13巻 2 号， 307~319頁，第20図版， 1980年 2 月

新潟地域に分布する新第三系のオルガノ・ペトログラフィ

田 代 昭 雄 ・ 高 橋 良 平

Organo‑petrographic study of the Neogene distributed  near and around Niigata city 

Teruo.  TASHIRO,  and Ryohei.  TAKAHASHI 

Abstract 

In the area studied,  prospecting  activities for oil  and gas have been successfully  carried out,  especially in  the past several decades,  and the area for prospection has been  gradually extended towards off‑shore region.  At Aga‑oki,  Murakami‑oki,  and Kashiwa・

zaki‑oki three bore holes were drilled by Idemitsu  New Japan See Exploration Co.  Ltd.,  and a great deal of cutting samples from these bore holes are submitted for fundamental  study on diagenetical metamorphism of organic matters  dispersed  in  elastic  sedimentary  rocks. 

For this study,  determination of the rank of disseminated  coaly  materials  (phy‑ toclasts)  has proved to be very valuable. 

Rank determination by chemical analysis  can be applied  to  coal,  but  not  phyto‑ clast,  because the latter is  generally very fine in size  and small in amount. 

Rank of vitrinite clasts is  evaluated,  therefore,  by reflectance measured under a  microscope,  and rank  of liptinite  clasts  by spectral  analysis  of  reflected  fluorescence. 

Besides three bore holes,  samples  are also collected  from numerous exposures  in Niitsu,  Higashi‑yama  and  Nishi‑yama  areas,  and  rank  of  included  phytoclasts  is  likeweise  measured. 

Taking these rank distributions and related geological situations of sediments into  consideration,  diagenetical metamorphism of the Neogene is  discussed,  and genetical pro‑ blem of  petroleum in  this  area is  briefly discussed. 

緒 言

新潟県の西山油田を始めとする第三紀堆積盆地は石 油および天然ガス鉱床を胚胎する地眉が広く分布する 区域であるため，古くから多くの人々によって繰り返 し調査され新第三系に関する多くの資料が集積されて いるまた，最近では，これら鉱床の調査対象区域が 漸次海域に拡大され，各種の物理探査，ボーリング調 査が行われているので海域の地質および地質構造に関 する知見は飛躍的に増大し，陸上部での資料と併せて 新油田の発見，開発に広く貢献している． もちろん，

これらの輝かしい成果を導いたものは，従来からの肘 序・古生物学的，構造地質学的研究のほか，物理探査，

ボーリング等の新技術による構造解析等であるが，近 昭和54年6月30日受理

ill代昭雌；（株）戸謁鉱業社

年，石油鉱床の重要な研究分野の一つになってきた有 機地球化学的研究に負う所が少なくない．

堆積岩中の有機物についての研究， とりわけ石油根 源物質についての研究はわが国においても次第に活発 となり新潟新第三系中の有機物については柳下(1962), 佐々木 (1971),佐々木ほか (1971),佐藤ほか(1972) 等の研究がある． しかし，堆積岩の続成作用に伴う有 機物の変成というとらえ方からの研究は少なく，特に 光学的手法によって有機物の続成変化を求めたものは

ない．

従来から， 石油の根源物質には Humic‑, Algal‑,  Liptiniticの3種のケロジェンが区別されていて，後

2者のケロジェンが続成過程で次第に変成・熟成して 原油となり，貯溜岩にむけて移動した後，最終的には 消滅するのに対し，フミン質ケロジェンは同様に続成

308  _{田代昭雄・高橋良平}

過程で変成はするが，最後まで母岩中にとどまって消 滅することはない．従って，石油根源物質等の有機質 物の変成過程を求める場合には消滅前の三種ケロジェ ンの変成を求めることは勿論であるが，最終的にはこ の消滅しないフミン質なものをトレーサーとして追跡 する以外に方法がない．幸いなことに，石油母岩には 勿論，含油地雇群の巾にはフミン質なものの典型とい われる石炭質細片が大抵の場合含まれ，この石炭細片 の変成度，すなわち，石炭化度をパラメーターとして 他の 2種類の有機物の変成過程を求めることができる ので，本研究では有機物の顕微鏡的検討を行うととも に反射率測定によって石炭化度を決定し，有機物の続 成変化を求めた．

研究に用いた試料の大部分は出光新日本海石油（株）

が村上沖，阿賀沖，柏崎沖でそれぞれ掘削したボーリ ングのカッテングであるが，＊地質層序， 地質構造が すでに明らかにされている陸域部からも試料を採取し て，カッテング試料結果と併せて検討した．出光新日 本海石油（株）からは，これら貴軍なカッテングサン プルのほか，同社が行った多くの化学分析資料の提供 をうけ，かつ，これらを総合してえられた本研究結果 の公表に御快諾を頂いた． ここに記して同社に深甚の 謝意を表したい．

I . 地 質 概 説

新潟地域に広く分布する新第三系〜第四系の従来の 分暦（第1表）に従うと，今回調査した陸上部の新津 地域では椎谷屈から矢代田層までの地圏が分布し，東 山地域北部では七谷層から矢代田園まで，また，酉山 地域では寺泊層から魚沼層までの地屑が分布している．

また，村上沖ポーリングでは七谷層から魚沼層までが 掘削され，阿賀沖ボーリングでは椎谷層から魚沼層，

柏崎沖ボーリングでは寺泊層から魚沼層までが掘削さ れている．

1.  層序概説

七谷層；陸上部では僅かに東山地域の半蔵金北西の 小地域にフェンスター状に露出分布するほか，海域部 では2,300m以下の深度に伏在すると思われる． 硬質 な暗褐色泥岩よりなり上位の寺泊層とは整合である．

‑*村上沖ボーリングは，村上市の北西18.4km沖合に位 置し， NNE‑SSWに走る背斜軸々部よりやや東側 よりの所から，深度3,662mまでを掘削している．

阿賀沖ボーリングは，新潟市北方28km沖合で，NNE

‑SSW方向の背斜構造西翼に位置する．深度3,050 mが掘削された．柏崎沖ボーリングは，柏崎市の北 西約10kmの沖合に位置し， NE‑SW方向の背斜軸々 部で掘削したものである．深度3,774.5m, 

第 1 表 新 渥 地 域 層 序 時 代 層 序 主 ^凸」り 質 第

! 

^{矢 代 田 層 礫岩、砂岩、泥岩}

四

紀 魚 沼 層 砂岩、泥岩

: 

^{灰 爪 層 砂質泥岩 ヽ}

新 ^世 西 山 層 泥岩、砂岩ー泥岩互層 椎 谷 層 砂岩一泥岩互層 第 中

寺 泊 層 泥岩

七 谷 層 硬質砂岩、頁岩 新 津 川 層 火 砂岩、凝灰岩

紀 山

岩 船 層

靡

^泥岩

世 相 川 層 性 礫岩

新津地域南部の新津背斜中軸部には玄武岩，安山岩お よび石英安山岩の溶岩・火山砕屑岩および暗灰色硬質 泥岩の簿層等からなる菩提寺山火山岩類が分布する．

この泥岩中からは七谷期の有孔虫の産出が報告されて いるが，新津南方から大沢付近にかけて分布する火山 砕屑岩類（護摩堂山火山砕屑岩類）の最下位を占める ものであり，下記の寺泊層堆積期に活動した火山岩の 一部である．

寺泊層；東山地域，西山地域の背斜軸部に沿って分 布するほか，村上沖，柏崎沖ボーリングで確認された ように海域部では2,000 2,SOOm以下の深度に伏在し ている．中粒〜細粒の凝灰質砂岩と暗灰色〜褐色泥岩 の互屈からなり， 300 400mの隣厚であり，概して岩 相変化が著しい．本層の上部には灰白色凝灰質砂岩，

石英安山岩質凝灰角礫岩，安山岩質凝灰角礫岩が数層 準に含まれている．

椎谷層；東山，西山両地域のほか北側の新津地域な ど陸城部の分布は広いが，新津区域南部や村上沖ボー リングのように上位の西山層との間の不整合によって 削剥され，全く欠除する区域もある．暗灰色〜灰色泥 岩相部と粗〜中粒灰白色凝灰質砂岩と暗灰〜灰色泥岩 との互眉を主とする岩相部からなり，中部〜上部には 石英安山岩質凝灰角礫岩の厚層が多数挟在される．東 山地域での闘厚は4001,400mで，特に東山背斜西翼 部ではl,300 1,400mにおよぷが，他地域ではおおむ ね350 400mの屑厚である．

西山層；新津〜東山地域および弥彦断層をへだてた 西山地域に広く分布する．海域にかけては次第に賦存 深度は深まり，村上沖では870 1,970m間，阿賀沖で は1,2652, 660m間，さらに柏崎沖では5801,240m  間に伏在する．岩相変化は著しいが，下部の暗青灰色

新潟地域に分布する新三系のオルガノ・ペトロゲラフィ 309 

泥岩と細〜中粒砂岩とからなる互層部と，上部の暗青 灰色泥岩部からなる．椎谷層を不整合に被うが，村上 沖ボーリングでは直接寺泊層上に重なる． 北部では 1,  000  1, 500mの厚さであるが，南東にむけて薄くな るようで，弥彦断隣の西南側では650 700mと算定さ れる．

灰爪層；西山層上に整合に重なる鮮新世後期の地層 で新津〜東山地域では主背斜軸の両翼部，西山地域で も中央油帯背斜の両翼に分布し，西側へ向かって次笛 に分布深度をまし，村上沖では220 870m間，阿賀沖 では750 1,265m間，柏崎沖では250 580m間に伏在 するようになる．概括的には北東部ては厚(,650m  程度の層厚であるが，南西にむけて次第に厚さを減じ，

300m程度になるものと思われる． 帯緑灰色泥岩を主 とし，下位の西山層とは漸移的な岩相であるが，夏川 石と呼ばれる石灰質の含化石砂岩眉を数屈位に挟む．

また，砂質泥岩中には多くの炭化植物片が含まれるこ とがある．

魚沼層；僻新世〜洪積世の堆積物とされ，下位の灰 爪贋とは一部の地域で不整合関係にあって，西山層を 直接被覆する場合がある． 新津〜東山地域では層厚 100 200mで砂岩，泥岩，礫岩からなり，東山地域で はごく一部に亜炭を挟在する． 阿賀沖ボーリングで 640mときわめて厚くなっていることや， 灰爪屈と局 部的には不整合で接していることから魚沼層堆積前お よび堆摂時にはかなりの地盤変動があり，局所的に地 層の厚薄が生じたと思われる．西山地域では細〜中粒 砂岩を主とし，シルト質泥岩を数屈挟む厚さ300m以 上の地屑であり，海域の柏崎沖ボーリングでは砂岩，

礫岩，砂質泥岩からなり， 250m以上の厚さがある．

矢代田層；上記の諸居を著しい不整合で覆い，砂・

礫層からなる厚さ100m前後の地層で新津〜東山地域 では丘陵の西縁部に分布する．水平な地層であるので，

後魚沼〜先矢代田期間に著しい構造運動があったこと は町らかである．

2.  構 造 概 説

陸•海域のいずれでも本地域には NE-SW 方向～

NNE‑SSW方向の軸をもつ摺曲構造か著しく発達し，

軸の延長が30km以上におよぶものも少なくない．新津 地域のほぼ中央を NE‑SW方向に走る新洋背斜， 東 山地域で NNE‑SSW方向の軸をもち NE‑SW方向 の荷頃背斜を分岐する東山背斜，匝山地域の中央油帯 背斜等はその好例である．海域でも5 10km間際で大 きな背斜軸がみられ，それらの間に向斜軸が形成され ている＊．摺曲軸は波打っためドーム，ベーズン構造が

所々に形成され，多くのドーム部が石油，ガス鉱床と なっている摺曲構造を切る断層は比較的少ないが，

新潟市南西の弥彦山付近からN‑S NE‑SWにのびる 弥彦断廣は摺曲構造を切る数少ない断屑の一つであり，

その落差は1,000m以上と推算されている．

なお，鈴木ら(1974)は詳細な陸域部の調査に基き新 潟堆積盆地の構造発達史を明らかにし，堆積の中心は 七谷屈から上位の地唇になるにつれて次第に西側に移 ると判断しているが，海域ボーリングの資料は，この 考えを支持するものである．また，村上沖ボーリング でみられた深度約ー2,000mにある椎谷閥と西山屑と の不整合面は，新津背斜東方や束山背斜北東方などで みられる直山層と寺泊屈との関係と同じ原因により形 成されたものであり，背斜部の隆起運動のために頂部 が削剥されたり，堆積の中心が移動したためであろう．

II. 有機物の変成作用

堆積岩中に含まれる有機物の根源物質は多種多様で あるが，ここでは石炭質物ないしは主たる石油の根源 物質と考えられている分散型の植物浮遊性生物を堆積 有機物と規定し，その続成過程における変化を検討す

る．

ところで，堆積物中の生物遺体はまず単純分離して 炭水化物，蛋白質， リグニン等のバイオポリマーの状 態で存在するが， これと前後して微生物による分解作 用を受ける．この作用は，堆積有機物変化のきわめて 初期段階でのみ行われるものであるので，有機物熟成 作用の主要因として認めない人もいるが，石炭の場合 には，この過程での作用の強弱によって著しく物理・

化学性を異にするビトリナイトとフジナイトが同じ材 部から生成してくるので，生物分解作用を軽視するこ とは妥当ではなかろう．生物分解が行われる場合には，

好気性，媛気性のいずれであるかによって分解生成物 は異なるといわれ，一般に前者の場合には酸素にとん だ分解物が，後者では水素にとむものが生成するとさ れている． しかし，石油根源物質が堆積する環境は本 来遠元的であるので，石炭原物質の分解過歴における ほど，好気性，媛気性作用の差異があらわれず，一様 に嫌気性の分解物が生じると思われる．いずれにして も単純分離物はより箇単なバイオモノマーに転じて，

糖，アミノ酸，脂肪酸，炭化水素などとなり，後では 重，縮合して普通の有機溶剤にはとけない腐植質物と なっている．堆積物中に存在する大部分の有機物はこ

＊出光新日本海石油開発株式会社が実施したスパーカ ー調査の解析による．

310  田代附雄・高橋良平

の腐植質物であり，温度の影響がほとんどみられない 地表近くで形成されているヂオボリマーである．

堆積作用が迎み， このヂオポリマーが地中深く埋没 されるにつれ，地熱などの影聾を次第に強くうけるよ うになり，その程度に応じた地化学的変成をうけるこ ととなる．有機物がフミン質か，あるいはアルゲ質か 等で変成作用の内容は異なるが，この変成作用の特徴 は，初期の脱水，脱ガス等の作用から次第に複雑な解

・軍縮合作用が行われる段階へと進み，低分子の安定 な炭化水素などを分離する一方で腐分子の濡青物〜石 墨質炭素が形成されることである．熟成作用ともいわ れているこの変成作用は化学反応速度論的にみれば，

アレニウスの式に従う一次化学反応であり，温度と時 間の両因子によって熟成度は左右されることが明らか にされている (J.KARWEIL,  1956; N. BosT.ICK,  1971).  摺曲の著しい石炭とそうでない石炭との間に 石炭化度の差が認められないこと (M.& R. TEICH‑

MULLER,  1954,  1968)や，一定湿度では圧力を変化 させても石炭化度（ヒ汀トリナイト反射率）が変化しな いこと (N.BOSTICK,  1973)等の事実は，有機物熟 成作用のうち少なくとも高級歴青炭クラスの変成段階 までは圧力の影響はほとんど無祝できることを示すも のであり，熟成度は湿度と被熱時間とによって決まる

とみて差支えない．

さて， このような有機物の熟成度＝変成度を示すの には古くから諸種の指標が用いられている． しかし，

堆積層中の有機物が石油，石炭のような濃集型であり，

かつ，堆積した状態で移動しない固相型である場合に 最も信頼のおける指標がえられやすいので，石炭は有 機物変成を判定する最もよい対象として評価さるべき である本研究でもこのような経緯から，堆積岩中か ら採集した砕屑石炭片を用いて七谷層から灰爪層迄の 熟成度を検討しているが，胞子および花粉の色調によ る方法，ケロジェン中の不対電子を ESRによって測 定する方法，炭化水素対全有機炭素量比， CPI, LOM 

など他の指標で求められた変成度の幾つかも比較のた め掲げている（第4図）．＊

ill,  反射率測定試料の調整と測定結果 陸上および海城ボーリングでえられた試料中には，

分散・固相型の石炭細片は通常の場合せいぜい1%以

＊これらのパラメーターの測定方法，意義については 他の文献を参照されたい．例えば， GUTJAHR,  C.  C. M.,  (1966).  Carbonization of pollen grains  and spores and their application.  Leidse Geo‑

logische Mededelingen,  38,  1‑30. 

第 2表 村上沖ボーリング反射率 試料深度 平 均 試料深度 平 均

層 名 反射率） ^層名 反射率） 

(m)  （％  (m)  （％  2000 ‑2010  0   3..11  魚 沼 140‑160  0.161  2050 ‑2060  0.284  2100 ‑2110  〇.315 260‑ 280  0.167 寺泊 2150 ‑2160  0.316  2200 ‑2210  0.303  400 ‑415  0.177 

2250 ‑2260  0.287  440 ‑460  0.223 

500 ‑ 520  0.213  2300 ‑2310  0.292  600 ‑ 620  0.225  2350 ‑2360  0.307  灰爪 640 ‑660  0.219 

700 ‑ 720  0.225  2400 ‑2410  0.317  740 ‑ 760  0. 251  2450 ‑2460  0.342  800 ‑ 820  0.213  2500 ‑2510  0.331  840 ‑ 860  0.241  2550 ‑2560  0.325  2600 ‑2610  0.338  2650 ‑2660  0.382  1000‑1020  0.248  2750 ‑2760  0.357  1040 ‑1060  0.247  2800 ‑2810  0.347  1100‑1120  0.288  2900 ‑2910  0.388  1150 ‑1160  0.230  2950 ‑2960  0.352  1200‑1210  0.265  3000 ‑3010  0.359  1250‑1260  0.271  3050 ‑3060  0.335  1300‑1310  0.268  3100 ‑3110  0.400  1350‑1360  0.236 七谷 3150 ‑3160  0.363  1400‑1410  0.295  3200‑3210  0.385  1450‑1460  0.308  3250 ‑3260  0.386  西山 1500‑1510  0.288  3270 ‑3280  0.353  1550‑1560  0.317  3300 ‑3310  0.463  1600‑1610  0.310  3358 ‑3360  0.493  1650‑1660  0.268  3380 ‑3390  0.484  1700‑1710  0.317  3430 ‑3440  0.533  1750‑1760  0.308  3470 ‑3480  0.638  1800‑1810  0.371  3490 ‑3500  0.483  1850‑1860  0.280  3530 ‑3540  0.550  1900‑1910  0.361  3570 ‑3580  0.429  1950‑1960  0.293  3600 ‑36l0  0.458  3650 ‑3660  0.601 

下しか含まれていないので，これらを猥縮しても，化 学分析などを行えるほどの量はなかなかえられない．

そこで，前述のように，ごく少ない量で測定できる反 射率を熟成の指標として求めた．

岩 石 試 料 か ら 石 炭 細 片 を 分 離 ・ 談 縮 す る の に は SAXBEY (1970),  CASTANO and SPARKS  (1974)の 方法などがあるが，これらの方法では， HFや濃HCI 溶液で鉱物質部分を溶解して石炭片を分離するため，

石炭に幾許かの変化を与えるおそれがある．反射率澗 定の実績では，この強酸処理の方法でも影瞬は出てい ないが，後述のような螢光顕微鏡の検討も同一試料で

新潟地域に分布する新三系のオルガノ・ペトログラフィ 311 

第 3 表 阿 賀 沖 ボ ー リ ン グ 反 射 率 試料深度 平 均 試料深度 平 均

層名 反射率 層名 反射率

(m)  (%)  (m)  （％）  170‑ 200  0.160  1740‑1760  0.309  420 ‑ 440  0.212  1760‑1780  0.323  440‑ 460  0.237  1780 ‑1800  0.337  460‑ 480  0.189  1800 ‑1820  0.317  480‑ 500  0.186  1820 ‑1840  0.344  500‑ 520  0.197  1840 ‑1860  0.352  540‑ 560  〇.195 1880 ‑1900  0.336  560‑ 580  0.196  1900 ‑1920  0.359  魚沼 580‑ 600  0.225  1920 ‑1940  0.355  600‑ 620  0.231  1940 ‑1960  0.349  620‑ 640  0.210  1960 ‑1980  0 363  640‑ G60  0.22d  1980 ‑2000  0.337  660‑ 680  0.221  2000 ‑2020  0.351  680‑ 700  0.240  2020 ‑2040  0.366  700‑ 720  0.228  2040 ‑2060  0.344  720‑ 740  0.248  2060 ‑2080  0.356  740‑ 760  0.236  2080 ‑2100  0.337  2100 ‑2120  0.383  760‑ 780  0.249  2120 ‑2140  0.368  780‑ 800  0.245  2140 ‑2160  0.349  800‑ 820  0.232  2160‑2180  0.362  820 ‑ 840  0.261  2180‑2200  0.350  840‑ 860  0.259  西山 2200 ‑2220  0.388  860‑ 880  0.245  2220 ‑2240  0.388  880 ‑ 900  0.245  2240 ‑2260  0.393  900 ‑ 920  0.254  2260 ‑2280  0.388  920‑ 940  0.254  2280‑2300  0.378  940‑ 960  0.236  2300 ‑232J  0.358  960‑ 980  0.254  2320 ‑2340  0.382  980 ‑1000  0.248  2340 ‑2360  0.360  灰 爪 1000‑1020  0.243  2360 ‑2380  0.402  1020 ‑1040  0.271  2380‑2400  0.390  1040‑1060  0.267  2400 ‑2420  0.384  1060‑1080  0.288  2420 ‑2440  0.346  1080‑llOO  0.278  2440 ‑2460  0 363  1100 ‑1120  0.275  2460 ‑2480  0.365  1120 ‑1140  0 286  2480‑2500  0.365  1140 ‑1160  0.290  2500 ‑2520  0.364  1180 ‑1200  0.285  2520‑2540  0.366  1200‑1220  0.309  2540 ‑2560  0 351  1220‑1240  0.281  2560 ‑2580  0.356  1240‑1260  0.281  2580 ‑2600  0.366  2600‑2620  0.377  1260‑1280  0.293  2620‑2640  〇.365 1280‑1300  0.275  2640 ‑2660  0.390  1320‑1340  0.293 

西山 1340‑1360  0.281  2660 ‑2680  0.363  1360‑1380  0.278  2680 ‑2700  0.354  1380‑1400  0.257 ^{椎 谷} 2700 ‑2720  0.385  1400‑1420  0.261  2720 ‑2740  0.425 

試料深度 平 均 試料深度 平 均

層名 反射率 層名 反射率

(m)  （％）  (m)  (%)  1420‑1440  0.279  2740 ‑2760  0.386  1440‑1460  0.245  2760 ‑2780  0.401  1460‑1480  0.279  2780 ‑2800  0.376  1480 ‑1500  0.311  2800 ‑2820  0.410  1500 ‑1520  0.284  2820 ‑2840  0.402  1520‑1540  0.293  2840 ‑2860  0.400  四山 1540‑1560  0.297  2860 ‑2880  0.411 

1560‑1580  0.275 

椎谷 2880‑2900  0.380  1580‑1600  0,287  2900 ‑2920  0.377  1600‑1620  0.285  2920‑2940  0.409  1620 ‑1640  0.277  2940‑2960  0.412  1640‑1660  0.307  2960‑2980  0.439  1660‑1680  0.276  2980 ‑3000  0.421  1680‑1700  0.315  3000‑3010  0.433  1700‑1720  0.298  3010 ‑3015  0.416  1720‑1740  0.332 

行うため，螢光特性に影響を与える酸処理の方法はと らずに，比重1.61. 8の塩化亜鉛水溶液で比重分離し て試料を濃縮した．

測定は， ライッ製オルトルックス I型 顕 微 鏡 と MPVl型フォトメーターで行い，反射率標準物質には Berry Association Inc. の標準ガラス (R

。

^=0.5479) 

を用い，測定の手順は総て ICCP*に従って行った．

3本の海上ボーリングの試料深度とその反射率は第 2 第4表に示すとおりであり，また，陸上部の新津，

東山，西山地域で採取した試料の層位と反射率は第5

〜第7表のとおりである．なお，深度と反射率の相関 を図示したものは第1 第3図である．この図で明ら かなように，各ボーリングでは深度が増すにつれて反 射率は上昇し，阿賀沖では0.16%から0.42%へ，村上 沖ボーリングでは0.16%から0.60%へ，また，柏崎沖 ボーリングでは0.3%から0.7%へと変化している．一 方， これら洵域部の規則的な反射率分布に比べると，

陸域の三地域とも層位と反射率の間には上記ほど明瞭 な相関は認められず，東山地域でわずかに0.3%から 0.5%の上昇が認められるにすぎない＊＊．

*ICCP=Internationales Lexikon fiir  Kohlenpet‑

rologie (1971) Centre National de la Recherche  Scientifique.  Paris. 

＊＊背斜の頂上から掘削した海上ボーリングと異なり，

陸上部での各層のサンプリング位置は，層位深度の 位置に対応しないため，層位一反射率に明瞭な相関 があらわれなかったと考えている．

墨

312  日代昭雄・高歯良平

第 4 表 柏 崎 沖 ボ ー リ ン グ 反 射 率 試料深度 平反射均率 試料深度 平 均

層名 層名 反射率

(m)  （％）  (m)  (%)  魚沼 200‑ 320  0.305  2300‑2310  0.495 

2360‑2370  0.469  灰 爪 400 ‑ 480  0.279  2400‑2410  0.488  2440‑2450  0.516  600‑ 640  0.274  2480 ‑2490  0.492  760‑ 780  0.350 

780‑ 800  0.350  2510 ‑2512  0.531  西山 940‑ 960  0.325  2570 ‑2580  0.553  1020‑1040  0.375  2600 ‑2610  0.576  1120‑1140  0.361  2610 ‑2620  0.585  1200 ‑1220  0.412  2660‑2670  0.538  2720‑2730  0.602  1260 ‑1280  0.392  2730‑2740  0.602  1300 ‑1320  0.458  2780 ‑2790  0.582  1340‑1360  0.475  2830 ‑2840  0.631  1420 ‑1440  0.393  2860 ‑2870  0.650  1440‑1460  0.434  2900 ‑2910  0.588  1480‑1500  0.409  2950 ‑2960  0.614  1560‑1580  0.418  3030 ‑3040  0.602  1600‑1610  0.465  3090 ‑3100  0.642  1620‑1630  0.452  3120 ‑3130  0.637  1700‑1710  0.397 寺泊 3160 ‑3170  0.596  1730  1740  0.450  3170 ‑3180  0.609  1760 ‑1770  0.440  3230 ‑3240  0 648  椎谷 1800‑1810  0.395  3260 ‑3270  0. 742  1810 ‑1820  0.391  3280 ‑3290  0.686  1840‑1850  0.439  3． 320 ‑3330  0.677  1850‑1860  0.514  認70‑3380  0.656  1900‑1910  0.481  3410 ‑3420  o.663  1910 ‑1920  0.451  3440 ‑3450  Q. 734  19 70 ‑1980  0.433  3490‑3500  0.691  1990‑2000  0.397  3550‑3560  0.725  2020‑2030  0.435  3580‑3590  o. 735  2090‑2100  0.475  3650‑3660  0.693  2140 ‑2150  0.490  3700‑3710  0. 713  2190‑2200  0.488  3750‑3760  0. 710  2250 ‑2260  0.517  3760‑3770  0. 736 

IV. 螢光性と螢光スペクトル分析 堆積岩中に含まれる有機物中，藻類，胞子〜花粉，

樹脂， ワックスなど濡青質に富むものが顕微鏡下で螢 光を発することは古くから知られているが，これらが，

変成の度合に応じて螢光色をかえることも最近の研究 で明らかになり，螢光色の色調変化を定性的，定菫的

に求める研究が次第に盛んになってきた．

M. TEICHMULLERら (1974)は 石 炭 お よ び 堆 積 岩中の有機物の殻光顕微鏡的研究を行い，従来の石炭

第 5 表 新津地域試料反射率 層 名 試料番号 岩 質 平均反射率（％）

82008  砂質泥岩 0.304  灰 爪 82007 •  ，， 0.333  82004  泥 岩 0.462  81505  泥 岩 0.322  81506   ,, _0.275  81508 

•

^0. 363 

西 山 81509  ^~ 0.316  815010   ,, _0.285  82006 

•

^0.390 

82002   ，， 0.313  81504‑1  砂 岩 0.316  81504‑2  ~ 0.344  81503  ❖ 0.250  椎 谷 81502‑2  砂質頁岩 0.288  81501‑1  泥 岩 0.325  81501‑2  砂 岩 0.277  82101  泥 岩 0. 333  82102  . ,, _0.325 

（注） 2本のルートにわたって試料採取を行っているが，

煩雑にすぎるので採取地点は図示しない。なお，束山 地域では5本のルート，西山地域では6本の1レートに わたって採取したが，同様に採取地点は図示しない。

構成組織成分（マセラル）の他に，数種の濡青質マセ ラルを識別し，フロリナイト， ビチュミナイト，ェク スダティナイトなどと命名したが，さらに，これらす べての螢光成分のスペクトル分析を行って，漉青質成 分の熟成変化を定量的に表わす方法を提案した．

本研究では，採取試料を螢光検鎧するばかりでなく，

この方法に従ってスペクトル分析を行っているが，ス ペクトルを比較する場合には同一マセラルでなければ ならぬので多くの試料にみられるアルヂナイトとレジ ナイトにわけて変化を求めた．スペクトル分析に用い た連続干渉フィルター (VerilB 60,  Schott)は半幅 値22士2nm,長さ60mmのバンドフィルター（波長域 約400 700nm)で約40秒で駆動させ，各波長の強さ はフォトメーター， EMI9558‑S 20で受光して記録す る．連続照射による螢光の "Alteration" (Fading)  をさけるため，螢光スペクトルの洞定には螢光発生後，

直ちに行うようにした．なお，えられたスペクトル曲 線には対象物の固有の螢光のほか使用した全機器（連 続干渉フィルターの特性，あるいはフォトマルの感度 特性等）やバックグランドの影響がはいっており，補 正 し な い ス ペ ク ト ル 曲 線 は い ず れ の 試 料 に つ い て も ほとんど同じ姿態となってしまうので， M. TEICH‑

MULLERら (1974)の方法に従って補正した．

新潟地域に分布する新三系のオルガノ・ペトログラフィ 313 

第 6 表 東山地域試料反射率 層 名 試料番号 岩 質 平均反射率（％）

魚 沼 71301  泥 岩 0.358  71302  砂質泥岩 0.288  71304  泥 岩 0, 393  71306  砂質泥岩 0. 398  71307   ,, _0.441 

灰 爪 71308  泥 岩 0.429  71309   ^，， 0.363  82409  砂質泥岩 0.275  82408   ,, 0.275  82303  泥 岩 0.281  71305  泥 岩 0.280  82407  砂 岩 0.339  82406  泥 岩 0.289  82405  ^ケ 0.338  82305   ^，， 0.394  82306   ,, _0.439 

西 山 82307  ^ク 0.355  825013   ^，， 0,340  825012   ,, _0.308  825011 

， 

_0.361 

825010   ^，， 0.457  901014   ^；， 0.465  901013   ,, _0.467  713013  , 砂 岩 0. 300  713015‑1   ^，， 0.458  713015‑2  ~ 0.421  823010  泥 岩 0,460  椎 谷 823016  ^❖ 0.425  823014  砂 岩 0.383  82507 

•

^0.408 

82506  泥 岩 0.495  82505   ,, _0.398  901012   ,, 0.304  823013  泥 岩 0.372  901010  ^， ，， 0.325  90108   ,, _0.388  寺 泊 90106 

" 

^0.528 

90105  砂 岩 0.433  90104   ,, _OA17  90101  泥 岩 0.538 

また，スペクトル曲線の姿態を数量的に表わすため，

彼らの方法に従って最大反射強度波長（入m) と Q =  ^650nm(赤）の強度

‑5面nm(緑）の強度 を求めた．

阿賀沖，村上沖，柏崎沖のボーリング試料について の螢光スペクトル分析結果は第 8表に，また，陸上部 三地域の試料についての分析結果は第9表に示してい る．阿賀沖の場合にはかなりの数の試料が測定された ので，深度と入m,Q にはある程度の傾向が認められ

第 7 表 西山地域試料反射率 層 名 試料番号 岩 質 平均反射率（％）

82601  泥 岩 0.250  82602   ,, _0.268  魚 沼 71701 

•

0.313  717010  砂質泥岩 0.467  82604  泥 岩 0,455  82605   ,, _0.420  82606  ^❖ 0.420  82608 

. 

^0. 392 

71702  ^~ 0. 392  71703  砂 岩 0.404  71704  砂質泥岩 0.413  灰 爪 71705  泥 岩 0. 343  82709 

  , ,

_0.342 

82708  砂質泥岩 0.402  82707  泥 岩 0.347  82706   ,, _0.377  71503   ,, _0.425  71505  , , 0,437  71506 

. 

 ,, 0.382  82901  泥 岩 0.317  717011   ^，， 0.375  717012 

•

^0.342 

717013 

•

^0. 369 

81105  , , 0.405  西 山 82609   ,, _0.375  71706   ^，， 0.489  82705   ,, _0.400  82704   ^，， 0.381  71507   ,, _0.392  82904  砂 岩 0.372  82905   ,, 0.373  826011   ,, 0.399  71709  ^々 0.351  71604  泥 岩 0.379  椎 谷 82702  ^❖ 0. 338  826014   ,, _0.365  826013  ,,  0.355  826012  ,,  0.340  715012    0.392  81102  泥 岩 0.388  71603   ,, _0.363  71602   ^，， 0.363  寺 泊 715010   ^，， 0.366  71509 

•

^0.375 

71508    0.361 

た（第4図左から2欄目）が，他の2本のボーリング および陸上部の試料についてはきわめて少数であるの で，深度と ..lm,Q, あるいは，層位と入m,Qの関係 は明らかでない．

314  田代昭雄・高橋良平

Depth(m) 

゜

100 

200 

30 

40 

Ro(°io)  0.2  o.3  o.4  o.5 o.s  o.e  1.0 

第 1図 村上沖ボーリングに於ける探度ー反射 率分布

Un=魚沼閤， Hz=灰瓜屈， Ny=西山 贋， Shi=椎谷閥， Te=寺泊涵， Nt=

七谷層

v .  

新第三系の熟成変化

七谷層より灰爪閤に至る各唇には，分敗，固相型の 有機物として，各種のケロジェンが含まれている．椎 谷層などで砂岩の発達がよい所では肉眼で認識できる ほどの石炭のストリヤが含まれることもあるが，大抵 の場合には，ごく微細片として分散しているのでその 含有量を定量的な数値で示すことは難しい． しかし，

全岩の化学分析では1%程度の有機炭素が定量されて いるので，それに近い量の固相型が含まれることは泥 岩屈からも反射率を測定できるほどの炭質物が濃縮で きたことからも了解されるなお，定量はしていない が，鏡下での判定では，花粉，胆子などのエクジナイ

ト類とビトリナイト類の含有量はほぼ同量で，アルヂ ナイトはそれらの約半分程度の含有姑であるので，本 第三系のケロジェンは大部分が Humic‑Liptiniticタ イプであると判断している．

Depth(m) 

゜

100 ^)‑

200かJ'" 

300 ,̲ 

4000‑

． 

Un 

I 

Hz 

Ny 

Shi 

Ro (0/。） 0. 2  0.3  0.4  0.5 0.6 0.7 Q8 

• 1 ． .. ． 

. ．．  . ．． ．

 

．

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． 

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．   ．  ．   .．．・. ・.. "

I 

~1   _＇ . 

. .,^． 

第 2 図 阿賀沖ボーリングに於ける深度ー反射 率分布

さて， このタイプの有機物が前出の反射率上昇によ って示されるように，埋没深度とともに次第に変化，

熟成しているが， 3本の海上ボーリング資料の対比か らわかるように地層の分布深度はそれぞれ異っていて も深度と反射率との渕係は，村上沖ボーリングの下部 を除けば全く同一であり， 1, 4001, 800m当り 0.1% 

の上昇である．熟成度は温度に左右されるので，ボー リンゲ 3地点の古地混勾配は少なくとも同じであった ことが伺われる． しかし， 村上沖ボーリングの深度 3,000m以深では地温実測値は5.3℃/lOOmであり，反 射率も500m当り0.2%と急上昇している．従って，こ の地点には地温を上昇させるような熱源，例えば，火 成岩が深部に伏在するとしなければなるまい＊． さら に，深度と反射率の関係では，柏崎沖ボーリングの反 射率は，阿賀沖，村上沖ボーリングの反射率よりも，

＊西田川炭田南部では（早川典久ら， 1979)女JII期の ドレライトの貫入に閑連する火山活動により，古地 温の勾配が急で層闊隔わずか100mの田川本屈と下 屈の反射率の差は0.21%である．

新娼地域に分布する新三系のオルガノ・ペトログラフィ 315 

第 8 表 蛍 光 ス ペ ク ト ル 分 析 （ ボ ー リ ン グ 試 料 ） ビトリナイト

試 料 番 号

反射率(%) 入 m 阿 賀 沖

170‑ 200  0.161  440‑ 460  0.237  560 ‑ 580  0.196  820 ‑ 840  0.261  1000 ‑1020  0.242 

1560 ‑1580  0.275  535  1620 ‑1640  0.278  497  1740‑1760  0.309  537  1820‑1840  0.343  500  2000 ‑2020  0.351  540  2120 ‑2140  0.368  510  2220 ‑2240  0.388  515  2240 ‑2260  0.388  545  2360 ‑2380  0.402  530  2520 ‑2540  0.360  550  2600 ‑2620  0.377  555  村 上 沖

1800 ‑1810  0 371  551  2750‑2760  0.357  572  3050‑3060  0.335  568  3358 ‑3360  0.493  553  3530 ‑3540  0.550  530  柏 崎 沖

1160‑1170  550  1750 ‑1760  570  3640‑3650  604  3730 ‑3740  598 

約1,300m相当分だけ高められているが， これは，現 在みられる魚沼層の上に賦存していた1,300mの地層 が1,000m以上の落差をもっといわれる弥彦断層のた めに持ちあげられ， 削剥されて， 現在の地腰分布，

反射率分布になったと解さざるをえない．魚沼屈は十 日町付近から新潟にかけての新溺平野の巾心部では，

l, 500m以上の層厚であり， 時代とともに北部に堆積 の中心を移したとされているが，堆積盆地の最大屈厚 部をあわせると， 3,  OOOm以上の層厚と計測されてい るので，柏崎ボーリング地点で1,300m程度の魚沼層 が削剥されたと推論することは可能であろうまた，

弥彦断府によるこの影脚は不明瞭ながらも陸域にも表 われていて西山地域の方が新津，東山地域のものより 高い反射率分布を示している．

阿質沖ボーリングと村上沖ボーリングの間には断層 は知られていないが，後者地点では魚沼屑160m,灰 爪眉700m,西山層1,100mの層厚であるのに対し，前

アルヂナイト レジナイト

Q  入m Q 

550  0. 72  554  0.74  533  0.57  538  0.65  587  1.11  0.54 

0.33  0.56  0.36  0.68  0.39  0.43  0.64  0.48  0.82  0. 72 

0. 74  0.94  0. 94  0. 72  0. 70 

0. 71  0.91  1.53  1. 52 

者地点ではそれぞれ750m, 1, 265m,  2, 661mである ため各層の賦存深度も大きくなり，各屑基底での反射 率も0.16%, 0. 23%,  0. 29%がそれぞれ0.22%, 0.27 

%0.40%へと増加し，阿賀沖の方が熟成度は高くなっ ている．特に，村上沖ボーリングでは寺泊屈上部と全 椎谷層が削息Uされて寺泊岡の上に四山層が直接するた め寺泊層， 七谷層の熟成度がおくれ， 0.55程度であ るべき寺泊層頂部の反射率は， 0.30以下に止まってい る＊． このように， 村上沖ボーリングでは七谷層中に 熟成度の急上昇が堕められはするが，全体的にみると，

村上沖ボーリング地点より，阿賀沖ボーリング地点に かけて次第に地屑堆積量が大きくなり，反射率は上昇 し，熟成度は上り，さらに弥彦断層をこえて柏綺沖ボ ーリング地点にかけては魚沼層の堆積がきわめて厚く

＊ここで注目すべ送は，村上沖ボーリングの不整合の 上，下で反射率上昇に差異がない事で， この地点で は椎谷層は堆積されなかったというべきである．

316  田代昭雄・高橋良平

第 9 表 蛍 光 ス ペ ク ト ル 分 析 （ 陸 上 部 試 料 ） 試料番号

新津地域 82007  815010  81504‑1  東山地域

71302  82408  90104  西山地域

Depth (m) 

゜

82707  71507  71703  71704  715015  82611  71604  715010  71508  71603 

固

Hz 

Ny  1000‑

Shi  2000  ^{I  ‑・・} 

― 

3000  ← 

Te 

，  400一0 

ビトリナイト 層 名

反 射 ^̲志,̲.  灰 爪 0.333  西 山 0.285  椎 谷 0.316 

魚 沼 0.288  灰 爪 0.275  寺 泊 0.417 

灰 爪 0.347  ,

,

  _0.392  ,

,

  _0.404 

"  ^0.413  西 山

椎 父ロ 0.399 

"  ^0.379  寺 泊 0.366 

"  ^0.361  ,

,

  _0.363 

Ro (°lo)  0.2  0.3  0.4  0.5 0.6  0.6  1.0 

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第 3図 柏崎沖ボーリングに於ける深度ー反射 率分布

アルヂナイト レジナイト

A m   Q  入m Q 

565  0.97  555  0.80  553  〇.76 

545  0.67  562  1.14  601  1. 97 

539  0.55  594  2.16  545  ？  628  2.57  526  0.51  544  0.69  515  0.53  567  0.93  572  1.13 

604  1.63  559  0.89  590  1. 50  545  0.66  569  0.98  501  0.50  592  1.42  556  0.88 

なり，熟成度は一暦上昇している．他方，十分な試料 数ではないが，既述のように陸域部の反射率は上記の 海上ボーリング試料の反射率ほど明瞭な傾向は示さず，

0. 27 0. 47%で，ボーリング試料測定結果から推察す ると1,300 2, 500m程度の埋没であったと思われる．

七谷層から魚沼雇に至るまでの堆積盆地は次第に西側 に中心部を移動させ，かつ，東側部分ではすでに椎谷 期から背斜構造が形成され始めているので（佐々木ほ か， 1966), 一例えば，古東山堆ー陸域部では地層堆 積謡も少なく，かつ，埋没深度も浅くなり熟成度は劣

る結果となったのであろう．

陸域部から海域方向にむけての地層肥厚化と賦存深 度(})増大および北東から南西方向への熟成化を併せ考 えると，新潟堆積盆地では一般傾向として東北東から 西南西にむけて熟成度は上昇するということができよ ぅ．螢光スペクトル分析の結果でも同様の傾向が認め られる．阿賀沖ではアルジナイトの AIDは深度1,560

l,580mで535nmであるのが， 2,620mになると555 nmにシフトし， また， Qも0.54から0.72になって下 部程アルジナイトの色は赤味をおびた螢光を示し熟成 度は上昇する．さらに，村上沖，阿賀沖のえm,Qに 比べると，柏崎のものが長波長側にずれてより赤味を おびており，熟成度は高くなっている．このように，

Depth  Vit.  Reflectance  Fluorescence(

入 ． ）

(T.O.E./ T.O.C.)xl 00 (H.C./ T.O.C.)  x 100  (H.C./T.O.E.)  x 100  C.P.I.  (m)  Fm. 

0.2  0.5  (0/。)500  550  600(nm  5  10  15  1  2  3  4  10  50  5  3  1 0 

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3000‑

X = Atginite 

• = Resinite 

第 4因 深 度 ー 各 種 パ ラ メ ー タ ー （ 阿 賀 沖 ポ ー リ ン グ ） Un=魚沼屈， Hz=灰瓜層， Ny=西山層， Shi=椎谷層， T.0.E=抽出有機物贔 H.C=炭化水素， T.0.C=全有機炭素量， C.P. I.  =Carbon Preference Index 

杢恙筈苺

‑ g

芍可汗が蛍

l l l

涙

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テロ ゞ← 7 4

317