フィッション・トラック

ニュースレター第 21 号

23-26

2008 年

埼玉県加治〜毛呂山丘陵に分布する火山灰層の Fission Track 年代
村松敏雄*

Fission Track age of volcanic ash distributed over the Moroyama
and Kaji hill in Saitama Prefecture
Toshio Muramatsu*****新潟市立高志高等学校，Kohshi Municipal High School, Niigata Cityは じめ に埼玉県中央部には，関東山地から関東平野にかけて急峻な地形から続いた比較的なだらかな地形が南北方向に分布している．丘陵地形は山地から流れる河川によって分けられ，半島状や残丘状の地形を形成している．これらの丘陵地形は北部の岩殿から南部の東京の多摩丘陵まで続き関東西縁丘陵を形作っている．これらの地形を作っている地層は山地側では第三紀以前の古い地層よりなっているのに対して，丘陵では新第三紀後期から第四紀更新世にかけての新しい地層よりなっている．
図１．調査地域の地質図（正田ほか（2005）より引用）

とくに丘陵地域の地層に関しては，多く化石や火山灰層が産出する事より，以前から詳しい調査が行われ多くの報告がなされてきた．その結果，この地域の詳しい地質層序が確立されてきた．近年では地層の対比に重要な火山灰層（テフラ層）や古地磁気や化石層序や放射年代などの詳細な研究が進み，房総半島や新潟などの遠隔地域とのつながりが論じられるようになってきた．そこで筆者は，南北に長い丘陵のうち，図１に見られる毛呂山丘陵から加治丘陵に分布する火山灰層の放射年代（フィション・トラック年代）測定を行い，この地域の層序を考察した．

地 質概 況
この地域の地質層序は，図２に見られるように山地側の古い地層を不整合でおおい，下位よりシルトからなる小曾木層，円礫からなる飯能層，シルトからなる仏子層及びくさり礫を多く含む豊岡層からなっている．また，南部の多摩丘陵では関- 23 -図２．地質層序図及び採取試料番号

表１．ジルコンの結晶軸方向別エッチング速度

図３．試料採取地点（国土地理院 1/2.5 万地図使用）

東ローム層が分布しているがこの地域ではあまり見られない．このうち飯能層は上部層と下部層に分けられている．仏子層と飯能層には多くの特徴的なガラス質火山灰層を含んでいる．今回の調査
では図２に示されたように飯能層より（Skg⑤，Sig④），仏子層より（AZU100③，MMC②，E1①）の試料を採取した．Skg は毛呂山丘陵南端の宿谷川流域にある細粒パミス火山灰層で，Sig は城西大グランド下の崖に見られ厚さ約２ⅿのパミス火山灰層である．AZU100 はシャリタフとも呼ばれ加治

図４．ジルコンの 120 時間エッチング後の形状

丘陵北部駿河台大近くの沢で見いだされガラス質パミス火山灰層である．また，MMC はそこから東に約１㎞離れた武蔵野音楽大近くの沢にあり，白色細粒ガラス質火山灰層である．この地域で一番上部にある E1 は，狭山ゴマシオ火山灰層に対比されている連続性のあるガラス質パミス火山灰層である．今回はこれら５種類の試料を採取して年代測定を行った．試料採取地点は図３に示してある．

実 験手 法この地域の試料はパミスを含んだ酸性質の火山灰層が多く，ジルコンを含む割合が大きく，淡桃

図５．エッチング時間と自発飛跡数の関係( )内の数字は処理したジルコン数

色の結晶のはっきりしたジルコンが多く取り出すことができた．このジルコン使用して，ＦＴ年代に白雲母を使用した．ジルコンの自発飛跡密度を測定を試みたが，実験では，IUGS 勧告（Hurford,求めるため，KOH-NaOH（同モル）共融液を 225℃1990）によるゼータ較正法で行った．使用したジでエッチングした．このとき，エッチング時間がルコンは比較的新しい年代のものであることや結短いと自発飛跡が観察されないこともあり，長過晶面がきれいなことを考え，ジルコンの外部面をぎると自発飛跡以外のディスロスケイション，イ利用する外部ディテクター法（２π法）で行った．

ンクルージョン，傷などを飛跡と間違えたりする

ジルコン及び標準ガラスに貼附するディテクターことがある．また，バルクエッチングにより結晶- 24 -

表２．火山灰層のＦＴ年代測定一覧表

5262

ρs: spontaneous track density (10 /cm ), Ns: spontaneous track total, ρi: induced track density (10 /cm ), Ni:
422
induced track total, ρd: 962a induced track density (10 /cm ), Nd: 962a indecement track total, P(χ ): probabiliyt2oy obtaining χ value for v degree of freedom (where v = No. crystals - 1; Galbraith, 1981), U: uranium content,
r: correlation coeffient between ρs and ρi.

面の下にある自発飛跡があらわれたりして正確なうに 24 時間ではまだエッチング不足であり 48 時年代にならないことが指摘されている．そこで，間近くが必要と思われる．

最も適切なエッチング時間を求めるため，先ず，以上のことより，今回の実験では，前述したア結晶面のバルクエッチング速度を結晶軸方向別にルカリ溶液を正確に 225℃の状態を保ちながら 48求め，エッチングオーバーになる限界時間を求め時間のエッチングを行った．次に誘発飛跡密度をた．次に，エッチング時間と飛跡密度の関係を確求めるためにディテクターを貼附した試料と標準かめるため 24 時間間隔で自発飛跡数を求めた．そガラス（SRM962a）を日本原子力開発機構 JRR-4の実験結果を表１及び図４，５に示している．図

原子炉の気送管で 15 秒間熱中性子照射した．照射４の写真に見られるようにエッチング時間の増加

された白雲母のエッチングには 48％フッ化水素酸とともにジルコン結晶が小さくなり，ｃ軸方向がの溶液を使い，20〜25℃の常温で 15〜20 分行っ

大きくａｂ軸方向は非常に小さいことが分かった．

た．

それを数量的に求めるために，３試料から 30 粒子

自発飛跡，誘発飛跡の検鏡には油浸対物レンズのジルコンを選び 24 時間ごとのａｂ軸，ｃ軸方向（ 100）を使い，トリニティー社製の「USB」カの結晶面の長さを測定し，120 時間（５日）後のメラアダプターを顕微鏡筒に付けてパソコン画面長さの差の平均値からエッチング速度を求めた．

上で飛跡の有無や結晶面積の測定，自発・誘発飛その結果ａｂ軸方向では 0.01 ㎛/h，ｃ軸方向に跡数のカウントなどを行った．

0.3 ㎛/h となった（表１）．このことは，自発飛跡

ζ値については FCT などの標準試料から求めたが観察されるａｂ面が 48 時間エッチングすると374.2 12.2（村松，2006）を使用した．得られた

約１㎛程度バルクエッチングされることになり，データは「Trackky ver.4.2f (Dunkel, 2002)」ソ

自発飛跡の長さ（12 ㎛）から考えると，それ以上フトで処理し，年代，ラジアルプロット図，ヒスのエッチングをしなければ結晶面下にあるトラットグラムなどを求めた．

クのことは考慮する必要が無いと思われる．ただ，ｃ軸方向の自発飛跡のエッチングがａｂ軸方向よ

測 定結 果 と 考 察

り時間がかかることと，ｃ軸方向のエッチング速

前述したように適正なエッチング時間と自発飛度が大きいこととの関係については今後の課題で跡の識別に注意して処理をしてきた結果，表２にある．

示されているＦＴ年代測定結果が得られた．各試

また，自発飛跡数はエッチング時間とともに増料とも約 50〜60 粒子を処理したが，「ラジアルプ加することは，分かっているが，最も適切なエッロット図」（図６）や「ヒストグラム」（省略）なチング時間に関しては，図５の実験から分かるよどから考えて異質粒子の混入が少なかったと考え- 25 -

図６．各試料の「ラジアルプロット図」（横軸：Rel.error (%)，左縦軸：誤差（ 2σ），右縦軸：粒子年代（Ma））られる．また，カイの二乗検定でも各試料とも合格しており，良好な結果が得られたと考えている．
また，得られた年代を地質層序図（図７）にも示してある．それによると，飯能層下部層にある SKG（宿谷川火山灰層）は 2.72 Ma，その上部にあるSig（城西大火山灰層）は 2.60 Ma を示した．正田ほか（2005）によると，Sig は広い地域で見いだされる広域火山灰層と指摘しており，その年代もこれに近い値を示している．この地層には以前から知られている矢颪凝灰岩のＦＴ年代に 2.5 Maが報告されている．また，仏子層の下部に含まれる火山灰層の AZU100（シャリ火山灰層）の年代が 1.98 Ma を示し，その上にある MMC は，狭山丘陵の SYG（狭山ガラス質火山灰層）及び新潟のTsa（津池 1.72 Ma）に対比されているが，それに近い 1.81 Ma の年代を示した．最も上位にくる E1
は狭山丘陵の SGO に対比されているが，1.64 Maの年代が求まった．今回の年代は化石や古地磁気や他地域の火山灰層との対比などを考慮して，大きな矛盾もなく，従来の層序を確認することがで

図７．地質層序図及びＦＴ年代きたと考えている．
calculation and graphical presentation of fission

参 考文 献track data. Computers and Geosciences, 28, 1,Galbraith, R. F., 1981, On statistical models
fission track

counts.

3-12.

for

Mathematical Geology,

正田浩司・菊池隆男・鈴木毅彦・竹越智，関東平野西縁丘陵団体研究グループ，2005，関東平野西 縁に

13, 471-488.

分布する飯能礫層下部層のテフラ層序と広域対比．

Hurford, A. J., 1990, Standardization of fission track
dating calibration recommendation by Fission
Working Group of IUGS Subcommission on

地球科学，59, 339-356.
村松敏雄，2007，新潟市新津丘陵に分布する凝灰岩及び火山岩のフィション･トラック年代．フィション・ト

geochronology. Chemical Geolgy, 80, 171-178.
Dunkel,I., 2002, Trackkey: a Windows program for

ラックニュースレター，20, 44-47.

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