福島県立博物館紀要 第37号 2023年 3 月 p. 1−18

原著論文

相馬中村層群最上部小山田層（白亜紀最前期）の層序・堆積相・化石相
安藤寿男＊・鈴木大河＊＊・田口翔太＊＊＊・平 宗雄＊＊＊＊・猪瀬弘瑛＊＊＊＊＊

要旨：最下部白亜系相馬中村層群小山田層（最大層厚約 1 7 5 ｍ）の岩相層序と分布を調査し，下部層と上部層に識別して堆積環境を推定した．下部層は，河川成の富沢層に波浪ラビンメント面を介して重なる，外洋浅海（内側陸棚−上部外浜）成砂岩と酸性凝灰岩および凝灰質砂岩からなる．上部層は均質な暗灰色シルト岩からなる外側陸棚−陸棚斜面相である．全体として海進傾向を示すが，下部層には上方粗粒化（前進／海退性）堆積相
累重が数層認められる．小山田層のアンモナイトは優勢４属で95％を占める単純な組成で，下部層の塊状細粒砂岩層に多く産することから堆積作用で運搬されて浅海砂底に集積した可能性がある．二枚貝は，基底砂岩を含む
下部層下半部に幾らか密集した層があるが，浅潜没型内生種が８割を越え，上部層では，内生種のほか外生種が多い．堆積年代はベリアシアン−前期バランギニアンとされてきたが，最近報告された凝灰岩の U - P b 放射年代や海水準変動曲線との比較から，再検討する必要がでてきた．

はじめに
日本列島において陸上で見られる白亜系の分布はAndo（2003），安藤（2005, 2006），高橋・安藤（2016），
安藤・高橋（2017）などによって示されており，日本列島の地帯構造を反映していることが知られている．東北地方においては日本海側を中心に新生界が広く分布しているために，白亜系は北上山地や阿武隈山地の太平洋沿いに，散在的に分布するに過ぎない．それぞれの分布域では西南日本の白亜系に比べると，比較的単純な地質構造で変形や固結度が低いという特徴がある．層序的には，アプチアン階（以下，階や期を付さずに表記）以上の陸域の地層は少ないが，バレミアン以下の地層は南部北上帯の幾つかの地域（牡鹿半島や気仙沼大島など）に分布は狭いながらも比較的連続的に露出し，ベリアシアン，
一部はジュラ紀最上部のチトニアンにまで及ぶ可能性が指摘されている．
それらの中でも，南部北上帯西縁の地層と位置づけられている相馬中村層群小山田層は，ベリアシア
ンからバランギニアンが連続すると見なされる，数少ない最下部白亜系の１つである．そのため，白亜系最下部の層序だけではなく，白亜紀最前期の古環境，古生物相，古生態を研究するのに適した地層であるといえる．小山田層における研究は相馬中村層群の一連の研究の中で進められてきたが，分布が限られ露出も十分でないことから，小山田層全体の層＊序や堆積環境と化石相を論じた総合的な研究はあまり行われてこなかった．
そこで，小論では相馬中村層群が構成する複背斜の東翼側の，相馬中村層群小山田層 における岩相・堆積相層序や大型化石相を明らかにし，先行研究の成果を参照しながら，その層序学的・堆積学的・古生物学的な意義を検討することとした．

１ ．相馬中村層群および小山田層の地質概説
相馬中村層群は，福島県北東部の阿武隈山地東縁を南北に延びる双葉断層に沿って幅４km以内，南北
約 2 7 kmの範囲に分布する，中部ジュラ系から下部
白亜系である（図１）．日本における同時代層の中では，陸成層と海成層が互層しながらも整然と連続する，数少ない地層群として，また，ジュラ系−白亜系境界層準を含む地層群として層序学的に重要である．相馬中村層群の層序はすでに久保ほか（1990），
柳沢ほか（1996），竹谷・遅沢（2013）や吉田（2017）
で，層序区分変遷も含めて詳述されており，最近，
安藤ほか（2022）でも中ノ沢層が詳述されている．
相馬中村層群は，柳沢ほか（1996）によって粟津層，山上層，栃窪層，中ノ沢層，富沢層，小山田層の６層に区分されており，本研究の対象である小山田層
は最上位に位置する（図２）．これらの地層は，中ノ沢層上部の小池石灰岩部層を除くと，主に砂岩や頁岩などの砕屑岩類からなり，海成層（粟津層，山茨城大学大学院理工学研究科理学野地球環境科学領域
茨城大学理学部地球環境科学コース 現在：公益財団法人 千葉市教育振興財団＊＊＊
茨城大学大学院理工学研究科理学専攻地球環境科学コース現在：福島県立勿来工業高校＊＊＊＊
相馬中村層群研究会 ＊＊＊＊＊福島県立博物館＊＊−1−安藤寿男・鈴木大河・田口翔太・平 宗雄・猪瀬弘瑛
古い古期岩類と接し，東縁部は鮮新統の仙台層群に不整合で覆われる（柳沢ほか，1996）．
本研究では，小山田層分布域北部の南相馬市鹿島区山下の安倉沢（R 1：以下調査ルート名のあとにルート番号を併記し，図３の柱状との対応を示す）
より，南部の小山田の滝沢（R 1 0 ）までの，小山田層を東西に横切る小河谷の計10ルートについて調査した（図１）．個々のルートで作成した地質柱状図を，後述する下部層の砂岩もしくは凝灰岩と上部層のシルト岩との境界を基準にして，隣接するルート
間で岩相対比して地質柱状対比断面図を作成した（図３）．佐藤ほか（2011）に示された，常磐自動車道工事による露頭での地質柱状図も参照した．
次に，富沢層と研究対象とする小山田層について
地質概説する．

140º55’ E40

37º45’ N
Tomizawa

N

a
Futab

Pacific Ocean

Fukushima Pref.

1

Fault

R: studied routes
1 Yasukurazawa
2 south Yasukura
3 Yangan Pond
4 south Yamashita
5 north Ukita
6 Ukita
7 Momikizawa
8 Kakuremachi Pond
9 Umazawa
10 Takizawa
11 Joban Highway

r

ive

oR

n
Ma
ubo

ik
och

T

2

50

Yamashita

3
4
5

6
7
8

DainichiRiver
9 Koyamada

54

X X’ cross section

syncline
anticline

Neogene (Miocene–Pliocene)

Somanakamura Group
Koyamada Formation

Tochikubo Formation

Jis

aha

Nakanosawa
Formation

Tomizawa Formation
Koike Limestone
MemberTatenosawa Sandstone
Member

10
11

X

X’

１ ）富沢層
中ノ沢層の小池石灰岩部層を不整合に覆う，アル
コース質粗−中粒砂岩を主体として一部頁岩を伴う陸成層である．相馬市富沢を模式地とするが，南相馬市鹿島区小山田ブナ坂および馬沢付近の方が露出が良い．層厚は模式地において400 ｍである（柳沢ほか，1 9 9 6 ）．下部は塊状で頁岩を挟むことは稀であるが，中上部では頻繁に挟む．本層の砂岩は垂直的な組成変化が著しく，下部では石英質で，中部から上方に酸性火山岩の岩片量が増す．Masatani andTamura（1959）では，上部ジュラ系から下部白亜系 か ら 産 す る と さ れ る 植 物 化 石 が 報 告 さ れ，Takimoto et al.（2008）では領石型植物群のものとみなされている．下位の中ノ沢層の時代（ジュラ紀
後期キンメリッジアン−チトニアン前期）と上位の小山田層の時代から，本層の堆積年代はチトニアン後期であると考えられる（柳沢ほか，1996；竹谷・遅沢，2013）．

55

ra

Koike
Kami-ManoRiver

Yamagami Formation
granite0
X

55

1

Fukono2 km
X’

N37º40’140º54’ E

Niida River

図 １ ．相馬中村層群の地質図・地質断面と調査ルート

太線1-10が調査ルート．太線11は佐藤ほか（2011）の調査地．地
質図は柳沢ほか（1996），佐藤ほか（2005），安藤ほか（2022）と本調査結果から改編．
Fig. 1 . Geological map and cross section of the Somanakamura
Group in the study area
The ten studied routes and sections（1‒10）, and the 11th studied
by Sato et al.（2011）are indicated by thick lines. The geological
map is modified after Yanagisawa et al.（1 9 9 6）, Sato et al.
（2005）and Ando et al.（2022）, and our field survey.

上層，中ノ沢層，小山田層）と陸成層（栃窪層，富沢層）が繰り返している．
相馬中村層群は，古くより古生物学，堆積学の両面から数多くの研究がなされてきた．それらの研究
は，柳沢ほか（1996），竹谷・遅沢（2013）や吉田（2017），安藤ほか（2022）で主要なものが挙げられている．小山田層からはアンモナイト（Yabe, 1943,
Sato, 1961a, b）や二枚貝（Tamura, 1959, 1960,
1961；田村，1959）といった軟体動物，放散虫（松岡，1989；竹谷，2013）などの海生動物化石を産す
る．最近では，常磐自動車道の延伸工事による大規
模な露頭から多数のアンモナイト化石が採集され，
新 種 を 含 め た 記 載 が な さ れ て い る（ 佐 藤 ほ か，
2005, 2011；Sato and Taketani, 2008）．
相馬中村層群は，双葉断層を挟んでジュラ紀より２ ）小山田層
小山田層は，南相馬市鹿島区小山田西方を模式地とする，相馬中村層群が作る複背斜の東西両翼に分布する浅海−沖合成層である（柳沢ほか，1 9 9 6 ）．
おおまかにみると下部は砂岩が卓越し厚い凝灰岩を伴い，上部は均質な暗灰色のシルト岩を主としている（竹谷，2 0 1 3 ）．先行研究での地質記載では上部の細粒岩相は頁岩とされていることが多いが，剥離性が低く頁岩質とみなせない場合も多いので小論ではシルト岩として一括する．細粒凝灰岩や凝灰質砂岩を幾つかの層準で伴うが，特に隠町溜池（R8）以南の本層下部の上部層準に厚く発達する．本研究の対象である東翼地域での小山田層全体の層厚は，小−2−相馬中村層群最上部小山田層（白亜紀最前期）の層序・堆積相・化石相

図 ２ ．相馬中村層群の層序と年代．

柳沢ほか（1996），竹谷・遅沢（2013），安藤ほか（2022），本研究の成果に基づく．期の境界年代はInternational Chronostratigraphic Chart
v2022/10による．
Fig. 2. Stratigraphy, lithology and age of the Somanakamura Group based on the results of Yanagisawa et al.（1996）, Taketani and Osozawa（2013）, Ando et al.（2022）, and our field survey. Stage boundaries are based on International Chronostratigraphic Chart v2022/10).

山田層の上限が鮮新統仙台層群との不整合や山麓地
形による露出不良のために，正確な把握が難しいが，馬沢では少なくとも175 ｍ以上と見積もられ，他のルートでは90−145 ｍとみなされる．富沢層との境界は南山下（R 4 ）の河床で確認できる．富沢層のアルコース質中−粗粒砂岩に，基底部に二枚貝破片を含む小山田層の含細礫粗−中粒砂岩が重なり細粒砂岩に変化する．
５万分の１地質図幅「原町」（久保ほか，1990）内の南相馬市原町区馬場西方にも，小山田層が南西走向の西上位で暗灰色シルト岩あるいは頁岩が露出し，層厚約300 ｍとされている．岩相と層厚から，模式地のある小山田周辺に露出する小山田層より上位層準とみなされている．
本層下部の細粒砂岩からアンモナイトとオームガ
イの産出が報告されている（Sato, 1961a, b；Satoand Taketani，2008；佐藤ほか，2011）．佐藤ほか（2011）は，Sato and Taketani（2008）で記載した新種（下記＊）に加えて，常磐自動車道工事露頭から新たに産したアンモナイトの分類・化石層序学的
位 置 を 再 検 討 し， 下 部 か ら K i l i a n i c e r a s s p . ,B e r r i a s e l l a s p . , ＊D a l m a s i c e r a s m u n e o i ,Neocosmoceras akiyamae, Thurmanniceras
isokusense, Kilianella umazawensis, Kilianella sp.
の各種が産することを記載している．また，小山田層の上部からはThurmanniceras isokusenseが産することを報告している．一方，田村（ 1 9 5 9 ）や
Tamura（1959，1960）では二枚貝化石群集を報告
し て お り， 下 部 の 砂 岩 か ら は M y o p h o r e l l a（Promyophorella）orientalisやGrammatodon
takiensisなどが，上部のシルト岩からはEntolium
kimuraiやCorbula? globosaの産出が記載されている．さらに，上部のシルト岩層から放散虫化石（松岡，1989；竹谷，2013）が報告されている．
堆積年代は，産出するアンモナイトや放散虫化石
により，白亜紀初期のベリアシアン～バランギニアンと考えられている（松岡，1989；竹谷，2013；竹谷・遅沢，2 0 1 3 ）．また，本層は，南部北上山地の鮎川層や磯草層と岩相や産出アンモナイトが共通することが指摘されている（Takizawa，1985）．最近
では都丸ほか（2022）が馬沢の本層下部の凝灰岩からバランギニアン前期を示すU-Pb年代（135.59 ±0.77 Ma）を得ている．

２ ．岩相層序と堆積環境
１）岩相層序小山田層は，上部と下部で大きく岩相が異なっており，その境界も明瞭であることから，それぞれ上部層，下部層に分けて，岩相の層序的，地理的分布や側方変化を考慮して記載する（図３，図版1−3）．
−3−柱状図の位置は図 1 参照．
Fig. 3. Stratigraphic columns showing the distribution of lithology of the Koyamada Formation, Somanakamura Group.
The location of studied routes and sections are shown in Fig. 1.

図 ３ ．相馬中村層群小山田層の岩相層序柱状対比．

安藤寿男・鈴木大河・田口翔太・平 宗雄・猪瀬弘瑛

−4−相馬中村層群最上部小山田層（白亜紀最前期）の層序・堆積相・化石相
下部層
岩相：下部層は細粒砂岩を主体として中粒砂岩や凝灰岩を伴い，粗粒砂岩や細−中礫を含む葉理も稀に含まれる．細粒砂岩は（1）生物擾乱を受けて塊状シ
ルト質の部分，（2）ハンモック型斜交層理（hummocky
cross stratification: Dott and Bourgeois, 1982；以下HCSと略記）が発達する細粒砂岩と生物擾乱極細粒
砂岩が互層する部分，（3）HCS 砂岩が癒着して厚く連続する層理の発達した部分がある．馬沢（R 9）
や滝沢（R 1 0）の下半部ではそれらが層厚数 m 単位の規則的な互層をなす（図３, 図版 1 C, D）．砂岩は凝灰質であることが多く，平行葉理が発達し中−厚層理をなすが，明瞭な H C S もしばしば認められる（図版 1A, B, 2A, B）．凝灰質砂岩はかなり固結しているため，凝灰質砂岩と凝灰質でない砂岩との識別が難しいことが少なくない．粗−中粒砂岩は，南山下（R 4）の下部層下部（図版 2 C ①），馬沢（R 9）の下部層中部（図版 1B⑦）と安倉沢（R1）の下部
層最上部に層厚７ｍを越えるものが認められた（図３）が，露出状況も十分でなく見かけ上塊状あるいは厚層で明瞭な堆積構造の識別は難しい．
隠町溜池（R8）以南の３ルートでは，本部層の上部に白−明灰色の細−粗粒凝灰岩とそれに伴う凝灰質砂岩との互層が 3 0 − 5 0 ｍの厚さで発達する（図３）．隠町溜池（R8）では，層厚50 ｍを越える（図３, 図版 3C, D）．一般に層理は比較的明瞭で中−厚層理であることが多い．滝沢（R10）ではHCSに類似した低角斜交層理を呈する部分や粗粒凝灰岩も含もみのきまれる．浮田北（R 5 ）から椴木沢（R 7 ）では下部層の露出がほとんどないため，この厚い凝灰岩・凝灰質砂岩の北方への側方変化を確認できないが，南山下（R 4 ）では凝灰質砂岩に変化し（図３ , 図版
1A），細粒凝灰岩は厚さ1.2 ｍが１層，数10 cmが２層挟在するのを確認できた程度である．また，安倉沢（R 1 ）では本部層の上部に層厚１ｍを越える細粒凝灰岩が２層，下部に７ｍを越える細粒凝灰岩が１層あるのを確認した．
なお，佐藤ほか（2011）で岩相層序が記載された，
常磐自動車道工事露頭の柱状図（図３，R 1 1 ）と滝沢（R 1 0 ）の柱状を比較すると，両者の層厚は少し異なるが，風化のため凝灰岩と凝灰質砂岩の識別が難しいことを考慮し，岩相層序は対比可能と判断す
る．
層厚：下部層の層厚と岩相はルートによって変化
し，薄い箇所では約25 ｍ（ヤンガン池：R3），厚い
箇所では60 ｍ弱（馬沢：R9），あるいは80 ｍ強（安倉沢： R1）と算定される．
富沢層との境界：小山田層と下位の富沢層との境界−5−は南山下（R4）と滝沢（R10）で観察できた．南山
下（R4）の沢沿いでは，富沢層のトラフ型−低角斜交層理が発達する厚層のアルコース質中−粗粒砂岩（図版 2F）に，粗粒砂や細礫が散在しトリゴニア上科の Myophorella（Promyophorella）orientalis の破片を少し含む，厚さ20 cm以下の中−細粒砂岩が，浅い起伏（厚さ10数cm以内）のある平坦な侵食面を介して重なり（図版 2 D, E），層厚数 1 0 cmの平行葉理
中−細粒砂岩から層厚２ｍ弱の塊状生物擾乱細粒砂
岩層，層厚３ｍの塊状砂質シルト岩に漸移する（図３）．この基底面から塊状シルト岩までは，層厚数ｍの軽微な上方細粒化堆積相累重（F F S : f i n i n g upward facies succession）を示す．
一方，滝沢（R 1 0 ）でも類似の層相変化が見られたが，細礫や貝化石は認められず，基底の中粒砂岩はいくらか粗粒砂を含む程度で分級は比較的良い（図版 1 D）．ここでは，浅い起伏のある侵食面の断面がよく観察できる．
下部層に見られる上方細粒化・粗粒化堆積相累重馬沢（R9）では下部層が富沢層と断層関係にあり，下限の層序関係は不明であるが，下位より（図版
1B, C）（1）① 癒 着 HCS 細粒砂岩層 層厚約 3 . 5ｍ（以下表記簡略化）（2）②生物擾乱塊状極細粒砂岩
2.5 ｍ③ 厚−中層理細粒砂岩
1.5 ｍ（3）④ 生物擾乱塊状極細粒砂岩
10.5 ｍ（中部に0.6−0.7 ｍの粗粒砂岩挟在）
露頭欠如
2.5 ｍ
⑤ 平行層理凝灰質砂岩・細粒凝灰岩
2ｍ⑥ 癒着HCS細粒砂岩層（一部は凝灰質） 3.5 ｍ⑦ 塊状中−粗粒砂岩
7ｍ（4）細粒凝灰岩および凝灰質砂岩
30 ｍという４つの岩相ユニットが識別できる．各ユニットの上面は比較的明瞭な岩相境界をなし，（ 2）と（3）は上方粗粒化傾向を有しており，それぞれが上
方粗粒化堆積相累重（C F S : c o a r s e n i n g - u p w a r d
f a c i e s s u c c e s s i o n）と見なすことができる（図版
1B, CのCFS2, CFS3）．
（1）も下位に存在していた生物擾乱塊状極細粒砂岩が断層によって欠如していると見なせば，CFS1と見なせる可能性がある．
（4）については露出条件や珪質で比較的均一な岩相のため明瞭な粒度変化は識別できなかったが，⑦の下部はCFS4を構成していたと推定する．
滝沢（R10）の場合（図版 1D）は，（1）① HCS−低角斜交層理中−細粒砂岩層
0.2−0.4 ｍ② HCS細粒砂岩層
0.5 ｍ

小山田層産の頭足類（アンモナイト，オームガイ）

publication year

101

Neocosmoceras akiyamae (Sato)

Dalmasiceras muneoi Sato & Taketani−6−

Total (Cephalopoda)

Heminautilus sp.

3

3

1

1

Kilianella umazawensis Sato

Kilianella sp.

Total (Ammonoids )1

Thurmanniceras sp.

18

18

1

1

2005

5

Thurmanniceras isokusense (Kobayashi & Fukuda)

Minamisoma City Museum
Sato et al. Sato et al. undescribed

Kilianiceras sp.

locality

1961a, b

authors

Berriasella sp.

speciesSatorepository
Total

Haruyuki
Takahashi
Suzuki

Total

Ibaraki University

Lower Member
Total

Rate
Sato et al. undescribed

Total

Minamisoma City Museum
Suzuki

Ibaraki
University

Upper Member
Total

Rate

Total

Rate

Koyamada Fm.

13

1

12

7

3

1

1

213

3

210

148

38

7

17

244

4

240

156

41

1

18

5

19

9

9

7

2

6

2

4

2

2

15

2

13

7

2

2

2

262

6

256

165

44

3

20

5

19

100.0

64.5

17.2

1.2

7.8

2.0

7.4

5

5

5

22

22

15

7

1

27

27

15

12

1

0

0

1

29

29

15

12

2

93.1

51.7

41.4

6.9

291

6

285

180

56

3

20

5

21

100.0

63.2

19.6

1.1

7.0

1.8

7.4

2011
2022 MS
2022 MS2011
no. ofno. ofno. ofind./total
no. ofno. ofind./total
no. ofind./total
Joban
Joban individual
Joban
Joban
Mominoki- individual
individual
individual(%)
individual(%)
individual(%)
Umazawa Umazawa
Uamazawa Umazawa
Highway Highway
Highway Highway
zawa

Univ. Mus.
Univ. Tokyo

記載論文の標本情報，南相馬市博物館（相馬中村層群研究会採集），および茨城大学理学部地球環境科学コースの収蔵標本（高橋治之茨城大学名誉教授採集），本研究採集標本について，属種が同定できる個体（破片を含む）を1として計数．
Table 1. List of cephalopods（ammonoids, nautiloids）occurred from the Koyamada Formation
Each individual（including fragment）of identifiable genus and species is counted as 1 for 1 ) specimens studied in several described papers, 2 ) reposited specimens in the Minamisoma City Museum（collected by members of Research Association of the Somanakamura Group）and 3 ) Department of Earth Science, Ibaraki University（collected by Emer. Prof. Haruyuki Takahashi）, and 4 ) newly
collected specimens in this study

表１

安藤寿男・鈴木大河・田口翔太・平 宗雄・猪瀬弘瑛

小山田層産の二枚貝

Neithea kotsubu Kimura

−7−
3

18.5

Total (bivalves )Corbula globosa Tamura

Thracia fukushimensis Tamura

Corbulidae

4

13

16.9

2.6

0.5
6.1

0.6
8.7

0.5

0.6

43.6

0.5

0.6

1.7

0.7

0.2

1

Protocardia sp.

0.5

3.7

3.7

Protocardia tosensis Kimura

0.5
4.2

0.5

2.5

0.5

Neocrassina sp.

1.2

0.5

5.2

Neocrassina (Coelastarte) somensis (Tamura)

0.7

0.5

4.1

2.7
0.5

1.1

2

1.8

1.5

2.3

4
0.4

2.7

10

1

0.4

Umazawa
south Yamashita
Mominokizawa
Yasukurazawa

no. ofno. ofindividual individual

Total

1.8

1

1

0.5

1.5

Umazawa

2022 MS

Suzuki

Neocrassina subdepressa (Blake & Hudleston)

1

0.5

2.5

Umazawa
Umazawasouth
Umazawa Yasukurazawa Umazawa
Yamashita
Miyamaundescribed undescribed undescribed

Muneo
Taira

Total

Astarte sp.

Astarte kambarensis Kimura

Astarte sakamotoensis Tamura

Myophorella? sp.

Poromyidae

Cardiidae

Astartidae

Myophoriidae

locality

Myophorella (Promyophorella) orientalis Kobayashi & Tamura

Entolium kimurai

Entoliidae

Grammatodon sp.

Grammatodon takiensis Kimura

species

1955

1959
1961a-cpublication year

Pectinidae

Parallelpdontidae

familyKobayashi& Tamura

TamuraRes.Assoc.
HaruyukiSomanakaTakahashi
mura Gr.

Ibaraki University

Lower Member
Univ. Mus. Univ. Mus.
Minamisoma
Minamisoma
Univ. Tokyo Univ. Tokyo
City Mus.

authors, collectors

repository

member

10.1

12.4

100.0

1.1

1.4

3.9

8.5

9.6

1.1 17.0

6.2

4.1

6.9 11.0

42.4

4.6

0.9

9.2

ind./total
(%)

Rate

6.5

1

0.7

2.2

2.4

0.2

2022 MS

0.7

0.2

0.5

1

9.8

0.5

1.4

0.5

0.5

10.5

0.5

1.4

0.5

0.5

0.2

0.9

4.6

0.9
1
0.9

Total

17

0.5

1.4

0.5

1

0.7

2.2

2.4

0.5

0.2

0.2

0.9

1

4.6

0.9

no. ofno. ofindividual individual

4.1

0.9

Umazawa
Umazawa south Yamashita
Mominokizawa

undescribed undescribedSuzuki

Total

Upper Member
Ibaraki University

Res.Assoc.
HaruyukiSomanakaTakahashi
mura Gr.

Minamisoma
City Mus.

8.8

35.3

6.5

100.0

2.9

8.2

2.9

5.9

4.1

12.9

14.1

2.9

1.2

1.2

5.3

5.9

27.1

5.3

ind./total
(%)

Rate

60.6

1.0

2.0

2.2

4.7

4.9

0.5

4.9

4.2

3.5

0.2

0.2

19.4

1.0

6.6

1.3

4.0

no. ofindividual

Total

8.7

11.4

30.0

32.3

100.0

1.7

3.3

3.6

7.8

8.1

0.8

8.1

6.9

5.8

0.3

0.3

32.0

1.7

10.9

2.1

6.6

ind./total
(%)

Rate

Koyamada Fm.

記載論文の標本情報，南相馬市博物館，および茨城大学理学部地球環境科学コースの収蔵標本（高橋治之茨城大学名誉教授採集），本研究，および平 宗雄採集標本について，属種が同定できる合弁個体を1，離弁（片殻）個体を0.5，破片を0.2として計数．
Table 2. List of bivalves occurred from the Koyamada Formation, Somanakamura Group.
Individuals articulated, disarticulated, and fragmented of identifiable genus and species are counted as 1 , 0 . 5 , and 0 . 2 , respectively, for 1 ) specimens studied in described papers, 2 ) reposited
specimens in the Minamisoma City Museum（collected by members of Research Association of the Somanakamura Group）and 3 ) Department of Earth Science, Ibaraki University（collected by Emer.
Prof. Haruyuki Takahashi）, 4) newly collected specimens in this study, and 5) collected specimens by Muneo Taira.

表２

相馬中村層群最上部小山田層（白亜紀最前期）の層序・堆積相・化石相

安藤寿男・鈴木大河・田口翔太・平 宗雄・猪瀬弘瑛
③ 生物擾乱塊状極細粒砂岩
0.6 ｍ（2）④ HCS細粒砂岩・塊状極細粒砂岩互層 1.0ｍ
1.2 ｍ
⑤ 癒着HCS細粒砂岩層
（3）⑥ 生物擾乱塊状極細粒−細粒砂岩
2 ｍ+と重なり，①→②→③と上方細粒化するFFSが認められ，その上位に，③→④→⑤と上方粗粒化する
CFS １が認められる．FFS と CFS 1 の境界の最大海氾濫面（MFS: van Wagoner et al., 1988）はユニッ
ト③の中にあると判断される．⑥の上位にはHCS砂
岩が厚く発達しており，層厚数 m以上におよぶCFS2を構成していたと考えられるが，上限は露出していない．滝沢の下部層上部には凝灰岩が厚く発達するが，下部に見られたような上方粗粒化ユニットが明瞭とは言えないながらも，粒度やHCS，TCS（troughcross-stratification），層理等の堆積構造の観察からさらに３層のCFSが存在すると予想された（図３）
上述した２セクション以外でも判別・予想できる範囲で図３にFFS, CFSを示した．
化石：幾つかの産地の限られた層準にアンモナイト，
二枚貝，巻貝，腕足類化石が産するが頻度は高くな
い（表１，２）．馬沢（R 9）の下部層中部層準の④
塊状生物擾乱細粒砂岩層からはまれにアンモナイトや二枚貝などが産することを確認した（図版 3E, 4）．
この層準は，Sato（1961a, b, 1962）でA5層準とされたアンモナイト産地で, 佐藤ほか（2005），Sato and
Taketani（2 0 0 8）でも紹介されている．Kobayashi
and Tamura（1955），Masatani and Tamura（1959），
Tamura（1959，1960）でもGrammatodon takiensisなど数種の二枚貝の産出が記録されている．
安倉沢（R 1 ）下部層中部の粗−中粒砂岩から
Myophorella（Promyophorella）orientalisの散在層が確認された．南山下（R 4 ）の下部層基底の含細
礫中−細粒砂岩及びその上位の細粒砂岩において二枚貝数種が散在的ながら産した（表２）．佐藤ほか（2011）で詳述された常磐自動車道工事露頭（R11）における小山田層下部層最下部のK1−5（アンモナイト）層準は，滝沢（R 1 0 ）にも同層準が露出するが化石は産しない．
上部層
岩相：主に暗灰～灰黒色の弱い生物擾乱が見られる
塊状から厚層の砂質シルト岩−シルト岩からなる単調な岩相である．葉理が発達する部分も認められる．一部に凝灰質なシルト岩も挟在し，珪質な部分がある．Phycosiphon と判断される微細な水平性生痕化石が葉理面状に密集する層準が少なからず認められる．
佐藤ほか（2011）によれば，常磐自動車道工事露−8−

頭の最上部には層厚３ｍ強の細−中粒砂岩が記載されているが，他のルートでは厚い砂岩層は確認できなかった．
層厚：上限の露出がないため，層厚は確定できないが，安倉南（R2）で約80 ｍの連続露出を確認でき，
馬沢（R9）では本部層上部の露出を確認し，110 ｍ
を越えると予想された．
化石：下部層よりかなり稀で特定の層準に産するが，散在的にアンモナイトや小型あるいは薄殻の二枚貝を産する（表１，２，図版４）．安倉南（R2）では最下部の凝灰岩層から巻貝の外形が，椴木沢（R7）においては薄殻二枚貝Entolium kimuraiやアンモナイ
トKilianiceras sp.，硬鱗魚の歯，馬沢（R9）でもE.
kimurai が産出した．佐藤ほか（2 0 1 1）では常磐自動車道工事露頭の最上部から T h u r m a n n i c e r a s
isokusenseの産出が報告されている．
２ ）堆積環境とその変遷（１）富沢層から小山田層下部層
富沢層から小山田層にかけての岩相変化は，陸成から海成への変化として海進があったと考えられる
ことは先行研究でも述べられている（木山・井龍，
1 9 9 8；竹谷・遅沢，2 0 1 3 ）．網状河川成の富沢層（柳沢ほか，1996；安藤ほか，2022）を浸食する，
小山田層の平坦な基底面は，外浜環境において海進時の外洋波浪浸食を受けて形成されたもので，波浪
ラ ビ ン メ ン ト 面（w a v e r a v i n e m e n t s u r f a c e :Nummedal and Swift, 1987，以下ラビンメント面）と解釈される（図３，図版 1 D R S，2 D，E）．そして，ラビンメント面上の細礫や粗粒紗を含む中粒砂
岩 は 海 進 残 留（ ラ グ ） 堆 積 物（t r a n s g r e s s i v eresidual/lag deposit）と推定される．この海進ラグに 含 ま れ る M y o p h o r e l l a（P r o m y o p h o r e l l a）
orientalisなどの二枚貝は外浜に生息していた個体が，海進に伴う外浜における波浪侵食で洗掘・移動し，いくらか集積して急速に埋没したものと考えら
れる．
（２）小山田層下部層
下部層の砂岩は生物擾乱極細粒砂岩やHCS細粒砂岩が多く，比較的厚殻の二枚貝であるトリゴニア上科のM.（P.）orientalisやG. takiensisなどの二枚貝もごく稀に産することから，下部外浜−内側陸棚の浅海で堆積したと考えられる（図版 1−3）．HCS砂岩の存在はストーム波浪が卓越する環境であったことを示す．また，中粒砂岩が厚く発達する層準もあるので，一時的には上部外浜環境に達していたのであろう．
馬沢で認められたような数回の上方粗粒化ユニッ相馬中村層群最上部小山田層（白亜紀最前期）の層序・堆積相・化石相
トは，岩相の累積様式から堆積システムが ① 内側
陸棚，② 下部外浜，③ 上部外浜へと前進（海退）した後に後退（海進）が起こり，その後再び前進（海退）するような，小規模な海進・海退の繰り返
しで形成された可能性が示唆される（図３，図版
1）．こうした海進・海退の繰り返しは，富沢層の下位の中ノ沢層館ノ沢砂岩部層でも認められている．
（安藤ほか，2022）．
小山田下部層の岩相が，安藤ほか（2022）で記載された中ノ沢層館ノ沢砂岩部層と類似していることから，館ノ沢部層堆積期のジュラ紀後期キンメリッ
ジアン期に成立していた波浪卓越型の公海性浅海が，小山田層堆積初期にも存在していたことを示唆する．
ただし，館ノ沢砂岩部層に比べて層厚が薄いことから，１）堆積速度や堆積物供給速度が小さかった，もしくは２）堆積期間が短かった可能性が高い，あるいは，３）急速に海進が進行した可能性もあろう．
（３）小山田層下部層上部の凝灰岩・凝灰質砂岩
凝灰岩および凝灰質砂岩層準は隠町溜池（R8）で層厚 5 0 ｍを越えており，海底に降灰した細粒火山
砕屑物が頻繁に再堆積した可能性が指摘され，層厚変化も顕著であることから南部に局所的に厚く堆積し，堆積中心は隠町溜池付近にあったことが示唆される（図３，図版 3 C，D）．厚い白色凝灰岩の存在は白亜紀最前期に後背地の火山帯（火山弧）での活
発な酸性火山活動があったことを意味する．ただし，凝灰岩の下位にはHCS砂岩のような波浪卓越型浅海の堆積構造や堆積物があることから，この凝灰岩は浅海底に降灰したものが，再堆積した可能性が指摘される．
（４）小山田層上部層
上部層は単調な塊状−厚層シルト岩の細粒岩相が続くことから，外側陸棚−陸棚斜面の安定した泥底で堆積したと考えられる（図３，図版 3B）．E. kimuraiのような薄殻のホタテガイ上科の二枚貝は，これまでも世界各地のジュラ紀−白亜紀の沖合成の細粒岩相から産出することが知られている（Johnson, 1984など）．
下部層と上部層境界の層相変化は南安倉（R 2 ），馬沢（R9），滝沢（10）で観察され，いずれも明瞭な境界をなして整合的に急変する（図３，図版 3A）．
これは，大規模な海進が生じて，浅海から外側陸棚以深の安定した環境に変化したことを示す．ただし，佐藤ほか（2011）で示された，常磐自動車道工事露頭（R11）の最上部の細粒−中粒砂岩（層厚３ｍ強）
は一時的な砂質堆積物の流入があったことを示唆する．
小山田層全体で見ると，上方細粒化傾向が認めら−9−れるので，全体として海進傾向のもとで形成されたものと判断できる．先述したように，南相馬市原町
区馬場西方には層厚約300 ｍにおよぶ小山田層の暗灰色シルト岩が分布し，本地域の小山田層上部層からその上位層準に位置付けられている（久保ほか，
2000）ので，沖合環境は長期間継続したのであろう．

３ ．大型化石相
小山田層から産出したアンモナイトと二枚貝の群
集組成を調べるため，（1）化石記載論文（Sato，1961
a，b；佐藤ほか，2005，2011；Kobayashi and Tamura，
1955；Tamura，1959，1960）の標本情報，（2）南相
馬市博物館，および（ 3 ）茨城大学理学部地球環境科学コース収蔵標本（高橋治之茨城大学名誉教授採
集），（4 ）本研究での採集標本，（5 ）平 宗雄採集標本について，同定されていないものは種を同定し，産地，層準を確認して産出個体数を数えた．採集者，
採集法やクリーニング，保存の程度などが異なる標本であるが，部層毎にまとめて計数し表１，２に示した．
１ ）アンモナイト相
調査範囲から産した属種が同定できる標本について，破片を含め個体数を１とカウントし，小山田層
全体では６属８種，総数285個体を数えた（表１）．
下部層が産出数（総数 2 5 6 ）で圧倒しており，上部層の産出頻度（総数29）はかなり稀であることを示す．両部層間での種組成の違いは上部層の頻度が小さいため，判断が難しい．
属別の構成を計数すると，下部層では多い方から，
Kilianella, Thurmanniceras, Kilianiceras属の３属で全体のおよそ９割，Neocosmocerasを含めると上位４属で97％弱であった．これは田村ほか（2010）の指摘した属構成と調和的である．一方，上部層では，上部の層準からKilianella, Thurmanniceras，
Kilianicerasが産出するだけであった．したがって，
佐藤ほか（2011）で指摘されたように小山田層のアンモナイト相の多様性は下部層，上部層ともに低く，単純な組成であった．しかしながら，日本の最下部
白亜系のアンモナイト含有層は南部北上山地の気仙沼大島の磯草層（Sato，1961a-b；Takahashi，1973；
奈良ほか，1 9 9 4 ）や牡鹿半島の鮎川層（S a t o a n d
Takizawa，1970），岐阜県荘川村の手取層群御手洗層（佐藤ほか，2008）に限られており，他の産地よりも多産し，属レベルの産出頻度を把握できることは重要である．なお，すでに，小山田層を含めた以上の４層における属構成は比較的単純で地域による差が少ないと指摘されている（佐藤ほか，2011）．
アンモナイトの大部分は下部層の塊状生物擾乱細安藤寿男・鈴木大河・田口翔太・平 宗雄・猪瀬弘瑛
粒砂岩層（馬沢：R 9 ）や凝灰質砂岩，凝灰質シルト岩（常磐道工事露頭：佐藤ほか，2011）から産出している．馬沢の化石層準は，岩相やHCS砂岩の下位に位置する（図版 1 C ⑥，3 E）ことから，内側陸棚の堆積環境が推定され，ストーム波浪の影響を受けるような浅海であったことが指摘される．実際にアンモナイトの完全個体は少なく，多くは破壊を受けており，破片も少なくない．類似のアンモナイ
ト群集の産する磯草層，鮎川層，御手洗層の層準の岩相は泥岩や砂質泥岩と記載されており（Takahashi，
1973，奈良ほか，1994，佐藤ほか，2008），小山田層の方が粗粒でより陸側の浅い堆積場であったと考えられる．したがって，アンモナイトは生息場の沖合から沿岸域まで運ばれ，その後，ストーム波浪のような堆積営力を受けて，内側陸棚まで運搬・集積され，比較的急速に堆積した可能性がある．砂岩が卓越する下部層にアンモナイトが多い要因の一つであるかもしれない．こうした浅海成砂岩にアンモナ
イトが多産する成因は，大森ほか（2022）でも考察されている．
２ ）二枚貝相
二枚貝の個体数は，合弁を1，離弁を0.5，破片を0 . 2 として計数し，部層毎の種構成を求めた．小山
田層全体では，属種不明を除き，９属16種，計60.6
個体を計数した（表２）．
下部層の二枚貝は８属13種，計43.6個体が計数された．アンモナイトに比べ多くないが，その中では
ト リ ゴ ニ ア（ 三 角 貝 ） 上 科 の M y o p h o r e l l a（Promyophorella）orientalisが最も多く４割を越えており，他にはGrammatodon takiensis, Astarte
kanbarensis, Protocardia tosensis, Neocrassina
subdepressaなどが産しているが，いずれも数個である．
一方，上部層においては，９属14種合計17.0個体が確認された．下部層より産出頻度が少ないが，Entolium kimuraiとEntolium sp. がやや多く，
Astarte, Neocrassina, Corbula globosaが複数産している．
相馬中村層群中ノ沢層（上部ジュラ系キンメリッ
ジアン−チトニアン下部）では22科40属60種の二枚貝が確認されている（田口ほか，2019）が，それに比べると多様性はかなり低く組成は単純である．これは産出頻度や化石の保存ポテンシャルが低かった
ことが要因の一つであったと考えられる．しかし，小山田層の二枚貝組成は，白亜紀最前期の細砂底・泥底二枚貝群集の組成を示す記録として重要である．
二枚貝類は底生生物として多様な生息型に応じた底質に生息するため，岩相によって二枚貝組成が異なることが多い．例えば，砂岩が卓越する浅海成の下部層には，Myophorella, Grammatodon, Astarteといった浅潜没型内生二枚貝が多く二枚貝総数の８割を越えているが，シルト岩卓越層である沖合成相の上部層ではEntoliumのような外生二枚貝が多い傾向がある．いずれも底質環境を反映した群集組成であると判断できる．

４ ．考察１ ）小山田層の化石層序年代
これまで，小山田層から産出する白亜紀最前期のアンモナイトや放散虫化石群集より，化石層序年代が考察されている．小山田層を含む日本の下部白亜系アンモナイト化石層序の先駆的研究はYabe（1943）やSato（1961a，b，1962）まで遡るが，最近，常磐自動車道工事露頭から相馬中村層群研究会らの尽力によって新たに採取された多数の標本を用いて，研究が大きく進展した（佐藤ほか，2005；Satoand Taketani，2008；佐藤ほか，2011など）．それ
らによれば，産出するアンモナイト属の生存期間の重なりから小山田層の主体はベリアシアンとされ，小山田層最上部が下部バランギニアンに及ぶ可能性が指摘されている．一方，小山田層上部層から産する放散虫群集からは，ベリアシンから下部バランギ
ニアンとみなされている（竹谷，2013）．
本研究では，これらの成果を改訂する情報を得られていないが，最近，都丸ほか（2022）が馬沢（R9）における，アンモナイト化石層準より上位の小山田
層下部層の凝灰岩から，バランギニアン前期を示す
U-Pb年代（135.59±0.77 Ma）を得ていることを指摘したい．さらに，小山田層上部層のシルト岩の炭素同位体比変動からバランギニアン後期に知られているWeissert Eventに類似した正のシフトが見られるという重要な成果もある．したがって，ベリアシ
アンのアンモナイトの化石年代とは上下の逆転はな
いとしても，アンモナイト年代と U - P b 放射年代の間に大きな年代差があるので，今後両者の再検討をしていく必要があろう．

−10−２ ）小山田層の岩相層序とHaq（2014）の海水準変動曲線との比較
Haq（2014）が示した白亜紀の世界的な海水準変動曲線と比較してみよう．ただし，白亜紀の期の境
界年代は，最新の国際年代層序表（I n t e r n a t i o n a l
Chronostratigraphic Chart: 国際層序委員会ウェブ
サイト，v2022/10）で少し改訂されているが，大きくは違わないので，Haq（2014）の年代を用いるこ

相馬中村層群最上部小山田層（白亜紀最前期）の層序・堆積相・化石相とにする．ベリアシアンからオーテリビアンの部分を見ると，第２オーダーの長周期変動は，ベリアシ
アンに緩やかな上昇・下降があり，ベリアシアン前期の137.5 Ma付近まで下降が続いた後，やや急速な上昇に転じて，オーテリビアン後期まで続いている．
つまり，（1）緩やかな上昇期（145−142 Ma）→（2）
高位安定期（1 4 2−1 4 1 M a）→（3 ）急速な下降期（141−137.5 Ma）→（4）やや急速な上昇期（137.5−130 Ma）である．小山田層の推定堆積年代（ベリアシアン−バランギニアン）における第２オーダー
変動の振幅は50 m以内と見積もれる．そして，ベリ
アシアンとバランギニアンには，それぞれ４回の第３オーダーの短周期振動が示されており，その振幅は40−70 mの範囲となっている．
（1）から（3）まで
は６回，（4）のバランギニアンの部分が２回となる．
もし，第２オーダーと第３オーダーの振動が重なって増幅した場合には100 mを越える変動があり得るかもしれない．
小山田層の堆積相変化の傾向から，小山田層は富沢層堆積後の大規模な海進傾向の中で形成されており，海進初期には第３オーダーの短期的な海進，海退を繰り返しながら下部層を構成する３−４層の上方粗粒化ユニットが形成されたことがわかる．その後，外側陸棚以深で堆積した上部層をもたらした大規模な海進が想定される．もし，海水準変動曲線の第２オーダー変動に対応していたとみなすならば，小山田層をもたらした海進の時期は（ 4 ）の上昇期
前半のバランギニアン中頃以降が考えやすい．一方，前述した佐藤ほか（ 2 0 1 1 ）などのアンモナイ
ト・放散虫化石層序の推論である，「小山田層の主体がベリアシアンで，小山田層最上部が下部バラン
ギニアン」に基づくと，小山田層は（ 2 ）高位安定期から（3）急速な下降期に形成されたことになり，小山田層の堆積様式を考慮すると，汎世界的海水準変動を打ち消すような，地域的な堆積盆の大規模沈降を想定する必要がある．
いずれにしても，都丸ほか（2022）による，小山田層下部層からのバランギニアン前期を示す U - P b
年代（135.59±0.77 Ma）や上部層の炭素同位体比変動に見られたWeissert Eventに類似した正のシフトを含めた，総合的な検討が必要であろう．

蝦夷層群の同層準とされていた．最近，安藤・高橋（2017）や馬場（2017）が指摘しているように，東北地方の太平洋沖海底下には，非常に厚い白亜系の堆積物があり，その下限は白亜紀前期に及んでいる可能性がある．したがって，蝦夷堆積盆以前の堆積記録として小山田層は当時の日本列島における最前期白亜紀の堆積史や地質形成史を考える上で重要である．
研究地域南方の原町図幅内（久保ほか，1990）では，層厚300 mの頁岩からなる小山田層の分布が報告されており，本地域の小山田層上部層のシルト岩およびその上位層準とすれば，研究地域周辺には小山田層が広く厚く分布していた可能性があり，馬場（2 0 1 7 ）が示した下部白亜系の西方延長とみなすことが可能かもしれない．さらに，安藤ほか（2 0 2 2 ）で示したように，小山田層より下位の富沢層，中ノ沢層，栃窪層は整然と重なっており，相馬中村層群
全体では層厚が 1 0 0 0 m を越える．したがって，蝦夷堆積盆の時期より古い中期ジュラ紀から前期白亜紀にかけて，相馬中村層群や南部北上山地のジュラ系−下部白亜系を堆積させる前弧堆積盆が存在していたことが示唆される．

３ ）中期ジュラ紀から前期白亜紀の東北日本の堆積盆
鹿島沖から東北地方太平洋沖から北海道にかけて，
白亜紀−古第三紀前半に存在していた蝦夷堆積盆（Ando，2003；安藤，2006）における堆積開始は，陸上地層として記録された宮古層群のアプチアンや
−11−

まとめ
１．相馬中村層群小山田層は最大層厚約175 ｍが露出し，岩相から細粒砂岩が卓越し凝灰岩・凝灰質砂岩を伴う下部層と，シルト岩を主体とする上部層に細分できる．
２．小山田層下部層（層厚25－80 m）は，下位の河川成の富沢層に平坦な外洋波浪侵食面（ラビンメン
ト面）で重なる，内側陸棚−下部外浜成の生物擾乱
−ハンモック型斜交層理細粒砂岩を主体として，上部外浜成の中粒−粗粒砂岩を伴う．分布南半部の上部には，厚い（最厚部で約50 ｍ）凝灰質砂岩，細粒凝灰岩が発達する．上部層は外側陸棚−陸棚斜面成の均一な暗灰色シルト岩（最大層厚110 m）を主とする．
３．全体として一連の上方細粒化（海進）傾向を示しているが，下部層下半部には上方粗粒化（前進／海退性）堆積相累重が少なくとも３回繰り返している．
４．特定の層準から産する小山田層のアンモナイト
は，Kilianella, Thurmanniceras, Kilianiceras,
Neocosmocerasの４属で95％を占める単純な組成を示す．下部層の内側陸棚成塊状細粒砂岩層に多い傾向があり，堆積学的に濃集した可能性が指摘される．
５．小山田層下部層の二枚貝は，基底砂岩を含む下半部の幾つかの層準に幾らか密集した層をなすが，

安藤寿男・鈴木大河・田口翔太・平 宗雄・猪瀬弘瑛
Myophorella, Grammatodon, Astarte といった浅潜没型内生種が８割を越えている．産出頻度の小さい
上部層では，上記内生種のほか外生の Entolium が多い．
６．小山田層の堆積年代はアンモナイトと放散虫からベリアシアンから前期バランギニアンとされてきたが，最近報告された凝灰岩の U - P b 放射年代や海水準変動曲線との比較から，再検討する必要がでてきた．

謝辞
南相馬市博物館の二上文彦氏には所蔵標本の観察でお世話になり，相馬中村層群研究会の八巻安夫氏，荒好氏には現地情報の提供を受け，調査にも同行いただいた．また，福島県立博物館の竹谷陽二郎氏からは，貴重な情報の提供やコメントを受けた．本研
究は安藤に与えられたJSPS科研費17K05688および
21K0373により助成を受けた．以上の各氏，各機関に感謝の意を表する．
文献
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−14−

Bull. Fukushima Museum, no. 37, p. 1-18, March, 2023

Stratigraphy, sedimentary facies and biofacies of the Earliest
Cretaceous（Berriasian-Valanginian）Koyamada Formation of theSomanakamura Group in Fukushima Prefecture, Japan

Hisao Ando＊・Taiga Suzuki＊＊・Shouta Taguchi＊＊＊・
Muneo Taira＊＊＊＊ and Hiroki Inose＊＊＊＊＊

Abstract. The lithostratigraphy and distribution of the Lowest Cretaceous Koyamada Formation（maximum
thickness: about 1 7 5 m）of the Somanakamura Group were investigated, and the depositional environment
was estimated for the lower and upper members distinguished by lithology. The lower member consists ofshallow-water（inner shelf-upper shoreface）sandstone overlying the fluvial Tomizawa Formation with awave ravinement surface, and the upper acidic tuff and tuffaceous sandstone. The upper member is an outer
shelf-shelf slope facies composed of homogeneous dark gray siltstone. The formation shows a transgressive
upward trend, though the lower member constitutes at least three upward-coarsening facies successions
suggesting small-scale sea-level oscillations. Ammonoids of the Koyamada Formation are simple incomposition with four dominant genera accounting for 95%. Because ammonoids are common in massive finesandstone of the lower member, they may have been transported and redeposited into shallow-marine sandy
bottoms from habitat through sedimentary processes. Bivalves are somewhat accumulated in several layers
in the lower half of the lower member including the basal sandstone. Shallow-burrowing infaunal species
account for more than 8 0 % of the bivalves in the lower member. On the other hand, epifaunal species are
more frequent in the upper member. The sedimentary age of the Koyamada Formation previously
designated as Berriasian-early Valanginian should be reexamined based on a comparison with recently
reported U-Pb radiometric ages of tuff and global sea-level change curves.

図版説明
Explanations of Plates
図版 1 相馬中村層群小山田層下部層下半部の岩相層序を示す露頭パノラマ写真
楔マーク（太い方が粗粒）は上方粗粒化（C F S）・上方細粒化（F F S）堆積相累重．白四角と番号は他の図版での拡大写真の範囲．①−⑦は岩相ユニット番号．スケール：ブラシ・立ち鎌，1 . 2 ｍ，目盛は 1 0 cm ; ハンマ
ー，30 cm．凡例は図版１～３と共通．
Ａ．小山田層下部層下半部の凝灰質砂岩（層厚約 2 0 m）．ハンモック型斜交層理（HCS）や平行層理がよく発達．右端が小山田層下部層最下部層準．南山下（R4）林道沿い．
Ｂ．小山田層下部層の下半部上部の岩相．⑤ 凝灰質細粒砂岩および細粒凝灰岩，⑥ 凝灰質細粒 HCS 砂岩，⑦
塊状中粒砂岩．馬沢（R9）右岸．Cの下流側（上位）．
Ｃ．小山田層下部層の下半部下部の岩相．① HCS 細粒砂岩，② 塊状極細粒砂岩，③ 平行層理細粒砂岩，④ 塊状生物擾乱極細粒砂岩．右端の滝は富沢層（Tm）で，断層（Ft）で小山田層と接する．馬沢（R9）右岸．
Ｄ．小山田層基底のラビンメント面（RS）と下部層最下部の岩相．滝沢（R10）．Tm: 富沢層．① 基底が浅い
凹凸のあるラビンメント面をなす中粒砂岩，② HCS細粒砂岩，③ 塊状生物擾乱極細粒砂岩，④ HCS極細
粒−細粒砂岩・生物擾乱極細粒砂岩互層，⑤ HCS極細粒−細粒砂岩，⑥塊状生物擾乱極細粒−細粒砂岩．
MFS：最大海氾濫面（maximum flooding surface）＊

Ibaraki University ＊＊Educational Promotion Foundation of Chiba Prefecture, ＊＊＊Nakoso Technical Highschool
Research Association of the Somanakamura Group, ＊＊＊＊＊Fukushima Museum

＊＊＊＊

−15−

Hisao Ando, Taiga Suzuki, Shouta Taguchi, Muneo Taira and Yoshihiro Inose
Plate 1 Panoramic outcrop photos showing lithostratigraphic successions of the Koyamada Formation,
Somanakamura Group
Wedge-shaped triangles show coarsening-upward facies succession（CFS）and fining-upward facies
succession（FFS）． White quadrangles show photography ranges of enlarged photos on other plates. ①−⑦:
lithologic unit numbers. Scales: brush and scythe（1 2 0 cm long with marks every 1 0 cm）, hammer（3 0cm）. Legend applicable for all plates.
Ａ．Tuffaceous sandstone of the lower part of the Lower Member, Koyamada Formation（20 m thick）along
a forestry road in Minamiyamashita（R 4）. Hummocky cross-stratification（HCS）and parallel
stratification are conspicuous. The right end represents the lowest horizon of the Koyamada Formation.
Ｂ．Lithological succession of the upper lower half of the Lower Member, Koyamada Formation upper thanC along the right bank cliff at Umazawa（R 9）. ⑤ : Tuffaceous fine sandstone and fine tuff, ⑥ : HCS
tuffaceous fine sandstone, ⑦: Massive medium sandstone.
Ｃ．Lithological succession of the lower lower half of the Lower Member, Koyamada Formation lower thanB along the right bank of Umazawa（R 9）. ① : HCS fine sandstone, ② : Massive very fine sandstone, ③ :Parallel stratified fine sandstone, ④ : Bioturbated massive very fine sandstone. The Tomizawa
Formation in the right end cliff and small fall is in fault contact with the Koyamada Formation.
Ｄ．Lithological succession of the lowest part of the Lower Member, Koyamada Formation overlying theTomizawa Formation with a ravinement surface（RS）in Takizawa（R 1 0）. ① : Medium sandstone withshallowly undulated ravinement surface on the base, ② : HCS fine sandstone, ③ : Bioturbated massive
very fine sandstone, ④: alternating HCS very fine to fine sandstone and bioturbated very fine sandstone,⑤ HCS very fine to fine sandstone, ⑥ : Bioturbated massive very fine to fine sandstone. MFS: maximum
flooding surface.
図版 ２ 相馬中村層群富沢層最上部，小山田層下部層の岩相層序と特徴的堆積構造を示す露頭写真
Ａ．小山田層下部層の凝灰質細粒砂岩．HCSや平行層理がよく発達．位置は図版1A参照．南山下（R4）林道
沿い．
Ｂ．小山田層下部層の凝灰質細粒砂岩．HCSや平行層理がよく発達．位置は図版1B参照．馬沢（R9）．
Ｃ．小山田層下部層最下部（下限より数m上位）の岩相．① 粗粒−中粒砂岩，② 塊状極細粒砂岩，③ HCS細粒砂岩・塊状極細粒砂岩互層． 位置は図版1A参照．南山下（R4）林道沿い．
Ｄ．小山田層下部層基底の粗粒−中粒砂岩（層厚10数cm）の層理上面．□○は二枚貝Myophorella（Promyophorella）
orientalisの離弁殻の位置．図版3Fは□の拡大．この砂岩基底面はラビンメント面とみなされる．
南山下（R4）沢沿い．
E．Ｄの上方から見た地層上面の斜め断面．斜交層理上面の緩いうねりが見られる．
F．富沢層最上部のトラフ型斜交層理粗粒砂岩．Ｄ，Ｅの約10 m下位．南山下（R4）沢沿い）
G．富沢層最上部のアルコース質粗粒砂岩．滝沢（R10）．
Plate 2 Outcrop photos showing lithostratigraphic successions and characteristic sedimentary structuresof the uppermost Tomizawa Formation and the Lower Member, Koyamada Formation, Somanakamura Group
Ａ．Tuffaceous sandstone of the lower part of the Lower Member, Koyamada Formation with HCS andparallel stratification. Refer to Plate 1 A for photography position in the outcrop along a forestry road at
Mianamiyamashita（R4）.
Ｂ．Tuffaceous fine sandstone of the Lower Member, Koyamada Formation with conspicuous HCS andparallel stratification. Refer to Plate 1B for photography position at Umazawa（R9）.
Ｃ．Lithology of the lowest part（several meters above the base of the formation）, Lower Member,
Koyamada Formation. Refer to Plate 1 A for photography position along the forestry road at
Mianamiyamashita（R 4）. ① : coarse to medium sanstone, ② : Massive very fine sandstone, ③ :Alternating HCS fine sandstone and massive very fine sandstone.
Ｄ．Upper surface of coarse to medium sandstone（10 and several cm thick）at the base of the Lower Member,
Koyamada Formation along a valley at Minamiyamashita（R 4）. □○ marks show disarticulated valves−16−

Stratigraphy, sedimentary facies and biofacies of the Earliest Cretaceous（Berriasian-Valanginian）
Koyamada Formation of the Somanakamura Group in Fukushima Prefecture, Japanof Myophorella（Promyophorella）orientalis．The □-marked part is enlarged in Plate 3F.
Ｅ．Oblique sectional view of D showing shallow undulation of the upper surface of the basal sandstone of
the Koyamada Formation.
Ｆ．Trough cross-stratified coarse sandstone of the uppermost Tomizawa Formation situated at about 1 0 m
lower than D and E along a valley at Minamiyamashita（R4）.
Ｇ．Main lithology of arkosic coarse sandstone in the Tomizawa Formation at Takizawa（R10）.
図版 ３ 相馬中村層群小山田層の岩相層序と特徴的堆積構造を示す露頭写真
Ａ．小山田層下部層（凝灰岩：Lower M.）−上部層（単調な暗灰色シルト岩：Upper Member）境界．滝沢（R10）
Ｂ．小山田層上部層の暗灰色シルト岩．馬沢（R9）林道沿い．
Ｃ．小山田層下部層上部の細−中層理細粒−粗粒凝灰岩．層厚約20 m．隠町溜池（R8）．
Ｄ．小山田層下部層上部の中−厚層理細粒−粗粒凝灰岩．層厚約10 m．Ｃの数m下位．隠町溜池（R8）．
Ｅ．小山田層下部層下部の塊状生物擾乱極細粒砂岩．図版 1 C の岩相ユニット④上部のアンモナイト，二枚貝
化石層準．馬沢（R9）右岸．
Ｆ．小山田層基底砂岩上面の Myophorella（Promyophorella）orientalis の離弁散在殻．地層面上の位置は図版
2D参照．
Ｇ．小山田層下部層中部の① 中~粗粒砂岩と② 細粒砂岩．安倉沢（R1）．①上面にMyophorella（Promyophorella）
orientalisの離弁殻（○）が含まれる．
H．Gの①上面のMyophorella（Promyophorella）orientalisの離弁殻．
Plate 3 Outcrop photos showing lithostratigraphic successions and characteristic sedimentary structuresof the Koyamada Formation, Somanakamura Group
Ａ．Boundary between the Lower（tuff）and Upper（monotonous dark gray siltstone）members of theKoyamada Formation at Takizawa（R10）.
Ｂ．Dark gray siltstone along a forestry road at Umazawa（R9）.
Ｃ．Thin- to medium-bedded fine to coarse tuff approximately 20 m thick at Kakuremachi Pond（R8）.
Ｄ．Medium- to thick-bedded fine to coarse tuff approximately 1 0 m thick upper than C with a few meters
break at Kakuremachi Pond（R8）.
Ｅ．Bioturbated massive very fine sandstone bearing ammonoids and bivalves in the lower part of theLower Member（upper part of Unit ④ on Plate 1 C）, Koyamada Formation along the right bank ofUmazawa（R9）.
Ｆ．Disarticulated valves of Myophorella（Promyophorella）orientalis on the upper surface of the basal
coarse sandstone of the Koyamada Formation. Refer to Plate 2D for the position within the outcrop.
Ｇ．Medium to coarse（①）and fine（②）sandstone in the middle part of the Lower Member, Koyamada
Formation at Yasukurazawa（R 1）. White circle shows the position of a disarticulated valve ofMyophorella（Promyophorella）orientalis on the upper surface of ①.
Ｈ．Enlargement of a disarticulated Myophorella（Promyophorella）orientalis in the white circle on G．
図版 ４ 小山田層から産出した化石
スケール：1 cm．
Fig. 1a. b. c. Neocosmoceras akiyamae（Sato, 1961）
外型雌型のシリコン樹脂キャスト．灰色部は破損部を表す．産地：馬沢（R9）．南相馬市博物館 標本番号MM000962．1a. 右側面. 1b. 左側面（aの反対側），白塗り三角マークは1cのマークと対応. 1c. 腹部．1bの白枠三角マークの右上方向から撮影．成長方向が上奥側．
Fig. 2. Kilianella sp.
左側面外型雌型のシリコン樹脂キャスト．産地：馬沢（R 9）．高橋治之氏（茨城大学名誉教授）採集．南相馬市博物館 標本番号 MM000963．
Fig. 3. Dalmasiceras muneoi Sato and Taketani, 2008−17−

Hisao Ando, Taiga Suzuki, Shouta Taguchi, Muneo Taira and Yoshihiro Inose
左側面外形雌型のシリコン樹脂キャスト．産地：馬沢．高橋治之氏（茨城大学名誉教授）採集．南相馬市
博物館 標本番号 MM000964．
Fig. 4 Heminautilus sp.
左側面外形雌型破片のシリコン樹脂キャスト．産地：馬沢（R9）．南相馬市博物館 標本番号 MM000965．
Fig. 5. Entolium kimurai Tamura, 1959
左殻外型．上部は殻が剥がれ内形雌型となっている．産地：馬沢（R 9）．南相馬市博物館 標本番号MM000966．
Fig.6. Entolium kimurai Tamura, 1959
右殻外型．産地：南山下（R4）．南相馬市博物館 標本番号 MM000967．
Fig. 7. Myophorella（Promyophorella）orientalis（Kobayashi and Tamura, 1955）
右 殻 外 形 雌 型 の シ リ コ ン キ ャ ス ト． 産 地： 馬 沢（R 9）． 平 宗 雄 氏 採 集． 南 相 馬 市 博 物 館 標 本 番 号
MM000968．
Fig. 8. Protocardia tosensis Kimura, 1956
左殻外型．産地：馬沢（R9）．南相馬市博物館 標本番号 MM000969．
Plate 4 Fossils from the Koyamada Formation, Somanakamura Group
Scale: 1cm. Register numbers（MM….）are designated for samples reposited in Minamisoma City Museum.
Fig. 1a. b. c. Neocosmoceras akiyamae（Sato, 1961）
Silicon resin cast extracted from outer shell mold. Gray shaded areas indicate broken parts. Locality:
Umazawa（R 9）.MM 0 0 0 9 6 2．1 a. right whorl flank. 1 b. left whorl flank（other side of 1 a）.White arrowcorresponds to the same mark on 1 c, and white framed arrow indicates the photographing direction of
1c. 1c. ventral surface. The upper other side indicates the growth direction of whorl.
Fig. 2. Kilianella sp.
Silicon resin cast extracted from left outer shell mold. Locality: Umazawa（R9）. Collected by Emer. Prof.
Haruyuki Takahashi, Ibaraki University. MM000963.
Fig. 3. Dalmasiceras muneoi Sato and Taketani, 2008
Silicon resin cast extracted from left outer shell mold. Locality: Umazawa（R9）. Collected by Emer. Prof.
Haruyuki Takahashi, Ibaraki University. MM000964.
Fig. 4 Heminautilus sp.
Silicon resin cast extracted from left outer shell mold. Locality: Umazawa（R9）.MM000965.
Fig. 5. Entolium kimurai Tamura, 1959
Outer surface of left valve. Locality: Umazawa（R 9）.The upper half equivalent to the juvenile stage is amold of the inner shell surface due to breakage of very thin shell material. Locality: Umazawa（R 9）.
MM000966.
Fig. 6. Entolium kimurai Tamura, 1959
Outer surface of right valve. Locality: South Yamashita（R4）.MM000967.
Fig. 7. Myophorella（Promyophorella）orientalis（Kobayashi and Tamura, 1955）
Silicon resin cast extracted from outer mold of right valve. Locality: Umazawa（R 9）. Collected by
Muneo Taira. MM000968.
Fig. 8. Protocardia tosensis Kimura, 1956
Outer surface of left valve. Locality: Umazawa（R9）.MM000969.

−18−

相馬中村層群最上部小山田層（白亜紀最前期）の層序・堆積相・化石相

図版 1

Plate 1

A

CFS3

B

2B

C
Tm

3E
Ft

D

安藤寿男・鈴木大河・田口翔太・平 宗雄・猪瀬弘瑛

図版 2

Plate 2

A

B

C

D

E

F

G

相馬中村層群最上部小山田層（白亜紀最前期）の層序・堆積相・化石相

図版 3

Plate 3

B

A

C

D

E
F

G
H

安藤寿男・鈴木大河・田口翔太・平 宗雄・猪瀬弘瑛

図版 4

Plate 4