フィッション・トラック

ニュースレター

第22号

64-67

2009年

新潟県魚沼層群中のSK030に含まれるジルコンの双晶について
村松敏雄*

Twin of zircon included in SK030 of Uonuma Formation
distributed over Niigata Prefecture
Toshio Muramatsu** 新潟市立高志高等学校

はじめに形として晶出ことが多い．化学成分がZrSiO4であ

新潟県には新第三紀から第四紀にかけての海成り，きわめて安定しているため変質することもな層が厚く堆積し，その中で第四紀前期の魚沼層く最後まで自形のまま残留する．ジルコンの形状群は新潟県中央部に広く分布している．魚沼層群については多くの結晶面を持つことから複雑でいは厚い海成層と共に多くの凝灰岩を含んいる．

ろいろなに分類さこの凝灰岩には,広域凝灰岩が何枚か含まれていれて い る ． ジ ル コ

る．その中で魚沼層中部と上部の境界付近に見ンの理想的な結晶られるSK030(通称チンタフ)は層厚約 2ｍあるは 図 １ に 示 さ れてタービダイト状の特徴的なパミス凝灰岩であり，いるように柱面で群馬､長野,新潟にまで分布する広域凝灰岩のひとあるｍ面 (110),ａつである．年代では，貝化石，有孔虫，ナンノプ

面(100)の2種類が8ランクトン，古地磁気などにより1.1 maが報告

面と，錐面であるされ更新世前期のものとされている．筆者もフィｐ面 (101),ｘ面ション･トラック法による年代測定でほぼ同じ値( 211) の24 面を持が得られている(表1)．SK030はパミスを含む酸

つ長柱〜短柱の正方晶系に属する鉱物であ性質な凝灰岩であり,その中で，菫青石やカミンる．Pupin

グトン閃石などの珍しい鉱物を含んでいる．ま

給源の化学成分と形成温度による錐面の変化にた,副造岩鉱物鉱物として微量ながらジルコンをよるものとし64通りに分類しているが，筆者は含んでいるが,その鉱物に特異な形態（双晶）を実際に多くあらわれる形状を図２に示した通り4持つことが観察されたので,そのことについて報タイプ６種類に分類し，SK030のジルコンの形状告する．の特徴を調べた．その結果を表１に示してある．

図１. ジルコンの理想形状(1985)によれば，形状の違いは供それによるとａ面が発達しｍ面が全く見られな試料の処理法

いＢタイプがほとんどで，他にｐ,ｘ面の発達しSK030は新潟県内の広い範囲で分布しているた

たDaタイプやCaタイプがわずか見られる程度でめ，県内の中越地域に多くの露頭で観察されていある．参考までにSK030の下位にあるSK110(三る．今回は十日町市川西町木島川から試料を採色タフ)及び上位にある苛島タフのジルコンの形取し，フィション･トラック法で行われているジ状を同じような方法で分類した結果を同じ表にルコンの摘出と同じ方法で，きるだけ多くのジルコン粒子を取り出した．得られたジルコンを実体
顕微鏡下で手選し，結晶がはっきりしている粒子を，スライドガラスに並べグリセリンで固定した
あと，偏光顕微鏡（400倍）で観察した．
ジルコンの形状
ジルコンは副造岩鉱物として酸性の火成岩や凝図２. ジルコンの形状の分類図

灰岩に含まれており，早期晶出鉱物であるため自64表１

十日町市川西町SK030凝灰岩のＦ.Ｔ年代

sample-namezircon

ρs (Ns)ρi (Ni)ρd (Nd)Pl(χ2)

U content

SK030-tuff

85

0.75 (277)

1.86 (6871)

7.607 (365437.9316

F.T age(Ma)1.100.1

ρs：自発飛跡密度（10５/cm２）, Ｎs：自発飛跡総数， ρi：誘発飛跡密度（10６/cm２）,Ｎi：誘発飛跡総数，ζ=374.2
ρd：962a誘発飛跡密度（10４/cm２）,Ｎd：962a誘発飛跡総数，P(χ2)：カイ２乗検定，U含有量：ppm

表２ ジルコンの形状分類表（数値は％）
Ｃ typeたない群晶や二つの結晶が機械的に平行或いはTuff-ＡＢ

nametypetypeCaCmDaDm

SK030

0904060SK11044224543Irajima

72561223それに近い角度で並んでいたり，また同一結晶内Ｄ typeで先端が二つに分かれているような平行連晶などは双晶として扱われていない．
SK030のジルコンの双晶は，詳しく観察すると多種多様な形を示しどれ一つ同じものが見つからない．そこで，はっきりとした双晶の見られるジルコンを整理して大きく二つのグループに分け示してあるが，明らかに形状の違いが見られる．

ることにした．一つは図４〜図７で見られるよSK030のジルコンには，長柱状の結晶の他に双うに扇状に二つの結晶が結合してできた双晶と図晶を伴った扁平なジルコンが見られ事が最近知ら

８〜図12で見られるように一つの結晶に複数のれるようになってきた．扁平で双晶を示すジルコ結晶がクサビ状に入り込みできた双晶である．

ンは上で述べたＢタイプの結晶の一部で､ｍ面が前者を「扇型双晶」，後者を「クサビ型双晶」

全く見られず，ａ面が大きく発達したものであ（いずれも仮称）と呼ぶ事にした．

る．このような扁平な双晶を持ったジルコンを含む凝灰岩及び火成岩はに珍しいものとされており,今のところ新潟県内では，SK030と阿賀野川流域に見られる沼沢パミス凝灰岩だけである．

図３. ジルコンに見られる群晶と連晶

今まで，ジルコンの双晶についての研究はほとん
どなされていないが，寺崎(1985)が沼沢パミス凝扇型双晶灰岩について報告している．今回報告するSK030にも類似した双晶を伴ったジルコン多く含まれて扇型双晶は図４，５で模式図に示したように，いる．そこで，今回はできるだけ多くのジルコン柱面ａ面(110)が大きく発達した扁平な二つの結を取り出し，双晶の詳しい形態を観察した．

晶が双晶面を境に面対称として扇状の形態として観察される．このとき両者の結晶軸(ｃ軸)は115になっており，また結晶軸と双晶面とは約57 でジルコンの双晶大量の試料を処理し，得られたジルコンから結接して双晶を形成している．このときの双晶形状晶のきれいな粒子を約1000個を摘出して長柱状は水晶に見られる「日本式双晶」に類似してい結晶，扁平結晶，双晶結晶の割合や形態の観察る．この扇型双晶はさらに形状の違いから二つを行った．その結果，長柱状結晶，扁平結晶，のタイプに分類した．タイプⅠの双晶は図４の①双晶結晶の割合は約40％，20 ％，40％となり，にあるように下側の錐面にｘ面の発達した扁平ジルコンの半分近くが双晶であることがわかっなジルコンが点線の部が65 閉じることによりそた．また，双晶については100粒子をえらんで厚の面が双晶面となって②のような双晶が形成されさを求めたが,ほとんどが20〜30μに集中した．

たように見える．また上側のａ面(110)が115 でさらに，それらの結晶の扁平率（厚さ(ａ軸)／短交わっており，下側の錐面(ｘ面)では外側の角度径(ｂ軸))を求めたが0.15〜0.25に集中した．

が170 になっている．ジルコンの双晶は模式的一般的に，双晶の特徴は複数の結晶が一定の結には②のように左右対称（面対称）になっている

晶学的方位の一部を共有しながら規則的に結合が，顕微鏡下で観察されるタイプⅠのジルコンしたものである．結晶軸や双晶面などの特定な角は，図６の写真のように左右対象のものは少な度が双晶鉱物の種類によって異なっている．しかく，中央の双晶面がずれていたり，片方の結晶のし，図３に見られるように，結晶が無秩序にいｐ面及びｘ面が消えていたり或いは小さくなった

くつも結合したりして結晶や結合面に規則性をもり一つとして同じものがなく異常な形状をしてい65

図４. 扇型双晶(ﾀｲﾌﾟⅠ)（模式図

図８. クサビⅠ型双晶の模式図(扁平状結晶）

図５. 扇型双晶(ﾀｲﾌﾟⅡ)（模式図）

るもが多数観察された．
同じように図５で見られるタイプⅡの扇型双晶
は，Ｂタイプの長柱状扁平ジルコン(③)の上側のａ面が115 に，また下側のａ面も115 になっていて④のような双晶を形成している．実際に顕微図９. クサビⅠ型双晶の模式図(長柱状結晶)

鏡で観察されるものは，模式的な双晶は少なく
図７の写真のような不規則なものが多く，ⅠⅡのどちらのものか区別がつきにくい場合もあっな形状をしている．模式的な図８に見られるようた．今回検鏡したジルコンの約30%が扇型双晶でに，扁平な結晶Ｂが結晶Aに，図９では長柱状結あったが，その約90％がタイプⅠで，タイプⅡは晶Ｇが結晶Ｆに貫入したような形状をしている．

少なかった．

さらに，結晶が深く入り込み底辺の結晶面（ａ面）に達すると扇型双晶に変化したように見られる(図８の③，図９の②)．そのとき切り離された結晶Ｅ，Ｊがときどき見いだされる．貫入した結晶は扁平で薄く厚さが約10〜15μであり，図６. 扇型双晶（タイプⅠ）の顕微鏡写真( 400)

暑さ20〜30μの下の結晶にの中にサンドイッチ状に挟まれたような状態で観察され，さらに下の結晶に入り込んでいる部分を偏光顕微鏡で観察

図７. 扇型双晶（タイプⅡ）の顕微鏡写真( 400)

クサビ型双晶ジルコンの双晶で一番多いのがクサビ型双晶であり，全体の約50％を占めている．クサビ型双晶は，扇型双晶と同じように非常に多様な形を

図10 クサビⅠ型双晶（下はハサミ型の顕微鏡写真

しているが，形状の違いから二つに分類した．ジ
ルコン結晶の柱面（ａ面）にクサビ状の結晶が一つ入り込んで双晶になっているタイプを「クサビⅠ型双晶」，同じようにクサビ状の結晶が二つ入り込んでいる「クサビⅡ型双晶」（仮称）とした．
クサビ型双晶は，長柱状或いは扁平状結晶が別の結晶と結晶軸を互いに115 を保ちながらクサ図11. クサビⅡ型双晶の顕微鏡写真( 400)

ビ状に貫入しその先端が双晶面になっているよう

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すると虹色の干渉色を呈することより結晶内部まとめと考察に行くほどに薄くなると考えられる．クサビⅠ型

双晶ジルコンは，県内ではSK030と沼沢パミス

双晶には上述したものと形態が少し異なる，図

タフだけにしか見いだされていない珍しいもの

８〜９の④，⑤にあるように貫入した結晶が大で，いずれも更新世中期〜後期の火山活動で形成きく成長してハサミのような形状をしたもの（ハされた火山砕屑物が陸上或いは海底に堆積されサミ型）が観察される．両方の結晶は同じようたものである．SK030のジルコンの双晶は，特徴に115 で交叉しており双晶の関係になっている．

的な形状をもつものが多数観察された．双晶を形

この結晶は，扇型双晶とクサビ型双晶との中間成する結晶の結合のしかたによっていろいろな双に位置する結晶と考えられる．クサビⅠ型の双晶晶が形成された．それを整理して「扇型双晶」とはクサビ型双晶のなかで約60％を占めている．

「クサビ双晶」の二つのタイプに分類できた．こ

クサビⅡ型双晶は図12の模式図と図11の顕微

れらは，まったく違った形状をしているが中間型

鏡写真に見られるように扁平状の結晶に小さなも多く見られた．この事は，双晶形成に何らか二つの結晶が両方から貫入しているような形状をの関連があると考えられる．これらの課題を解決している．この二つの結晶は貫入した方向が正反するためには，今後，SK030以外の双晶ジルコン対になっており，双晶面が互いに平行か或いは同のを比較検討を行いながら双晶の形成過程を結一面になっている．この，二つの結晶はⅠ型と同晶構造の仕組みをミクロな視点で調べていきた

じように薄く挟まれた状態で先端ほどに薄くいと考えている．

なっている．また，一部の結晶では両方が細く線でつながっていたり或いは完全に結合したように参考文献見られるものもある．これは，ジルコンの結晶或P u p i n , J . P. ( 1 9 8 0 ) . Z i r c o n a n d g r a n i t e

いは双晶の生成過程に関係があると考えられる．

petrology.Contrib. Mineral. Petrol.,73,206-220
寺崎紘一(1986)，ジルコンの沼沢式双晶(仮称)と沼沢火山の活動（演旨）,日本地質学会第103年学術大会講演要旨，272-272
村松敏雄(1990), ジルコンの形状による火成岩の生成温度，新潟県立教育センター報
告，121, 47-50

図12. クサビⅡ型双晶（模式図）

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