令和３年度糸魚川ジオパーク学術研究奨励事業
研究概要№１

千葉響（新潟大学）【研究の名称】糸魚川―静岡構造線の糸魚川地域における挙動と構造発達史の考察【研究テーマ】
新 潟 県 糸 魚 川 市 フ ォ ッ サ マ グ ナ パ ー ク に は 糸 魚 川 -静 岡 構 造 線 の 最 北 部 を 構 成 する横川断層が露出する 。 横川断層は西側に先新第三系 、東側に新第三系が分布する
東落ちの上下成分を伴う左横ずれ断層とされ 、活動時期は山本層堆積以前から 今井層の堆積後かつ 、 後期中新統中新世から前期鮮新世にかけて活動したと考えられて
い る(長森ほか 、2010)。 ただし 、現在は活動していないため初期の断層活動履歴を観察すること ができる 。 本研究では 、横川断層の活動史を解明することを目的とする。

【研究内容】
本研究では横川断層の活動史を解明するために地表踏査 、断層岩や断層岩の原岩観察、X線回折測定を行った 。特に、断層岩やその原岩の観察には研磨片や偏光顕微鏡、SEM-EDS、X線CTを用いて観察を行った 。

【研究のまとめ】
断層岩組織、姿勢・センス、切断関係から3つのステージに区分した 。Stage1においてNE-SW走向、垂直もしくは高角SE傾斜の正断層成分を持つ左横ずれ断層が活動した 。 この時 、 先新第三系と新第三系はこの断層で 接した 。Stage 2では NE-SW走 向、
SE傾 斜 で 正 断 層 成 分 を 持 つ 右 横 ず れ 断 層 が 活 動 し 、 Stage 3と し て ENE-WSW走 向 SSE
傾斜で逆断層成分を持つ右横ずれ断層が活動した 。

【参考資料】
長森英明・竹内誠・古川竜太・中澤努・中野俊 、 2010、 小滝地域の地質 、 地質 調
査総合センター、pp.31-35、66-69、130№２髙橋啓太（新潟大学理学部地質科学プログラム ）【研究の名称】糸魚川西部地域に分布する中生界における地質学的・古生物学的研究【研究テーマ】
新潟県糸魚川市小滝川流域に分布 する中生界の層序及び地質構造の解明【研究内容】
本研究は新潟大学松岡研究室で 2010 年より継続的に行っているグループ研究であ る 。本 研 究 グループはこれまでに 糸魚川の中生界の地史について重点的に調 査を実 施 し、そ の活動報告より糸魚川地 域に分布する中生界の意義を内外にアピー ルして き た。本 研究グループでは 、 調査の成果として７編の論文を公表し 、4 回の学会発表を行った 。本研究は 、糸魚川の 中生界の地史（層位関係 、 生態系 、堆積環 境、後背地など）の解明を目指している 。本年度は、糸魚川市西部に分布する中生 界下部ジュラ系 来馬層群とペルム系小滝層を対象に 、地質学的な野外調査を行う 。 それに並行して 、室内作業として岩石の薄片による詳細な観察を行う。

【研究のまとめ】
小滝地域および大所地域の来馬層群の堆積環境は 、網状河川 、 蛇行河川 、エスチ
ュアリーがみられる 。大所地域の砂岩組成を測定した試料は 、 すべて網状河川または蛇行河川で形成された砂岩であった 。これらの砂岩組成は 、 上部層に向かって大局 的 にQm が 増加する 。 しかしながら 、 大所川層下部から中部にかけては 、Qm の値が減少する。砂岩組成を測定した試料は ,網状河川または蛇行河川で形 成された砂岩
で あ り、堆 積環境による組成変化は 少ないと推定される 。よって 、大所川層下部から中部にかけての 、Qm の値の減少は、後背地のテクトニックセッティングが強く関与していると解釈できる 。

№３樋口絢渉（立正大学大学院地球環境科学研究科）【研究の名称】
新潟焼山火山のマグマ混合に関する研究【研究テーマ】
斜長石の化学組成を用いてマグマ混合様式について検討する【研究内容】
本研究の対象である新潟焼山は 、潟県南西部に位置する活火山であり 、 妙高火山群の中では最も新しく 、 火山列最北 端に位置する成層火山でもある（早津 、2008）。
そ の 活 動 は 早 津(2008)、 早川ほか(2011)、酒井ほか(2014)により第 １期から第 ５期に区分される。ファイズ・石崎(202)によって新潟焼山の誕生は約 5000 年前であったと報告されている 。
岩石学的研究は第 ３期から第 ５期の噴出物を対象に行われている （例えば小 林 ・石崎、2013、2014、吉田・斉藤、2019)。これまでの先行研究は第 ３期から第５期 の火山活動に関する検討がほとんどであり 、第１期から第 ５期の活動を包括的に取り扱った検討は行われてい ない。
そのため本論では第 ２ 期を除く第 １期から第 ５期噴出物の全岩化学組成 、 鉱物 組成をもとに新潟焼山の誕生から現在までのマグマプロセスについて包括的な検討 を行う。

【研究のまとめ】
試料と鏡下観察
野外調査によって第 １ 期と第 ３期から第 ５ 期に対応する試料の採取を行った 。 な
お 、 第２期 の噴出物は降下火山灰し か見つかっておらず 、マグマの本質物質となる岩石は採取されていない 。採取された試料は玄武岩質岩、安山岩質岩、斑岩、ドレライトである。
玄武岩質岩・安山岩質岩の斑晶の組み合わせは斜長石単斜輝石 ＋斜方輝石 ＋不 透
明 鉱 物 ±カンラン石±普通角閃石であり 、カンラン石と普通 角閃石の有無が試 料 によりことなる 。また斜長石斑晶には汚濁帯をもつものがみられ 、 汚濁をもつ斜長石は第１期・第３期に対し第４期・第５期の試料の方が少なくなる傾向がある 。

斑岩とドレライトは第 １期の試料にそれぞれ １つ含まれており 、斑岩は斜長石 ＋石 英 ＋普 通 角 閃石＋黒雲母＋不透明 鉱物が斑晶として含まれ 、 ドレライトは斜長石＋石英＋普通角閃石 ＋黒雲母＋不透明鉱物が斑晶として含まれる。

全岩化学分析
第１期の噴出物のSiO₂量は58.08 wt%〜63.87 wt%、斑岩は63.55 wt%、ドレライトは 50.65wt%を示す 。 また 、第３ 期の噴出物の SiO₂量は59.25wt%〜 63.87wt%を示 し てい る 。 第４ 期の噴出物は SiO₂量にお いて58.59wt%〜62.51wt%の組成差を示し 、第 ５期 の 噴 出 物 はSiO₂量60.20wt%〜60.90wt%の組成差をもっており 、 第１期から第 ５ 期にかけ組成幅が狭くなる傾向がみられる 。

鉱物分析
斜長石のコアからリムにかけての分析結果を図 １に示す。分析された斜長石の内 、汚濁帯のあるものを D-Pl、汚濁帯の無いものをC-Plとし、さらにC-Plの内 、コアのAn成分が高いものを C-Pl高An型 、コアの An成分が低いものを C-Pl低A型と分類した 。
また一部の斜長石には 、 成長段階で別の斜長石を取り込んだものが観察され 、 取り込まれた斜長石を図では青丸で囲っている 。
加えて普通角閃石の組成について分析を行った 。分析個所は斑晶のリム 、 また はリムでオパサイト化が進んでいた場合はそのすぐ内側の組成を測定した 。 分析結果をもとに、温度をFilippo(2021)から、圧力をRidolfi and Renzulli(2012)から求め、
図 ２ に圧力と温度の関係を 示した 。その結果 、第１ 期・第３期に対し第 ４ 期・ 第５期のマグマの方が，温度の最小値が低いことが明らかになった．

考察
今 回 は、新潟焼山のマグマプロセ スを検討するため 、試料数が多く、活動期 内 および活動期ごとに比較できる玄武岩質岩 、安山岩質岩に絞って議論を行う 。また小林 ・ 石 崎(2013、2014)の考えを踏襲して下部に高温の玄武岩質マグマ 、 上部に 低 温のデイサイト質マグマが存在すると仮定して議論を行う 。
初めに玄武岩質マグマの性質を検討するために斜長石の分析結果を整理すると 、D-Plがマグマ混合の影響を受けており 、C-Pl低An型はマグマ混合後に形成され 、C-Pl
高An型はマグマ混合の端成分である玄武岩質マグマに含まれていたと考えられる 。
図１ に示すように 、斜長石の An成分に注目すると 、第１ 期・第 ３期の斜長石にはAn90台のものが含まれるのに対し 、第４ 期・第 ５期になると最大でAn85％台の斜長石しかみられない 。また 、第５ 期の試料にカンラン石が含まれないことも含めて考えると貫入してくる玄武岩質マグマが分化したと考えられる 。
Ridolfi and Renzulli(2012)によって求め られた圧力からマ グマが存在して い た深さを求めた 。その結果 、マグマ溜 まりの深さは活動期ごとに変化しておらず 、約５ ～ ６kmに マグマ溜まりが存在して いたと推定される 。フォッサマグナに堆積する新第三系の厚さも約 6kmであることから 、新潟焼山のデイサイト質マグマ溜まりは 、新第三系の下限に存在していると推定される 。
また活動期ごとの、D-PlとC-Plの割合をみると、第１期・第 ３期に対して第 ４ 期 ・第 ５ 期のD-Plの割合が少ない傾向がある 。加えて 、マグマの温度も第 １期から 第 ５期にかけて低下する傾向がみられる 。そのため貫入 してくる玄武岩質マグマの量が減少していたと考えられる 。
ファイズ・石崎 (2019、2020)による新潟焼山と妙高火山の噴火史の検討から 、新潟焼山が誕生した5000年前以降も妙高火山の活動があった可能性が示唆されており 、約5000年前は新潟焼山や妙高火山の火山活動が活発だった可能性が考えられる 。 その た め、新 潟焼山の第 １ 期のマグマプロセスと 、妙高火山の最終活動期のマグ マプロセスの関係性を検討することで 、第四紀の北部フォッサマグナ地域のマグマ活動についても明らかにできると考える 。

図１

斜長石のコアからリムにかけての組成変化

図２

普通角閃石の化学組成から求めた温度と圧力と深さの間系【参考資料】
ファイズ・石崎(2019) 日本火山学会講演予稿集 , p.153
ファイズ・石崎(2020) 日本火山学会講演予稿集 , p.75
Filippo, R. (2021) Minerals 2021, p.324
早川ほか(2011) 地学雑誌, pp.120, 536-546．
早津(2008) 実業公報社, p.424
小林・石崎(2013) 日本火山学会講演予稿集 , p.118
小林・石崎(2014) 日本火山学会講演予稿集 , p.181
Ridolfi and Renzulli (2012) Contributions to Mineralogy and Petrology.
pp.163,877–895.
酒井ほか(2014) 自然災害科学, pp.33, 221-232．
吉田・斉藤(2019) 日本火山学会講演予稿集 , p.151.

№４

相場菜摘（新潟大学地学部地質化学プログラム ）【研究の名称】
地すべり移動体の流化 : 2021年3月3日に発生した新潟県糸魚川市来海沢地すべりの例【研究テーマ】
来海沢地すべりは、地すべり規模に 対して土砂移動距離が長く、長距離の流動をしていること 特徴してあげられる。
地すべり移動体が長距離移動する要因には，基岩地質や風化土層の流動化特性として， 土砂の 強度・コンシステンシー・粒度分布・含水比・鉱物組成が，地形条件として斜面の傾斜や流下経路の形状が，水文・気象条件として融雪水量や地下水の集範囲などがあげられる。
本研究では，地質及び土質の特徴を明らかにし，長距離移動の要因の１つである土砂の流動化プロセスを 明らかにすこと研究の 目的とした。
【研究内容】
野外 調査 では、 地形・ 地質調査と 土質試験用の料 採取を行った。
土質試験については 土壌硬度・針貫入試験 、液性・塑性 限界試験 、透水試験 、粒度試験 を実施した。

・野外 調査の結果
現地に露出する斜面堆積物（崩土）・風化シルト岩・未風化シルト岩を観察した。
崩土は、泥岩・シルト岩を基質とし、泥岩礫・火山岩礫を含む。風化シルト岩は弱風化と強風化に細分化でき、弱風化シルト岩は灰色で亀裂が発達し 、強風化泥岩は黄褐色で礫が混在する。未風化シルト岩は、暗灰色の塊状砂質シルト岩及び細粒砂岩・シルト岩互層で、スレーキングしている箇所も確認 できた。地すべりからの流出土砂である泥濘状の泥流堆積物も観察した。水分は長期間保持されており、発生か ら ８ヶ 月 以 上が経過した10月調査 の時点でも、掘り返すと非常に水分富む泥 濘状であった。
地質調査および土質試験の結果を整理して、岩相及び土質性質総括表を作成した(表-1)。

・土質試験の結果
土壌硬度・針貫入試験の結果、本地すべり地の泥岩層や崩土においては、土壌硬度試験結果（支持強度に換算）と針貫入試験結果（一軸圧縮強度に換算）に強い相関関係が示された(図-1）。これにより、支持強度のみ得られた土層において も 試 験
結果を一軸圧縮強度に変換でき、それぞれの岩相の強度を比較できるようになった 。
得られた一軸圧縮強度には、風化シルト岩と未風化シルト岩の間に大きな較差が認められた（表-1）。この結果は新潟県の調査によって推定されたすべり面と矛盾しない。
表-１ 地質及び土質性状総括表

液性・塑性限界試験により、来海沢地すべり地の崩土・風化シルト岩・未風化 シルト岩・泥流堆積物のどれもが比較的低い液性限界を持つ結果（表 -1）を得た 。また塑性図を作成したところ、いずれもＡ線付近にプロットされ、石田ほか （2018）などによる周辺の長距離移動型地すべり（真木・釜沢など）と類似の傾 向が確認できた。
透水試験の結果、来海沢地すべりの崩土・風化シルト岩・未風化シルト岩・泥 流堆積物はどれも 低い 透水係数を 有するが、中でも泥流堆積物は風化シルト岩 と比べて も ２桁 ほ ど 透水係数が低い結果 （表-1）と なった。低い透水係数 によっ て、土砂から水が分離されに くく、液体状が保持されやすい と考えられる。
粒度試験を行い、粒径加積曲線 （図-2）を作成した結果、崩土の基質部分及び 風化シルト岩に ついて 、２ つの卓越する粒径範囲もつ特徴的な 形状が確認できた （図-2B・C）。これは、石田ほか（2018）による周辺の長距離移動型地すべりの 崩土の基質部分にも 認められる （図-2A）。一方で、泥流堆積物には、卓越する粒 径範囲 が認

め ら れな か っ た（図 -2D）。崩土や風化シルト岩 からなる流出土砂は長距離を移動する過程で粒子破砕を 起こしたと 考えられる。

図-1 土壌硬度試験結果と針貫 入試験結果の相関

図-2 粒径加積曲線

【研究のまとめ】
１．液性限界・塑性限界試験の結果，来海沢地すべりの土は少ない含水比で液性限界に至る。
２．泥流堆積物は風化シルト岩と比べて、透水係数が２ 桁小さく 、水が分離 さ れにくいため、液体状を保ちやすい。
以 上のことから、来海沢地すべりの土は 比較的少ない水量でも 液体状に なり や すく 、 さら に 、 低い透水性により 土砂と水が分離されにくいため 、 長期間にわた って泥濘状態が 保持されたと考えら れる。
３．土砂が 流下する過程で粒子破砕 による 細粒分が増加 のため に、さ らに水 分 が保持されやすくなり 、緩慢な傾斜になってからも長距離を移動した。
【参考資料】
石田孝司・金澤瑛・丸山清輝・石川茂・平松晋也 , 2018, 「糸魚川市海川流域の 2箇所で発生 した地す べりの特徴 と移動体 土質性状 」 第67回平成 30年度砂防学 会
研究発表概要集, pp513-514.
土 木 学 会, 2015, 「 土質試験の てびき (第三版 )」公益社 団 法人土木学会 ・丸善 出版株式会社, pp25-40.
長森英明・ 古川竜 太 ・竹内誠・ 中澤努 , 2018, 「糸魚川地域 の地質 」地 域地質研究報告(5万分の1地質図幅), pp21-45.
新潟県地すべり対策研究会，2021, 「2021年3月3日 新潟県糸魚川市来海沢地区 で発生した融雪地すべり (速報)」日本地すべり学会誌, pp58, 41-46.

№５

青木綾乃（新潟大学自然科学研究科）【研究の名称】糸魚川市蓮華温泉周辺と大所流域での地すべり分布 とその特徴解明【研究テーマ】
糸魚川市蓮華温泉周辺における 、リモートセンシングを用いた 、滑動する地すべりのモニタリング手法適用と課題【研究内容】
大所川流域は、糸魚川-静岡構造線の西縁に位置し 、地殻が変成・構造運動に よ る
山体深部の破砕により 、地すべり性崩壊地が多く確認されている（針生ほ か、2003）。
大規模な土砂移動現象による被害を防止するには 、地すべりや崩落などの表 層 や深層の斜面崩壊を早期に把握する必要があるが 、地すべりの滑動状態を知 ることや滑動する地すべりに対して、継続的に現地で観測することは難しい（神山ほか、2015）。そのため、斜面災害を面的にかつ効率的なモニタリングする手 法として、マイ ク ロ 波 デ ー タ を 利 用 し た 差 分 干 渉 SAR解 析 な ど の リ モ ー ト セ ン シ ン グ が 注 目 さ れている（林野庁 、 2020）。 しかしながら 、山岳地域での差分干 渉SAR解析法の適 用 については 、 衛星のマイクロ波照射角度や照射方向により すべて の地すべりが検出できないなどの問題があり 、それらを十分考慮せずに 使用されている現状があ る。
そ こ で、本研究では 、 リモートセンシングによる山岳地域での地すべりモニタ リングに最適な手法を見出すため 、多くの地すべり地形が発達する大所川流域 において、差分干渉SAR解析と航空レーザー測量データのイメージマッチング 解析を用いて、現在滑動する地すべりの検出を試みた 。また 、今回リモートセン シングで 得られた地すべりの移動量を検証 するた め、現調査GNSS測量を実施した。

【研究のまとめ】✓GNSS測 量: 2021年 ９月14日～10月７日までの ２時期で観測きた地点では １点 の みで あ り、23日間で 12㎝の移動が確認された 。この地点は白高 地沢の地すべり内でも移動量が大きいと 予測される地点である 。今年度の観 測地点と同じ地点で来年度、再計測をすることにより 、１年間の地すべり移動量を検出する 。
✓UAV (ド ロ ーン)撮影 UAV空撮画像 から作成したオルソ補正は衛星画像や航空 レ ー
ザー 測量では捉えられない 30㎝ほどの礫を捉えていた 。 また、 地すべり上の凹地

に複数地点で水が溜まっていることも確認できた 。そのため 、 UAVによる撮 影 を来年度も実施することで、２時期での地すべり面的な変化を観測する予定であ る 。
✓ 地すべりの踏 査: 地すべりの活動域と不動域の境界に発達する水路を確認し た。
ま た、地 すべりの移動量が大きいところでは 、植生が発達しておらず 、砂礫 に よる崖が形成されていた 。
✓ 差分干渉 SAR解析・航空レーザーデータ解析 : 両手法から検出された地 表面変動の候補地をプロットした 。地表面 変動域は大所川の流域全体に分布し ていた 。 また 、地すべりの検出にお差分干渉 SAR解析は 、航空レー ザー測量データでは検出できないような小さい変動を 捉えることができる とわかった 。 一方で 、航空 レ ーザー 測量は差分干渉 SAR解析で検出が 難しい傾斜が急な箇所の地すべりや移動量が大きい地すべりの検出に適し ていることが示唆された。
✓ 過去の空中写真 : 1976年～2019年の地すべり移動量と 2011年～2019年の地す べ りの移動量を同一点が特定できる場所で比較したところ 、 白高地沢 の地すべりの下流 部 で は、移動速度に大きな変化はなく 、 一方、 上流部では 、 2011年～2019年 で移動量が大きかった 。 速度が大きい上流部では 、航空レ ーザー 測量デ ータの 標 高値の差分から 、滑落崖周辺からの土砂供給が あるこ とが考えられ 、地すべり の 移動量に影響を及ぼした 可能性が ある。

【参考資料】
大所地すべりの発生機構とそ の挙動(針生ほか, 2003).
干渉 SAR解析による斜面の微小変動の把握 (神山ほか, 2015).
山地保全調査委託事業 報告書(林野庁，2020).