フィッション・トラック

ニュースレター第30号

25 - 292017年

新潟県中越地域に分布する魚沼層〜寺泊層中の凝灰岩に含まれるジルコンのU-Pb年代
村松敏雄*

U-Pb age of Zircon included tuﬀ bed in Uonuma and Teradomari Formation
In Chuetu region of Niigata Prefecture
Toshio Muramatsu** 新潟大学， Niigata University

はじめにる U-Pb年代測定を行ない今までのデータと新潟県下では新第三紀から第四紀にかけての比較から新潟県の新第三紀〜第四紀の標準沈降する堆積盆地に厚い海成堆積物が形成さ序層年代を検討した．

れ，中越地域に広く分布している．地層の特試料採取

徴から上位より魚沼層，灰爪層，西山層，椎谷層，寺泊層に区分されてきた．これらの地

試料は長岡市小国町芝の又川に発達してい層の厚さは，全体で約4000ｍに及び各地層

る中部魚沼層からSK030, SK100, SK110のには凝灰岩層が多く含まれている．この中で3試料を採取した．この凝灰岩は群馬県,長野

最上部にある魚沼層は主に泥岩と砂岩からな県を供給源として新潟県内に広く分布し秋田る海成層で，連続性のある酸性質のパミス凝県にまで分布する広域凝灰岩であり,共に層灰岩層が多く含まれている．とくに長岡市小厚１ｍ〜2ｍに及ぶ典型的な酸性質パミス凝国町の芝ノ又川では広域凝灰岩層が知られて灰岩である．また長岡市出雲崎町常楽寺川にいる．また，西山層，椎谷層，寺泊層にも多は出雲崎向斜の東翼に当たる灰爪層〜椎谷層

くの特徴的な凝灰岩が含まれており，各地域迄の連続露頭があり，このルートから８試料での地層の対比に役立っている．これらの地を採取した．常楽寺川入り口の灰爪層から層の堆積年代については，含石油地層としてZr（常楽寺凝灰岩)，Iz（出雲崎凝灰岩）ま以前から研究が進み，貝化石，有孔虫，ナンた西山層からNgm（西山凝灰岩），Tsp（武ノ化石，古地磁気，フィッション・トラック

石パミス凝灰岩），Hap（八石山パミス凝灰法(以下，FT法)などにより詳しい地質層序区岩），Znp（善久院パミス凝灰岩）また椎谷分が行われてきた．とくにFT法による放射層からHa凝灰岩，Ndp（夏戸パミス凝灰年代測定により，標準層序の年代の位置づけ岩）の試料を採取した．更に長岡市寺泊町周が行われてきた．しかし，得られたFT年代

辺ルートより寺泊層として上位よりNz（野と化石などのデータと必ずしも一致しない場積凝灰岩）,Yot（吉竹凝灰岩）,Ka（勝美凝合が多く，放射年代の問題が指摘されてい灰岩），Fa凝灰岩の４試料，合計15試料でた．FT法以外の年代測定法として最近はある．

U-Pb法による年代測定が多く報告されるよ
実験手法

うになったが,この地域での測定報告はほとんどない．そこで，各地層の代表的な凝灰岩採取した試料のほとんどは柔らかい含パミを選び，新たに試料採取を行いジルコンによスの砂,シルトよりなっているため,まず水洗25

し細粒砂,シルトを除去し0.1mm以上の粒子

OD3 (32.85Ma) 及び，FCT (27.8Ma) を同は篩で取り除き,さらに碗かけして重鉱物を時に測定した．今回測定した試料数は15個濃集させた．その後磁性分離, 重液分離,フッあったため,先ず4試料ずつに分けて3回照射

酸処理を行い，数100個のジルコン粒子を集し更に3試料を1回照射し，合計4回の照射実めた．取り出されたジルコンの中で結晶が大験をった．4回とも照射条件をすべて同じにきくインクルージョンの少ない結晶を選して，4種類のスタンダード試料と共にび,FT法で使用したPFAテフロン片(1.5cm2)

10〜20のジルコン粒子で，明らかな割れ目に整然と並べ, Corning社製ホットプレートやインクルージョンが多い粒子を除きレー上約300℃で埋め込み,さらに1μmのダイヤザー照射を行った．試料の中には照射の途中モンドペーストを使って表面から数μmまでで破壊された細長いジルコンも見られたので研磨を行った．次にテフロン片を走査電子顕除外した．実際に個々の試料で照射して得ら微鏡(JEOL-6610)によるカソードルルミネッれた測定値のデータ処理には解析プログラム

センス画像(CL)処理を行いジルコンの内部組

Isoplot/Ex4.15で行い，コンコーディア図，織を観察し照射点を決めた．その後新潟大学

相対確率分布図及びヒストグラム図で解析し理学部所属のレーザーアプレーション(New最終的なU-Pb年代を算出した．

Wave UP-213,Agilent 7500a）装置で実験測定結果測定を行なった．分析条件は,レーザー波長213μm：ビーム径 40μm：パルス周期10

今回使用した試料の多くは酸性パミス質でHz：出力10.0 J/cm2である．照射時間は30ジルコンを多く含む凝灰岩である．含まれて秒とし，最初の10秒を除く20秒間で同位体いるジルコンは鮮明な形状をしたPrimaryな比を求めた．同位体分別の補正には,標準ガ粒子が多く，年代測定に適合している．今回ラスとしてNIST SRM612を使用し,スタンの実験測定結果については，表1に示したとダード試料としてNancy 91500(1062Ma)と通りである．4回の照射実験を通して，各試

表１．核試料の実験データ

Age

91500-normalized
Sample
91500
OD3
FCT
Fa
Ka
Nz
Yot
Ndp
Ha
ZnP
Hap
Tsp
Ngm
Iz
Zr
SK110
SK100
SK030

206

238

U

err

0.180034
0.005208
0.004393
0.001610
0.0013200.001070
0.001177
0.001004
0.000784
0.000582
0.000361
0.000337
0.000274
0.0002410.000171
0.000235
0.000236
0.0001710.02360.02560.02790.05140.05910.04730.08450.05780.06470.05750.03560.08370.54480.26330.09080.0666
0.09530.0908

Pb/

207

235

Pb / Uerr

1.83955
0.03305
0.02799
0.023240.00950
0.00986
0.009480.007890.00458
0.005780.00225
0.00391
0.003850.004790.000990.001820.001360.00099

0.02800.04900.08770.29330.31930.31470.81640.36520.72960.25310.21660.72701.30820.82320.80570.51241.02160.8057208232Pb / Th

err

0.06160
0.001630.001430.00098
0.000510.000470.000450.000340.000230.000310.000120.000160.000100.000160.00005
0.00009
0.00008
0.00005

0.03620.04020.05130.1212
0.1173
0.09870.2576
0.11420.3015
0.19890.09470.34291.49870.59991.21930.25420.54581.2193

26206

238

err

Pb / U1067.13 23.25
33.48
0.86
28.26
0.79
9.80
0.51
8.50
0.50
6.89
0.32
7.58
0.63
6.47
0.38
5.05
0.32
3.75
0.22
2.32
0.082.180.18
1.86
0.94
1.55
0.44
1.17
0.11
1.54
0.10
1.52
0.14
1.17
0.11

207

235

Pb / Uerr

1059.60
33.01
28.03
15.73
9.60
9.95
9.58
7.98
4.64
5.85
2.28
3.96
3.90
4.85
1.00
1.85
1.38
1.00

18.43
1.59
2.27
4.87
2.94
2.65
7.79
3.08
3.34
1.07
0.48
2.54
5.48
4.11
0.82
0.98
1.24
0.82

料のスタンダード試料である91500，OD3，5.05 0.31Maを算出した．Znpは西山層最下及びFCTは試料と共に載物台に載せて複数回部にある最大10㎝のパミスを含む酸性質凝灰の照射を行い，スタンダードの加重平均値と岩で色調の違う二つのグループよりなるジルして年代測定を算出した．これらの年代はスコンを含んでいる．分析によるコンコーディタンダードで示されている標準年代と誤差ア図及びヒストグラムからも二つのグループ(2σ)の範囲で一致している．各試料の測定が見られ,古い年代を示す粒子を二次的粒子結果は次の通りである．試料の中で最も下位と判断してデータから外し，新しい年代を示にある寺泊層のFaには細長く小さい結晶が多す10粒子による3.75 0.22Maを算出した．

くレーザー照射で破損するジルコンが多かっ

Hapは西山層中部にある厚いパミス質凝灰岩たが，残った10粒子による測定値をコンコーで長柱状の形状で濃桃色を呈するジルコンをディア図及びヒストグラム図による加重平均多く含む．このジルコンは今まで処理した試年代として9.80 0.51Maを算出した．Kaは料の中で最も高いウランの含有量Faより約30m上位にあり，硬質凝灰岩で（700 ppm）を示し，他の凝灰岩との対比あったがジルコンを多く含んでいた．その中に役立っている．このジルコンから30粒子をから20粒子選び，照射を行って得られてデー処理した結果，ほとんどのジルコンはコンタ値の中でディスコンコーディア粒子やヒスコーダントな年代を示している．この年代測

トグラム図から明らかに異質粒子とみなされ定値が2.2〜2.5Maの範囲内に入り，コンた粒子を除外して得られた年代としてコーディア図，ヒストグラムからも精度の高8.50 0.5Maを算出した．Yotはシルト質凝い年代を示し加重平均年代として灰岩で短柱状結晶が多くヒストグラムにより2.32 0.08Maが算出された．Tspは西山層上異質粒子を除去して20粒子による加重平均か部にあるパミス質凝灰岩で淡桃色を呈するジら7.58 0.63Maを算出した．Nzは寺泊層最ルコンが多く含まれていた．30粒子を照射処上部にある砂質凝灰岩でジルコンの量が少な理したがその内10粒子がヒストグラムによりく色調,形状をもとに明らかな異質粒子を外異質粒子と考えられ除去した．残りのジルコし，残りの粒子の内コンコーダント粒子の加ンでコンコーダント粒子の加重平均値により重平均により6.89 0.32Maを算出した．

2.18 0.22Maを産出した．Ngmは西山層のNdpは椎谷層の最下部にあり,寺泊層と椎谷最上部のゴマシオ状凝灰岩で特徴的な淡濁オ層との境界に位置する砂質凝灰岩で短柱状のレンジ色のジルコンが多く含まれている．長ジルコンが多かったが,それと形状,色調が違柱状の大きい結晶を30粒子処理したが，半分う異質粒子も含まれていた．そのうち一次的近くがディスコンコーディア粒子と見なさと思われるジルコン20粒子のデータ分析かられ，残り粒子の年代を加重平均値としてディスコンコーダント粒子などの粒子を取り1.86 0.94Maを算出した．Izは灰爪層の下部除き残りの粒子の加重平均の年代測定値としに含まれるパミス質凝灰岩で長柱状の無色にて6.47 0.32Maを算出した．Haは椎谷層中近い淡桃色ジルコンを多く含んでいた．30粒部に含まれるパミス質酸性凝灰岩で鮮やかな子を処理したが年代値が大きくばらつき異質

濃桃色及び長柱状の特徴的なジルコンを多く粒子半数近くあった．残りの粒子の中にディ含んでいる．その中から25粒子を処理した

スコンコーダント粒子が含まれ12粒子からが,年代のばらつきも少なくコンコーダント

1.55 0.044Maが算出された．

なデータがほとんどで精度の高い年代として上部の厚いパミス質凝灰岩で長柱状無色透明

27

Zrは灰爪層なジルコンと特異な形状をしている双晶ジル

る 15 枚 の 凝 灰 岩 に 含 ま れ て い た ジ ル コ ン
谷層は260万年，西山層は220万年と考えら

年 代 は Ngm のコンが見られた．これらジルコンを30粒子処の U-Pb 法 に よ る 年 代 測 定 を 行 っ た 。 得 られる．なお，この地域での魚沼層は灰爪層とら れ る 。こ れ

理したが長柱状ジルコンはヒストグラムからほぼ同時異相と考えられ，長岡市小国町地域
れ た U-Pb 年 代 と 今 ま で 報 告 さ れ て き た FT

でより全体的みて明らかに古いディスコンコーダント粒子

での魚沼層の堆積年代は1.1Maと考えられ
年 代 ,有 孔 虫 ,ナ ン ノ 石 や 古 地 磁 気 な ど に事が分かっが多く除外された．双晶ジルコンはほとんどる．なお,西山･中央油帯地域での灰爪層に含よ る 標 準 序 層 の 寺 泊 層 ，椎 谷 層 ，西 山 層 な帯地域でのが予想される年代を示しコンコーダント粒子

まれているIzとZrは長岡市小国町地域では魚どの堆積時期及び各地層の境界年代につ年 ，椎 谷 層 はと見られジルコンの加重平均年代として沼層に含まれるSK100,SK030の測定値がほいてそれまで考えられてきた年代との相と考えられる1.17 0.11Maを算出した．他に長岡市小国ぼ一致している事と特異な鉱物を含有してい違 が 明 ら か に な っ た 。 西 山 ･中 央 油 帯 地 域

町芝又川ルートでの魚沼層の凝灰岩の年代測

は灰爪層とほることよりIzはSK100，ZrはSK030と同一ので は ，今 ま で 寺 泊 層 と 椎 谷 層 と の 境 界 年 代

定結果については同じようにコンコーディア

市小国町地凝灰岩であることが推察される．ただを 5.2Ma ， 椎 谷 層 と 西 山 層 と の 境 界 を

1.1Ma と 考 え

3.6Ma， 西 山 層 と 灰 爪 層 と の 境 界 を 1.7Ma

地域での灰爪と 考 え ら れ て き た 。し か し 寺 泊 層 と 椎 谷 層

長岡市小国と の 境 界 近 く に あ る Ndp の 示 す 年 代 か ら 両SK100, SK03

者 の 境 界 年 代 は 6.6Ma と 推 定 さ れ る 。ま た事と特異なの境界は西山層中のHapの少し下位にあると

西 山 層 の 下 部 に 含 ま れ て い る Znp の 年 代 か

Iz は SK100，

ら 椎 谷 層 と 西 山 層 の 境 界 年 代 は 4.0 Ma とあることが推

考 え ら れ る 。ま た 西 山 層 と 灰 爪 層 の る 境 界･中 央 油 帯 地図，相対確率分布図及びヒストグラムなどかし,Ngmは西山･中央油帯地域西山層中に含まら加重平均値として算出した年代は次の通り

れるが, 長岡市小国町地域では魚沼層のである．SK110は1.54 0.10Ma，SK100はSK110より少し下位にありSK130より上位に1.54 0.10Ma，SK030は1.16 0.11Maでああると予想される｡なお,西山層に含まれる凝る．

灰岩から考えて新潟県内での鮮新世-更新世考察とまとめ今回の実験で，魚沼層〜寺泊層に含有する15枚の凝灰岩に含まれていたジルコンのU-

岡市小国町地

Pb法による年代測定を行った（図１）．得し下位にありられたU-Pb年代と今まで報告されてきたFTさ れ る ｡な お

年代,有孔虫,ナンノ石や古地磁気などによるら考えて新標準序層の寺泊層，椎谷層，西山層などの堆界は西山層中積時期及び各地層の境界年代についてそれま定される。

で考えられてきた年代との相違が明らかにの下位にあなった．西山･中央油帯地域では，今まで寺るため七谷泊層と椎谷層との境界年代を5.2Ma，椎谷層分析を進めてと西山層との境界を3.6Ma，西山層と灰爪層との境界を1.7Maと考えられてきた．しかし

引用文献

寺泊層と椎谷層との境界近くにあるNdpの示

宮下美智夫す年代から両者の境界年代は6.6Maと推定さ地質層れる．また西山層の下部に含まれているZnp

告 ,vol.の年代から椎谷層と西山層の境界年代は4.0

黒 川 勝 己 (1Maと考えられる．また西山層と灰爪層のる層～魚境界年代はNgmの年代から1.8Maが界年代協会誌,と考られる．これらの得られた年代から，今黒 川 勝 己 ･坂までより全体的に約1.4〜0.1Ma古くなった

又ルート事が分かった．この事より，西山･中央油帯学教育人

地域での寺泊層の堆積時間は約500万年，椎図１．新潟県地質層序図及び各凝灰岩のU-Pb年代．
図１ 新潟県地質序層図及び各凝灰岩のU-Pb 年 代
28-4-推定される．今後の課題として寺泊層の下位

250-1,51-66
黒川勝己(1999b):新潟地域における七谷層〜にある七谷層との境界年代を調べるため七谷

魚沼層群の火山灰序層．石油技術協会

層に含有する凝灰岩の採取と分析を進めてい誌,vol.64,89-93

きたい．

黒川勝己･坂井一(2001)新潟県小国町芝ノ又

引用文献

ルートの魚沼層群の火山灰．新潟大学教宮下美智夫･三梨昂一(1974):寺泊地区の地質

育人間科学部研究紀要,3,73-119

層序について．地質調査所報告,vol.

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