火山 第 60 巻 ( 2015)
第 1 号 1-16 頁

論 説

鳥海火山北麓に分布するラハール堆積物の運搬・堆積過程と構成物質の時間変化
南裕 介＊・大 場司＊＊・林信太郎＊＊＊・片 岡 香 子＊＊＊＊（2014 年 6 月 3 日受付，2014 年 12 月 29 日受理）

Depositional Processes and Temporal Component-change of Lahar Deposits
at the Northern Foot of Chokai Volcano, NE Japan
Yusuke MINAMI＊, Tsukasa OHBA＊＊, Shintaro HAYASHI＊＊＊ and Kyoko S. KATAOKA＊＊＊＊
Chokai volcano is an andesitic stratovolcano in northeast Japan. The collapse of parts of the volcano occurred about
2500 years ago, and formed the Kisakata debris avalanche deposits. The post-2.5 ka fan (partly volcaniclastic apron)deposits are largely distributed in north to northwestern foot of the volcano. The fan deposits consist of several
lithological/sedimentological units, however, most of their geological, sedimentological, and geomorphic characteristics
have not been examined in previous studies. This paper, therefore, aims at understanding of geomorphology anddepositional processes of these lahar deposits and mineralogical component changes in relations with different sources.
Field survey in the upstream and observation of a trench in the downstream area revealed that the fan deposits
consist of more than 16 units, which are composed of debris flow, hyperconcentrated flow and streamflow facies; mostof them were deposited by lahar events. The lahar deposits have total thickness of 30 m, and overlie the Kisakata debris
avalanche deposit. In proximal areas (with steep to moderate slopes), lahars flowed down as debris flows. Whereas in
the distal area (with very gentle slopes), the lahars were transformed into hyperconcentrated flow and/or stream flows
commonly, although some of them reached to the distal area with a debris flow nature.
Clasts of the lahar deposits comprise altered and fresh andesites, mudstones and sandstones. Proportions of alteredandesite clasts to total clasts decrease upwards in stratigraphic sequences. Matrices of the lower eight units arecomposed of grayish-blue clay and are different from those of the upper eight units, which are composed of brownish
yellow volcanic sand. The stratigraphic variation in the matrix component is consistent with the change in matrix
mineral assemblage, possibly reflecting changes in the source materials from Chokai volcano.
Key words : Chokai volcano, Lahar, Volcanic fan
1．は じ め にし，前世紀においてはおよそ 30,000 人の死者をもたら

ラハールは火山周辺で発生する火山砕屑物と水の混合

し，火山災害の中で火砕流に次ぐ最も危険な現象の一つ

物の急速な流動現象の総称である (Smith and Fritz, 1989)．

である（Schmincke, 2004 など）．ラハールによる影響・

ラハールはこれまでも世界中で多くの火山において発生

被害は甚大で，例えば，フィリピン，ピナトゥボ火山で＊〒010-8502 秋田市手形学園町 1-1
秋田大学大学院工学資源学研究科
Graduate School of Engineering and Resource Science,
Akita University, 1-1, Tegata Gakuenmachi, Akita 0108502, Japan.
＊＊〒010-8502 秋田市手形学園町 1-1
秋田大学国際資源学部
Faculty of International Resource Science, Akita University, 1-1, Tegata Gakuenmachi, Akita 010-8502, Japan.
＊＊＊〒010-8502 秋田市手形学園町 1-1
秋田大学教育文化学部

Faculty of Education and Human Studies, Akita University, 1-1, Tegata Gakuenmachi, Akita, Japan, 010-8502＊＊＊＊〒950-2181 新潟市西区五十嵐 2 の町 8050 番地
新潟大学災害・復興科学研究所
Research Institute for Natural Hazards and Disaster Recovery, Niigata University, Ikarashi 2-cho 8050, Nishiku, Niigata 950-2181, Japan.
Corresponding author : Yusuke Minami
e-mail : d9514007@wm.akita-u.ac.jp

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南

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信太郎・片岡香子

1991 年噴火に伴い発生したラハールでは 50,000 人が避地形に関する詳細な特徴に関しては 4．地形分類にて後難した (Vallance, 2000)．コロンビアのネバド・デル・ル

述する．

イス火山で 1985 年に発生したラハールでは約 25,000 人

火山麓扇状地に分布する良好な露頭 7 地点（Fig. 3 中が死亡，家屋約 5000 戸が埋積された（勝井・他，1986 ;の Loc. 1-7）及び掘削 1 地点 (Loc. 8) では，堆積物の調

Vallance, 2000）．ラハール災害を軽減するためには，そ査を行い，柱状図を作成した．露頭の少ない下流域でのの規模や分布，流動様式，発生原因を熟知する必要があ

掘削 (Loc. 8) は深さ 1 m まで人力でトレンチを掘り，さる．そのため過去に発生したラハールを，詳細に研究すらにそこから手動ハンドコアラーを用いて 1.5 m のコア

ることは，火山防災上も極めて重要である．

を採取し，観察を行った．観察では，新期扇状地堆積物

一般にラハール堆積物は火山麓扇状地 (volcanic fan)の岩相および堆積相に関する層厚，礫径，円磨度，礫種，や火山麓扇状地に比べ傾斜の緩い火山麓緩傾斜扇状地

堆積構造，植物片の有無，礫の配向の有無，変質の程度，(volcaniclastic apron; Smith, 1991) の一部を構成する（Lavigne

固結度，色調などを記載した．この記載に基づき，新期

and Suwa, 2004; 守屋，1974; Smith and Lowe, 1991; Suwa

扇状地堆積物を複数のユニットに区分し，同様の特徴をand Okuda, 1983）．またその産状は塊状で淘汰の悪い礫有するユニットを露頭間で対比した．また運搬・堆積機

層や砂礫層であることが多い．このような岩相の違いは構や過程を検討するために，主に堆積構造に基づき各ユ

火山砕屑物の運搬・堆積過程の違いを反映する．従って，ニットを 6 つの堆積相に分類した．

その堆積物の岩相や層序を詳細に記載することにより，

新期扇状地堆積物及び象潟岩屑なだれ堆積物の基質にラハールの運搬・堆積過程とその推移を理解できる．ま含まれる鉱物組成を明らかにするため粉末 X 線回折測

た，堆積物の構成物からはラハールを引き起こした火山

定 (XRD) を行った．測定は秋田大学国際資源学部所有

現象を，分布からは過去に発生したラハールの到達範囲の X 線回折装置（リガク社製 Multiflex）を用いた．測定と今後の到達範囲をそれぞれ解明・予測できる．

には水簸法で作製した定方位試料を用いた（白水，2012）．

鳥海火山の北麓，及び南西麓には火山麓扇状地が広がCu 管球を用い，加速電圧，電流をそれぞれ 30 kV，16 mAる．このうち北麓の火山麓扇状地は象潟岩屑なだれ堆積とした．走査範囲は 2θ=2°から 40°とし，0.25° /min の速物（BC466 ; 光谷，2001）とそれを被覆する新期扇状地堆度で走査した．12°−40° 2θ の範囲のピークのパターン

きさかた

積物からなることが大沢・他 (1982) によって明らかにから，斜長石，石膏，パイロフィライト，蛇紋石，カオ

されている (Fig. 1)．しかしながら，その運搬・堆積過程

リン鉱物を同定した．14-15Åにピークをもつ試料につについて大沢・他 (1982) は言及していない．一方，鳥海

いては，エチレングリコール処理を行った．エチレング

火山では 1974 年の噴火に伴いラハールが発生しており

リコール処理後にピークが低角側に移動した試料にはス（宇井・柴橋，1975），また砂防・地すべり技術センター

メクタイトの，移動しなかった試料には緑泥石の含有を(2006) による想定では，にかほ市平沢地区など人口密集認めた．測定されたピークのうち各鉱物の最大ピークの地域まで火山泥流（ラハール）が到達する可能性がある比から半定量的に量比を推定した．

とされている．そこで本論文では，鳥海火山におけるラハールに着目し，地形観察と地質調査，及び XRD を用

3．鳥海火山の地質概要

いた鉱物種同定に基づき，鳥海火山北麓の火山麓扇状地

鳥海火山（北緯 39° 0557，東経 140° 0256）は東北を構成する堆積物の分布，産状，層序，構成物を明らか

日本弧背弧側に位置する成層火山であり (Fig. 1)，東鳥にし，その運搬・堆積過程の検討を行った．

海山と西鳥海山の二つの火山体からなる．最高点は東鳥
しんざん

海山山頂の新山（標高 2236 m）である．東鳥海山には，
2．手法山頂付近から北東方向に開く東鳥海馬蹄形カルデラがあ

東鳥海馬蹄形カルデラ（林，1984）から鳥海火山北西

る．

部の平野部にかけての範囲について赤色立体地図（アジ

鳥海火山の活動は，古い方から順に，ステージⅠ・Ⅱ・

ア航測株式会社製作，新庄河川事務所提供）（千葉・他，

Ⅲの 3 期に分けられる（林，1984）．東鳥海火山の山体は2007）を用いて地形分類を行った (Fig. 2, 3)．

ステージⅢに形成されたと考えられている（林 1984，中検討を行った地域を地形面の特徴に基づき，溶岩地域，

野・土谷 1992）．ステージⅢには東鳥海馬蹄形カルデラ

火山麓扇状地地域，流れ山地域の 3 地域に分類した．まが形成され，それに伴い象潟岩屑なだれが発生した．そた火山麓扇状地に関しては，表面の微地形と傾斜方向のの年代は年輪年代から BC466 と見積もられている（光平均傾斜量に基づいてさらに，急傾斜地域，中傾斜地域，

谷，2001）．象潟岩屑なだれ堆積物は，鳥海火山北麓から緩傾斜地域，微傾斜地域の 4 地域に分類した．これらの北西方向に広がる平野に広く分布する（林，1984 ; 林・宇鳥海火山北麓に分布するラハール堆積物の運搬・堆積過程と構成物質の時間変化

Fig. 1.

3

Geological map of northern foot of Chokai volcano after Ohsawa et al. (1982).

井，1993 ; 加藤，1977 ; 加藤 1978 ; 大沢・他，1982 ; 宇井・(1982) により記載され，新期扇状地堆積物と命名された．

他，1986）(Fig. 1)．本堆積物は，にかほ市の平野部の大新期扇状地堆積物は扇状地地形が顕著に認められる横森部分を占め平沢-象潟間の海岸まで達する．またその一付近に分布し，円礫を主体として，淘汰が悪い．

とう し部は，中島台の北方から冬師付近に向かって北へ枝状に分布する．
象潟岩屑なだれ堆積物を被覆する堆積物は大沢・他

4．地形分類
調査対象地域は地形的特徴により溶岩地域，火山麓扇

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信太郎・片岡香子

Fig. 2. Red relief image maps (produced by Asia Air Survey Co., Ltd. and courtesy by Shinjo Office of River, Tohoku
Regional Bureau, MLIT) showing characteristics of landforms of lava flows, volcanic fan, and hummocky hills. (A) The
boundary between the surface of the volcanic fan and the northern lava surface is not clear, whereas the western lava
lobe exhibits a well-developed side cliff. (B) In steeply sloping area, gullies are well developed. (C) In moderately
sloping area, lobe-like structures and gullies are present. (D) Lobe-like structures and side cliffs are not conspicuous in
the gently sloping area. (E) Very gently sloping area.

鳥海火山北麓に分布するラハール堆積物の運搬・堆積過程と構成物質の時間変化

Fig. 2.

5

Continued.

状地地域，流れ山地域の 3 地域に区分できる (Fig. 3)．

典型的な溶岩流形態によって占められた地域である．本

以下それぞれの特徴について記述する．

地域は新山から北方に南北約 9 km，東西に約 3.5 km，面

4-1

溶岩地域

溶岩地域は，溶岩じわ，溶岩堤防，舌状末端崖などの積 22.7 km2 の範囲である．幅 200 m 程度，平均長さ約700 m 程度，比高 20-50 m の溶岩流のローブが認められ

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Fig. 3. Geomorphological map of northern foot of Chokai volcano. Numbers (Loc. 1-7) indicate locations of the observed
outcrops/trenches in this study. The geomorphological classification is based on the Red Relief Image Map of Chokai
volcano. The topographic relief map is created with Kasimir3D (Sugimoto, 2012) from the 10 m-mesh DEM data
provided by the Geospatial Information Authority of Japan.

る (Fig. 2)．

しし が ばな

火山麓扇状地の面と連続的である．獅子ヶ鼻湿原の東方

中島台南部の標高 1000 m から 800 m 付近では溶岩

約 1 km の地点では溶岩じわ，溶岩堤防の明瞭な溶岩流

ローブとローブの間に平坦面が発達し，この面は北方のローブから火山麓扇状地面へ漸移的に変化する (Fig.

鳥海火山北麓に分布するラハール堆積物の運搬・堆積過程と構成物質の時間変化

7

Fig. 4. Outcrop photo (above) and sketch (below) of section of a lobe in areas with moderate slope. The lobe consists ofrounded andesitic clast with sandy matrix (facies Bs). This lobe is 1.6 m in height and 14.4 m in width. Outcrop locationis shown in Fig. 2 (C).
ガリーが発達するが，中傾斜地域に比べると不明瞭であ

2A)．
4-2

火山麓扇状地地域

る (Fig. 2D)．ローブ状地形は幅 10 m 以下，比高 5 m 以火山体の裾野に分布する半円錐形の形態を持つなだら

下で，中傾斜地域のそれ（幅 50-160 m）に比べ小規模であかな地形面によって特徴づけられ，地形図上では同心円

る．長岡周辺では特にローブの末端崖が顕著に発達する．

状の等高線が特徴となる地域とした．火山麓扇状地地域

微傾斜地域は白雪川下流小出から海岸までに分布すは中島台南部（標高 800 m）から平沢の海岸線までの白る．水田や宅地が広く分布しており，微地形のもとの特雪川沿いに分布する (Fig. 3)．地形的特徴から，1) 急傾徴は改変されている (Fig. 2E)．微傾斜地域の分布は流れ

斜地域（浸食崖やガリーが発達し，平均傾斜量が 5-7°），山の分布に大きく規制される．小出周辺と長岡周辺に本

2) 中傾斜地域（明瞭なローブが発達し，平均傾斜量が地域が連続的に分布する．白雪川西方，長岡北方では複3-4°），3) 緩傾斜地域（不明瞭なローブとガリーが発達し，数の連結する流れ山の間に比較的連続した帯状に微傾斜

平均傾斜量が 2-3°の地域），4) 微傾斜地域（ローブやガ地域が分布し，平沢周辺と金浦周辺では流れ山により分リーなどの微地形が認められず，平均傾斜量が 2°以下），

断され，流れ山の隙間を埋めて網目状に分布する．

の 4 地域に区分できる．ここでの平均傾斜量とは，傾斜方向 1 km あたりの平均勾配である．

このうら

4-3

流れ山地域

平坦面に囲まれた不規則な小丘（比高 100 m 以下）群

急傾斜地域は小出発電所を中心に中傾斜地域に挟まれが認められる地域 (Ui et al., 2000) を，本研究の流れ山地て分布する．白雪川発電所付近では横断方向の幅が約域とした．流れ山は長岡-金浦地域及び平沢-小出地域に50 m と最も狭まり，白雪川上流から下流にかけて最大分布する．金浦周辺では流れ山の周囲には平坦面が発達

1200 m まで幅が広がる．地形面は起伏に富み，幅 10 m

し，流れ山は火山麓扇状地地域の平坦面中に散在する．

程度のガリーが傾斜方向に沿って北西-南東方向に発達

白雪川西方の長岡-金浦地域では平坦面の発達は限定的する (Fig. 2B)．白雪川上流側では，幅 50-100 m 程度，長で，複数の流れ山が連結し，その間には平坦面が認めらさ 500 m 以下，比高約 10 m の明瞭なローブ状地形が北れない．

西-南東方向に発達する．
中傾斜地域は白雪川上流中島台周辺および中流横森周辺に分布する．幅 50-160 m 程度，長さ 500 m 以下，比高10 m 以下の小規模なローブ状地形とガリーが特徴的である (Fig. 2C, 4)．

5．火山麓扇状地を構成する堆積物
5-1

新期扇状地堆積物より下位の鳥海火山噴出物

火山麓扇状地は新期扇状地堆積物（大沢・他，1982）
からなり，下位より順に鮮新統の海成層である笹岡層（大にし め

緩傾斜地域は中傾斜地域の外縁，白雪川中流横森周辺

村，1928）および更新統の湖成層である西 目 層（三土，から下流小出周辺に分布する．中傾斜地域から緩傾斜地

1938），鳥海火山のステージⅠの堆積物である白雪川火域への傾斜量の変化は漸移的である．ローブ状地形及び砕流堆積物（林，1984），および象潟岩屑なだれ堆積物

南
裕介・大場
司・林

Fig. 5. Stratigraphic sections of observed outcrops/trenches. The Shirayukigawa pyroclastic density current deposit (SPDCD) and the Kisakata debris
avalanche deposit (KDAD), comprising the basement units, are overlain by fan deposits. The codes beside the sections correspond to unit names(ND1-16, KD1-7, MM1-5) and sedimentary facies (As, Am, Bs, Bm, Cs, Cm, D, E, and VA). Note the difference of the scale between Loc. 1-6 andLoc. 7-8.

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信太郎・片岡香子

鳥海火山北麓に分布するラハール堆積物の運搬・堆積過程と構成物質の時間変化（BC466 ; 光谷，2001）を基盤とする (Fig. 5)．
白雪川火砕流堆積物（林，1984）は主に安山岩質凝灰9Smith and Lowe, 1991; Sohn et al., 1999)．
5-2-1-2

堆積相 B

角礫岩からなり，本地域では 4 m 以上の層厚で，Loc. 3，

記載 : 堆積相 B は層厚 0.2 m から 8 m で塊状，不淘汰

5 に露出する．堆積物は安山岩礫に充填され，細粒成分

な基質支持礫層である．直径 1 m を超える安山岩質巨礫を欠くパイプ構造を有し，基質は高温酸化により赤色をが多く含まれ，礫間隙は基質に充填される．新鮮な安山

示す．西目層に由来する淡黄色中粒砂岩礫を偽礫として岩礫ほかに，青灰色から灰白色の変質した安山岩礫，お含 む．白 雪 川 火 砕 流 堆 積 物 は 西目 層 を直 接 被 覆 す る

よび泥岩礫を含む．礫は亜円礫が卓越し，部分的に礫が(Loc. 3)．

配向する特徴がある．一部でコーステール級化構造を示

象潟岩屑なだれ堆積物（大沢・他，1982）は岩塊相とす．基質の特徴により堆積相は Bm（泥質）と Bs（砂質）基質相からなる．岩塊相は主に安山岩質火山角礫岩からとに分けられる．堆積相 Bm の基質は主に青灰色の粘土なり，流れ山を切断する露頭によく見られ (Loc. 1，2)，からなり，堆積相 Bs のそれは黄褐色の火山砂からなる

基質相は主に安山岩質凝灰角礫岩からなる．象潟岩屑な(Fig. 4)．

だれ堆積物は鳥海火山北方の海岸線まで広く分布する．

解釈 : 堆積相 B は堆積相 A と同様に不淘汰で塊状，明西目層に由来する淡黄色中粒砂岩ブロックや笹岡層に由瞭な堆積構造が発達しないことにより特徴づけられ，土来する青灰色細粒砂岩ブロックを含み，基盤岩類との境

石流により形成されたと考えられる (Shultz, 1984; Smith

界部では明瞭な侵食構造を示す．本堆積物は白雪川火砕

and Lowe, 1991; Sohn et al., 1999)．特に堆積相 Bm に認め流堆積物の層位的上位に位置する（林，1984）．

られる泥質基質支持の特徴は，流れの内部での基質強度

5-2

新期扇状地堆積物

5-2-1

新期扇状地堆積物の堆積相区分

火山麓扇状地を構成する堆積物を記載し，その結果にが主たる礫の支持要因であり (Lowe, 1982)，かつ堆積物が流れから急速に定置，堆積したことが示唆する．
5-2-1-3

堆積相 C

基づいて複数のユニットに区分した (Table 1)．その特徴

記載 : 堆積相 C は層厚 0.23 m から 4.5 m で不明瞭な層から 6 つの堆積相 A，B，C，D，E，VA に区分した (Table

理を呈する不淘汰な基質支持礫層であり，礫は円礫が卓2)．以下それぞれの記載と解釈について述べる．

越する．新鮮な安山岩礫が卓越し，青灰色の変質した安5-2-1-1

堆積相 A

山岩礫，および泥岩礫を伴う．中礫〜細礫からなる粗粒

記載 : 堆積相 A は層厚 0.5 m から 2 m で塊状，不淘汰部と粗粒砂〜シルトからなる粗粒部が弱く水平に成層すな礫支持礫層であり，明瞭な堆積構造が発達しないこと

る．一部で不明瞭な平行ないし低角の斜交葉理・層理をにより特徴づけられる．円磨されたしばしば径 1 m を超示す．例外的に大きな巨礫 (0.5-2 m) が含まれることがえる安山岩質巨礫が卓越する．礫支持の特徴を示すものある．礫の長軸は層理面に平行に配向する．堆積相 Cの，礫どうしの隙間は基質で充たされており，コーステー

は主に堆積相 A，B の上位に現れる場合が多い．それぞ

ル級化 / 逆級化が一部で認められる．新鮮な安山岩礫のれの粗粒部と細粒部の厚さは 2-20 cm 程度であり，堆積ほか，青灰色から灰白色の変質した安山岩礫，および泥間隙や侵食を示唆する境界は確認できない．基質の構成

岩礫を含む．礫は円礫が卓越し，その長軸は層理面に平物の特徴により堆積相 Cm（泥質）と Cs（砂質）とに分行に配向する．また粒度及び基質の特徴により本堆積相けられる．堆積相 Cm の基質は主に青灰色の粘土からなは，さらに Am（泥質）と As（砂質）とに分けられる．

り，一方，堆積相 Cs のそれは黄褐色の火山砂からなる．

Am は粘土から巨礫まで様々な粒径の粒子から構成さ

解釈 : 基質支持礫層の堆積相を示し，堆積相全体の分れ，基質部は中粒砂に富む．新鮮な安山岩礫が少なく，級が悪く，不明瞭な平行葉理・層理が発達するという特変質した安山岩礫を多く含む．一方堆積相 As は Am に

徴は集合的定置や各個運搬による堆積物とは異なり，比べ新鮮な安山岩礫を多く含み，細粒砂から巨礫からな

Smith (1986)，Smith and Lowe (1991) の記載したハイパー

る．基質部には粗粒砂が卓越する．

コンセントレイテッド流 (hyperconcentrated flow : HCF)

解釈 : 不淘汰で，塊状，明瞭な堆積構造が発達しない堆積物の特徴と一致する．平行成層する各セット内で明という特徴は堆積物に運搬中での水流による分別作用が瞭な級化構造が認められず，またこれらの境界部に侵食

働かず，物質が集合的 (en masse) に定置したことを示す．

的境界が存在しないこと，明瞭な高角度の斜交層理や平さらに堆積物には径 1 m を超える巨礫が多く含まれ，堆行成層構造が認められないことは，各個運搬による粒子積物を形成した流れが非常に高いエネルギーを有してい選別を受けることなく，急速に運搬定置したことを示唆たことが示唆される．このような堆積物は陸域におけるする．堆積物には径 50 cm を超える巨礫が含まれ，流れ

土 石 流 に よ り 形 成 さ れ た と 考 え ら れ る (Shultz, 1984;が強いエネルギーを有していたことを物語る．土石流堆

Table 1. Facies descriptions including lithology of clasts, composition of matrix, maximum grain size, and maximum thickness
for the fan deposits.

10
南
裕介・大場
司・林
信太郎・片岡香子

Table 1.

Continued

鳥海火山北麓に分布するラハール堆積物の運搬・堆積過程と構成物質の時間変化

11

12

南
Table 2.

裕介・大場

司・林

信太郎・片岡香子

Sedimentary facies descriptions and interpretations for volcaniclastic sediments in the study area.

積相である A，B の上位に HCF が累重する関係は，両者食し被覆する堆積相 D は静穏環境下へのイベント的なが Sohn et al. (1999) や Kataoka and Nakajo (2004) で報告

砂の流入を示す．各個運搬の特徴から，本堆積相は上流されている様に，土石流の後続流が HCF であった可能側で発生したラハールが分化や希釈を経たのち，流路か性を示す．

ら溢流した河川流 (Dilute streamflow; Smith and Lowe, 1991;

5-2-1-4

堆積相 D

記載 : 堆積相 D は層厚 5 cm から 50 cm で，明瞭な平Vallance, 2000) に由来すると考えられる．
5-2-1-5

堆積相 E

行・斜交葉理または層理や級化構造を示す砂層であり，記載 : 堆積相 E は層厚 7 cm から 60 cm で塊状無層理

稀に径 10 cm 程度の礫を含む．堆積相 A, B, C に比べ淘な泥層である．もみ殻や稲の茎など植物片が多く産出す汰は良い．礫はよく円磨された安山岩礫である．安山岩

るほか，最大 2 cm 程度の木片がまばらに含まれる．ま礫は様々な程度に変質しているが，新鮮なものが卓越すた砂がパッチ状に含まれる．

る．基質は細粒な安山岩質の岩片やスコリア，火山ガラ

解釈 : 細粒で塊状無層理であり，植物片が多く産出す

ス，および斜長石などの遊離結晶から構成される．層理ることから，これらは懸濁浮遊からの粒子の沈積を示唆のセット内で正級化構造が発達する．塊状無層理な泥層し，比較的静穏な環境下で堆積したと解釈される．

（堆積相 E）に狭在して産することが多く (Fig. 5; Loc. 7)，

5-2-1-6

下位層とは明瞭な侵食性の境界を示す．

記載 : 堆積相 VA はシルト-細粒砂サイズの黄白色火堆積相 VA

解釈 : 分級が良く，明瞭な平行・斜交葉理が発達する

山灰層であり，層厚は約 2 cm である．明瞭な正級化がことから，粒子は粒子濃度の低い流れから各個運搬に認められ，分級は良い．構成物は変質した安山岩質細粒

よって沈降，堆積したことが示唆される (Smith and Lowe,

砂，細粒砂サイズのスコリア，火山ガラスである．直下

1991)．堆積相 D は後述の静穏堆積環境を示す堆積相 Eの堆積物を直接覆うマントルベッディングを示し，またに狭在して産することが多いことからも，堆積相 E を侵下位とは明瞭な境界面を示す．なお，本堆積相は白雪川

鳥海火山北麓に分布するラハール堆積物の運搬・堆積過程と構成物質の時間変化
下流域の微傾斜地域でのみ確認される (Loc. 7, 8)．
解釈 : 堆積相 VA の特徴は典型的な降下火砕物の特徴(Cas & Wright, 1987; Walker, 1971) である．
5-2-2

各地点の堆積物の特徴

新期扇状地堆積物の堆積相は，地域によって異なる．
以下では各地域における堆積相の特徴について述べる．

13

Table 3. Identified mineral assemblages (using XRD)
from the Kisakata debris avalanche deposit (KDAD)
and Shirayukigawa lahar deposit. Abbreviations are:pl: plagioclase; gyp: gypsum; prl: pyrophyllite; kao:kaolin-group mineral; chl: chlorite; srp: serpentine.
Symbols indicate X-ray peak intensities: *** : intense ;** : moderate ; * : weak ; - : faint.

急傾斜地域から緩傾斜地域（中島台-横森）では，Loc.
2-4，6 に新期扇状地堆積物が露出する．急傾斜地域の一部 (Loc. 5) では本堆積物は確認できず，基盤岩が良く露出する．上流域での新期扇状地堆積物は堆積相 Am, As,
Bm, Bs, Cm, Cs か ら な る 16 の ユ ニ ッ ト（下 位 よ り，
ND1-16）で構成される．全体の層厚は約 30 m である．
下半部のユニット ND1-8 は堆積相 Am，Bm，Cm が卓越
し，比較的粘土に富む特徴を共有する．
微傾斜地域（白雪川下流小出から海岸）では，Loc. 7，
8 で新規扇状地堆積物が確認された．Loc. 7 では 3 つの泥層（堆積相 E）を狭在する 4 枚の砂層（堆積相 D）が確認された（下位より，KD1-7）．先に述べた上流域とは異なり，この地域には堆積相 A，B は卓越しない．また各ユニットの層厚は上流より薄い (Fig. 5)．現在の白雪川の流路から東に 20 m 離れた Loc. 8 では 5 つのユニットが認められ（下位より，MM1-5），最下位は堆積相 Bs が占め，その上位に堆積相 VA とそれを狭在する堆積相 Csが確認された．
5-2-3

運搬・定置を示す堆積相 (Am, As, Bm, Bs, Cm, Cs) と掃

象潟岩屑なだれ堆積物及び新期扇状地堆積物

流に代表される比較的穏やかな運搬・定置を示す堆積相の基質の構成鉱物(D, E) に大別することができる．

新期扇状地堆積物の基質部分およびその下位にある象堆積相 Am, As, Bm, Bs, Cm, Cs を含むユニットは，火潟岩屑なだれ堆積物の XRD 分析結果を示す (Table 3)．

山砕屑物から構成され，鳥海火山近傍に分布することか

新期扇状地堆積物は ND8 を除き，全層で斜長石の含らも，一般的な河川性の扇状地堆積物ではなく，ラハー有が認められる．斜長石と粘土鉱物（パイロフィライト，ルによる堆積物と考えられる．また堆積相 D は通常のカオリン鉱物，緑泥石，スメクタイト）の量を比べると，

河川堆積作用ではなく，堆積相 A, B, C を形成したラハー

ND1-8 では粘土鉱物が多く，ND9-16 では斜長石が多く

ルから分化，希釈化した流れから形成した可能性が示唆含まれる．ND1-8 では上位層ほど斜長石に対する粘土さ れ る (Pierson and Scott, 1985; Sohn, 1999; Vallance,

鉱物の割合が高い．石膏は ND1, 2, 8，パイロフィライト

2000)．そのため本研究では堆積相 A, B, C, D を含む堆は ND4, 5, 6, 8，カオリン鉱物は ND2, 3, 4, 6, 8，スメクタ

積物をラハール堆積物と認定し，以後これらの堆積物をイトは ND2, 3, 5, 8 にそれぞれ認められる．ND8 は石

便宜上，白雪川ラハール堆積物と呼称する．

膏，パイロフィライト，カオリン鉱物，スメクタイトをすべて含有し，それらの含有量も多い．

6-2

白雪川ラハール堆積物の分布と地形との対応

火山麓扇状地の傾斜をもとに区分される 4 地域 (Fig.

象潟岩屑なだれ堆積物は，斜長石とカオリン鉱物，ス3) に対応して特徴的な堆積物が認められる．つまり，急メクタイトを含む．斜長石の量が最も多く，次いでカオ

傾斜地域から中傾斜地域では土石流堆積物が卓越しリン鉱物，スメクタイトを同程度に含む．

(ND4, ND5, ND8, ND12)，微傾斜地域は河川流堆積物が卓越する (KD1, 3, 7)．一般に土石流堆積物は土石流堆と6．考察呼ばれるローブ状地形を形成する（今村，1977; Suwa and6-1 新期扇状地堆積物の運搬・堆積過程

Okuda, 1983 など）．また本研究においても急傾斜地域と新期扇状地堆積物中の 8 つの堆積相は土石流およびハ

中傾斜地域にみられるローブ状地形を切断する露頭ではイパーコンセントレイテッド流 (HCF) のような急速な土石流堆積物が確認された (Fig. 4)．従って，急傾斜地

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域と中傾斜地域にみられるローブ状地形は土石流の堆積るため（例えば，金原，1983），白雪川ラハール堆積物と面を反映していると解釈できる．土石流の流動のために

象潟岩屑なだれ堆積物中の熱水変質鉱物は山体内の多様はその降伏強度を上回るせん断応力が必要であり，これな場所に由来すると考えられる．山体内部の熱水変質帯

は斜面の傾斜に関わる．一般には，斜面の傾斜が 3-5°よから白雪川ラハール堆積物へ熱水変質鉱物がもたらされり小さくなると流動を維持しにくくなり停止する傾向にる機構として，1) 山体崩壊により露出した変質帯に由来ある (Mizuyama, 1981)．一方で本研究地域では 2°以下のする．もしくは 2) 水蒸気噴火により更に深部の変質帯傾斜量を持つ微傾斜地域でも例外的に土石流堆積相が確からもたらされる（大場・他，2012）ことが考えられる．

認された．稀に大規模な土石流は 1-2°でも流下しうる

しかし，本地域における両者起源の識別は現時点では困ことが報告されており (Lopez et al., 2003; Pierson, 1995)，

難である．

微傾斜地域で認められる土石流堆積相はこのような大規

白雪川ラハール堆積物の上半部 (ND9-16) では下半部

模で流走距離の長い土石流を示唆する．微傾斜地域では(ND1-8) と比べ未変質の火山砕屑物の割合が高い．この白雪川ラハール堆積物の末端相は河川流堆積相を示す．

ことは，山体崩壊により露出した変質帯に由来すると考

河川流堆積相をもたらした掃流はニュートン流体的に振えられる熱水変質鉱物の供給量が時間の経過とともに減舞うため（Lowe, 1979 ; Lowe, 1982 ; 八木下，2011），土石

少し，新鮮な溶岩由来の物質が相対的に増加したと解釈

流のような降伏強度を持つ流れに比べて，より下流に流できる．一方，鳥海火山では BC466（光谷，2001）の山下し，その堆積物がより平坦な堆積面を形成したと考え

体崩壊以後，水蒸気噴火からマグマ噴火へと噴火様式がられる．

移行している（大場・他，2012）．熱水変質鉱物が水蒸気

このように鳥海火山北麓の扇状地を構成する堆積物は噴火によりもたらされたとするのならば，白雪川ラハー

火山からの距離や地形に応じて変化することが理解で

ル堆積物中の変質鉱物の含有量変化は供給源となる鳥海き，それらはラハールイベントにおける流れの性質と密火山の熱水変質帯の深度の違いや，マグマ噴火の有無等接に関わる．このことは，今後鳥海火山北麓で BC466に対応するものと解釈できる．

以降に発生した最大規模のラハールが発生した場合，土石流は最大で横森周辺に到達しうるが，HCF や河川流は
流れの希釈を伴いながら最大で平沢周辺の海岸より遠方に到達する可能性があることを意味する．
6-3

給源物質の時間変化

7．結論

鳥海火山北麓では約 2.5 ka に発生した山体崩壊以後に大規模なラハールが発生したことが明らかになった．このラハール堆積物は 16 層以上のユニットからなり，中白雪川ラハール堆積物のうち，下半部の 8 ユニット

島台南部（標高 800 m 付近）から平沢-芹田の海岸線まで(ND1-8) の基質部は粘土に富み，上半部の 8 ユニット

分布する火山麓扇状地の急傾斜地域，中傾斜地域，微傾(ND9-16) の基質部は砂に富む．ND1-8 の基質中には熱斜地域を構成する．ラハール堆積物の堆積相と微地形の水変質に由来する粘土鉱物（石膏，パイロフィライト，特徴には対応関係が認められ，急傾斜地域及び中傾斜地

カオリン鉱物，スメクタイト）が多産し，ND9-16 の基質

域は土石流堆積相，微傾斜地域は河川流堆積相が卓越すは火山岩に由来する斜長石の割合が高い (Table 3)．このる．火山麓扇状地の各地域の分布に基づき，ラハールのことは ND8 から ND9 の間に，変質物から未変質の火山

最大到達距離を予想すると，土石流として横森周辺，よ砕屑物へと，給源物質が変化したことを示している．

り希釈した河川流の状態で平沢周辺の海岸まで到達する

また，白雪川ラハール堆積物と象潟岩屑なだれ堆積物可能性がある．

に含まれる熱水変質鉱物は多様な酸性度と温度条件を示

ラハール堆積物は堆積物の下半部と上半部で基質の構

す．温度条件を示す鉱物に着目すると，スメクタイトは成物が変化する．下半部 8 層は熱水変質帯に由来する粘低温を示し，パイロフィライト，緑泥石は高温を示す．

土に富み，上半部 8 層は火山岩に由来する砂に富む．こ

熱水流体の酸性度に着目すると，パイロフィライト，カの構成物の変化は以下の 2 つの解釈が成り立つ，1) 山体

オリン鉱物は酸性流体を示し，対してスメクタイト，緑崩壊により露出した変質帯に由来し，構成物の変化は給

泥石は弱酸から中性を示す．特に高温酸性を示す鉱物組

源周辺の環境変化に対応する．2) 水蒸気噴火により更み合わせは成層火山内部に発達する (Silitoe, 1973)．白に深部の変質帯からもたらされ，構成物の変化は噴出物

雪川流域でそのような条件を満たすのは鳥海火山の山体の変化に対応する．

内部のみであり，熱水変質鉱物は鳥海火山体内部の熱水変質帯に由来すると判断できる．一般に山体内部には温8．謝度分布，流体分布に応じた分帯を成すことが知られてい本研究は第一著者の秋田大学工学資源学部における卒辞鳥海火山北麓に分布するラハール堆積物の運搬・堆積過程と構成物質の時間変化
業課題研究および博士課程教育リーディングプログラム
における資源学課題研究の一環として行われた．国土交
通省湯沢河川国道事務所には赤色立体地図の使用を御許可いただいた．本研究の掘削調査をするにあたり，小出小学校，秋田河川国道事務所には調査の許可を頂いた．
また執筆に当たり秋田大学の山元正継准教授には貴重なご意見を頂いた．秋田大学今井亮教授には XRD 使用に当たり便宜を図っていただいた．XRD 測定に関して石原裕士氏，山内祥行氏に測定の補助をして頂いた．査読者の伴雅雄博士，上澤真平博士及び編集委員の嶋野岳人
博士の有益なご助言により本稿は大きく改善された．以上の方々に深く感謝いたします．また本研究に当たり，
秋 田 大 学 年 度 計 画 推 進 経 費，科 学 研 究 費 補 助 金(21510186) の一部を使用した．
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（編集担当

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