火山 第 49 巻 (2004)
第 1 号 23ῌ32 頁

論 説

神津島流紋岩質単成火山群の ESR 年代
横 山

正῍島 田 愛 子῍῍梅 村 崇 志῍῍῍豊 田新῍῍῍2003 年 6 月 4 日受付 2003 年 11 月 10 日受理ESR Ages of Rhyolitic Monogenetic Volcanoes in Kozushima, Japan
Tadashi YD@DN6B6῍, Aiko S=>B696῍῍, Takashi UB:BJG6῍῍῍ and Shin TDND96῍῍῍Kozushima is a volcanic island in the Paciﬁc Ocean located about 170 km southwest of Tokyo. Kozushima
is composed of at least 16 rhyolitic monogenetic volcanoes. It has been inferred that the eruption of rhyolites
began at least several tens of thousands years ago and was repeated intermittently until 838 A.D. There are only
a few eruptions whose ages were well determined, and the precise eruption history is still unsettled. The present
study aims to cross check the ages determined by ESR method with those by other methods and to elucidate theoverall eruption history of Kozushima. Samples from 17 rhyolitic lavas and one pyroclastic deposits (Chichibuyama pyroclastic surge deposit-A: Cb-A) were collected and analyzed.
ESR signals of Al and Ti-Li centers were observed in quartz phenocrysts. The accumulated doses wereobtained from the dose responses of these two signals, while natural dose rates were calculated from the uranium,
thorium, and potassium concentrations with necessary corrections. ESR ages were obtained by dividing theaccumulated doses by dose rates. Regarding Tenjyosan, Kobeyama, Ananoyama, and Hanatate volcanoes(previously reported ages are 838 A.D. to several tens of thousand of years), the determination of accumulated
dose was unsuccessful because they are too young. ESR ages for the other volcanoes are as follows: 261 ka (Alcenter) and 323 ka (Ti-Li center) for Cb-A, 273 ka and 243 ka for Jyogoyama, 284 ka and 265 ka for
Ohsawa, 232 ka and 313 ka for Takodoyama, 291 ka and 302 ka for Matsuyamahana, 355 ka and 37
2 ka for Membo, 234/3 ka and 293 ka for Nachisan, 321 ka and 482 ka for 262 m yama, 468 ka
and 408/6 ka for Sawajiriwan (Nagahama), 549/8 ka and 486 ka for Awanomikoto, 525/4 ka and514 ka for Nagumiwan (Nagahama), 404/3 ka and 693 ka for Hashiruma, 463 ka and 685 ka for
Sanukayama, and 645/7 ka and 659/8 ka for Kannon’ura.
Regarding Cb-A, the ESR age of Al center is fairly close to the previously reported 14C ages (22ῌ26 cal. ka).
However, the discrepancy between Al center and Ti-Li center is present. Despite that the ESR ages for all lavas
have at least 10% errors, the ESR ages are in good agreement with stratigraphy. On the basis of the results of
ESR dating and stratigraphy, the overall eruption history in Kozushima is proposed.
Key words: Kozushima, ESR dating, rhyolite

1. は じ め に(1977), 一色 (1982) などが総合的な検討を行っている

伊豆諸島の神津島は 伊豆マリアナ島弧北部の銭洲

Fig. 1 に 一色 (1982) に基づいた地質図を示す 神津島

海嶺上に位置し 流紋岩質単成火山群からなる火山島でにおいて基盤岩と考えられる溶岩は 島の北部に露出す

あ る 神 津 島 の 地 質 に つい て は 津 屋 (1930), 谷 口

る 氷長石化作用 を受けたデイサイト溶岩 返 浜 溶

῍

113ῌ0033 東京都文京区本郷 7ῌ3ῌ1
東京大学大学院理学系研究科地球惑星科学専攻
Department of Earth and Planetary Science, theUniversity of Tokyo, Hongo, Tokyo 113ῌ0033,
Japan.
῍῍
630ῌ8506 奈良県奈良市北魚屋西町
奈良女子大学大学院人間文化研究科国際社会文化学専攻
Division of International Studies for History, Soci-

かえすはま

ology and Geography, Nara Women’s University,
Kitauoya-nishimachi, Nara 630ῌ8506, Japan.
῍῍῍
700ῌ0005 岡山県岡山市理大町 1ῌ1
岡山理科大学理学部応用物理学科
Department of Applied Physics, Okayama University of Science, 1ῌ1 Ridai-cho, Okayama 700ῌ0005,
Japan.
Corresponding author: Tadashi Yokoyama
e-mail: tadashi@eps.s.u-tokyo.ac.jp

横山 正῎島田愛子῎梅村崇志῎豊田 新

24Fig. 1. Geological map of Kozushima after Isshiki (1982) (partly modiﬁed).

岩῔ である ΐ谷口ῌ 1977; 一色ῌ 1982῔῍ その後の流紋岩ている῍

質単成火山の活動がいつ頃から始まったかははっきりし各火山の相対的な形成順序に対してῌ これまでに報告ていないがῌ 約 10 万ῐ数万年前より現在までにῌ 少なくされている各火山の具体的な活動年代のまとめを Table

とも 16 個の単成火山の活動が断続的に起こったと考え

1 に示す῍ なおῌ 吉田 (1991) はῌ それまでに報告されてられている ΐ一色ῌ 1982῔῍ これらの単成火山の活動はῌ

いた年代を基にῌ ῑレスῒ の堆積厚さから推定した年代を

火砕流῎火砕サ῏ジの発生 ΐ火砕丘の形成῔ に引き続い加えて単成火山群の噴火史を発表しているがῌ どの火山て溶岩円頂丘 ΐまたは厚い溶岩流῔ の形成という経過をの年代を独自に決定したのか明記されていないためῌたどったと考えられている ΐ一色ῌ 1982῔῍ 各火山の形成

Table 1 には記載していない῍ 神津島において基盤岩と順序についてはῌ 津屋 (1930), 谷口 (1977), 一色 (1982),

考えられる返浜溶岩についてはῌ Kaneoka et al. (1970)

菅 (1998) などによりある程度の推定はなされているがῌによって 0.28 Ma の K-Ar 年代が報告されている῍ しか

単成火山相互の生成の前後関係を地形から判断しにくいしῌ この年代は氷長石化作用を受けた岩石を用いて求めことやῌ それぞれの火山から放出された火砕物の識別がた年代でありῌ 実際の噴出年代はさらに古いと考えられ困難なことなどのためῌ 正確な順序は分かっていない῍ている (Kaneoka et al., 1970). それ以降の火山活動のう一色 (1982) の推定によればῌ 初期に活動したのは主に

ち最もよく年代が分かっているのはῌ 南部の面房台地に

さ ぬか

はし

ま

島の周辺部に露出する観音浦῎ 砂糠山 ῎ 走る間 ῎ 長浜
さわじり

な ぐみ

めんぼう

分布する秩父山火砕サ῏ジ堆積物-A ΐ菅῎他ῌ 1992; 以ΐ沢尻湾ῌ 名組湾῔ ῎面房の各火山であり ΐ括弧内は別下ῌ 秩父サ῏ジ A と略記する῔ と神津島の中央部に位置

名῔ῌ このうち観音浦は砂糠山や走る間より古い῍ 続いてする巨大な溶岩ド῏ムを伴う天上山火山の活動年代でああわのみこと活動したのは北半部にある阿波命 ΐ221 m 山῔῎262 m

る῍ 菅῎他 (1992) によればῌ 秩父サ῏ジ A は三浦湾を山῎那智山の各火山でありῌ このうち 262 m 山は那智山火口として噴出しῌ 姶良-Tn 火山灰 ΐAT 火山灰῔ の上により古い῍ 次の活動は南半部に移りῌ 松山鼻 ῎ 大沢 ῎
たこうど

重なって面房台地のほぼ全域を覆う ΐ面房台地以外への

高処山の溶岩が引き続いて噴出した῍ その後火山活動は

島内への連続状態は不明῔ とされている῍ 一色 (1982) の再び北半に移りῌ じょうご山 ΐ丈五郎山῔῎ 花立 ΐ雷

地質図ではῌ 噴出源が天上山火山以外の火砕物は区分さ

てんじょう山῔῎穴の山 ΐアナギ山῔῎神戸山῎天 上 山の順に単成れておらずῌ Fig. 1 における Pc の一部が秩父サ῏ジ A

火山が形成された῍ このうちῌ じょうご山がやや古くῌに相当する῍ 秩父サ῏ジ A についてはῌ 本層から採取さ花立῎穴の山῎神戸山はほぼ同時に噴出したと推定されれた複数の炭化木片より 14C 年代 ΐ約 19ῐ22 ka῔ が得ら神津島流紋岩質単成火山群の ESR 年代

25

Table 1. Previously reported ages for the volcanic activities in Kozushima.

れている ῑ一色ῌ 1989; 菅῎他ῌ 1992ῒ῍ この14 C 年代を暦らつきが見られῌ おおよその年代の推定である῍ またῌ

年代に較正すると 3ῐ4 千年古くなり (Kitagawa and van

福岡῎磯 (1980) のフィッション῎トラック年代はῌ 自

der Plicht, 1998), 約 22ῐ26 cal ka となる῍ 天上山火山に

発核分裂飛跡の縮小などを考慮した補正を行っていない

ついてはῌ ΐ続日本後紀῔ に噴火記録 (838 A.D.) が残っ

中間報告との記述がある῍ このようにῌ 神津島におけるている ῑ大森ῌ 1915ῒ῍ その他の噴出物の活動時期につい個῏の単成火山はῌ 一部を除いてῌ その活動年代が正確てはῌ 東部の海岸沿いに分布する砂糠山溶岩についてに把握されるには至っておらずῌ 火山活動史の解明は未

Kaneoka and Suzuki (1970) が報告しているフィッショ

だに不十分である῍ン῎トラック年代はῌ 比較的信頼性が高いと思われる῍

ESR 年代測定法はῌ 試料に蓄積された自然放射線の量

しかしῌ それ以外ではῌ 谷口 (1980) の水和層年代はῌ 花を測定しῌ それを年代に換算する方法である῍ Ikeya

立溶岩より古い溶岩については水和層の厚さにかなりば(1975) により鍾乳石の年代測定で実用化された後ῌ サン

横山 正 島田愛子 梅村崇志 豊田 新26

ゴ 貝化石 火成岩 堆積岩 断層破砕帯充填物などさ
まざまな対象に対して応用が試みられてきた 火山噴出物に関しては Imai et al. (1985) によって最初にテフラの年代測定に適用され その後 日本各地のテフラや溶岩 (Imai and Shimokawa, 1988; Shimokawa et al., 1988),
バイアスカルデラ アメリカ 周辺の流紋岩 (Toyoda etal., 1995), ニュジランドの火山角礫岩 (Buhay et al.,1992) などについて測定が行われている この手法は

一般的に数千年から 200 万年前までの年代測定に適用できるとされており 神津島における第四紀の火山活動の年代測定には適したものの一つである
本研究では 神津島における火山活動史をより正確に把握することを目的として 石英を用いた ESR 年代測定を行った なお 比較的よく年代が分かっている秩父サジ A と砂糠山溶岩については ESR 年代と他の年代とのクロスチェックも行った

Fig. 2. Schematic diagram showing the method ofdetermining accumulated dose.
ῌ
ῌ
ῌ
ῌ
ῌ
DkDaDbDgDcos(3)となる ここで k は a 線による放射線損傷の生成効率である 年間線量率は 岩石中に含まれているウラン

2. ESR 年代測定法の原理(U), トリウム (Th), カリウム (K) の含有量 水分量 石

石英が自然放射線を受けると 石英中で対になってい英 の 粒 径 な ど か ら 換 算 表 例 え ば Adamiec andる電子が電離し 一部が格子欠陥や不純物にとらえられ

Aitken, 1998 を用いて計算する方法と 岩石に線量計をて不対電子が生成する 生成した不対電子は 溶岩が高

一定時間埋め込んで線量を測定して年間の線量に換算す

温の場合は短時間で消滅するが 室温付近では 106107

る方法がある

年は準安定な状態として存在できる 豊田 1998 したがって 石英中の不対電子の量は 溶岩冷却後 時間と3. 試

ともに増加する 試料が現在までに受けた自然放射線に試料採取位置 18 カ所 を Fig. 3 に示す 基本的にはよる総被曝線量 (DE) に対して 1 年間に受ける自然放ῌῌ
射線量 年間線量率 を D とすると D が一定であれば一色 (1982) の地質区分に従って試料を採取した ただ

年代値 (T) は単純に
ῌTDE / D部にかけて主に海岸沿いに露出する溶岩は単一の長浜溶(1)で求められる 一方 自然放射線の量に変化が生じる場
ῌ合は 年間線量率を時間の関数 (D(t)) として表しDEῌ῍ D(t)dtT0(2)より年代値が求められる
総被曝線量 (DE) は 試料から抽出した石英に対して料し 一色 (1982) の地質図 (Fig. 1) では 島の北部から西岩として描かれているが 谷口 (1977) の地質図では長浜以北の名組湾溶岩と以南の沢尻湾溶岩とに分けられている 本研究では 名組湾溶岩と沢尻湾溶岩のそれぞれに対応する地点で試料を採取した また 秩父サジ Aについては 菅 他 (1992) の地質区分に従った 各 の地点において 石英抽出および放射性元素定量用の岩石秩父サジ A に関しては 未固結火砕物中の軽石

粒

人為的に g 線を照射して自然放射線による ESR 信号の

径約 10 cm を約 1 kg 以上採取した また 水分量測定

生成をシミュレトし その増大の曲線 または直線

用の試料は 現地でビニル袋に密封して持ち帰ったを信号強度が 0 の点まで外挿して求める (Fig. 2). すな

採取した岩石は 石基ガラスが大部分を占め その中

わち 石英を含んだ溶岩が噴出した時点では ESR 信号に斑晶として斜長石 石英 黒雲母 角閃石 磁鉄鉱な

強度は 0 であるが 冷却後 自然放射線によってある生どが含まれている 岩石から石英を抽出するために 岩

成効率で信号が増大し 現在の信号強度になっている

石を粗く砕き 水洗 ふるいがけ 6N 塩酸で洗浄 乾燥

信号の生成効率 Fig. 2 における直線の傾き は溶岩毎

マグネティックセパレタによる磁性鉱物の除去

に異なる可能性があるので その生成効率を人為 g 線照SPT 重液 ポリタングステン酸ナトリウム による処射によって求める
年間線量率は 岩石中に含まれている放射性元素に起因する a, b, g 線と宇宙線による すなわち

理 20% フッ酸によるエッチングを行った フッ酸による処理をするのは 石英粒の表面部分を溶解させることにより 外部からの a 線による放射線損傷を受けた部分

神津島流紋岩質単成火山群の ESR 年代

27を取り除いて年間線量の計算を容易にするためである῍

分離が不完全な場合があったがῌ 斜長石は石英よりも速抽出した石英の粒径はῌ 面房溶岩を除いては全て 0.5ῑ1くフッ酸で溶解するためῌ フッ酸処理により斜長石の大mm である῍ なおῌ 重液処理の段階では斜長石と石英の部分は消失した῍ 仮に斜長石が残っていたとしてもῌ 後述する ESR 測定には石英からの信号のみを用いるのでῌ
斜長石の混入は特に問題にならない῍
4. 総被曝線量の測定

各岩石から抽出した石英試料はῌ 砕いて粒径を 100ῑ
200 mm に揃えた後ῌ 各῏80ῑ100 mg ずつ 8ῑ10 個に小分けしῌ 照射をしない試料を除いて最大 730ῑ900 Gy ま
で 7ῑ9 段階の線量の人為 g 線照射を行った῍ 照射には
日本原子力研究所高崎研究所の 60Co 線源を用いῌ 線量率
は 2.8 C/kg h ῒ石英に対する吸収線量率῎ 94.4 Gy/hΐ とした῍
ESR 測 定 はῌ ESR 測 定 装 置 PX-2300 お よ び RE-1 X
ῒ共に日本電子製ΐ を用いて液体窒素温度 (77 K) で行った῍ マイクロ波出力は 5 mWῌ 磁場変調幅は 0.1 mT とした῍ 測定された ESR スペクトルの例を Fig. 4 に示す῍Fig. 4 にはῌ 石英中のケイ素 (Si) にアルミニウム (Al)が置換したサイトにホῐル ῒ正孔ΐ がとらえられた Al
中心とῌ ケイ素 (Si) にチタン (Ti) が置換したサイトにFig. 3.

Locations of samples for ESR dating. Tj:
Tenjyosan lava, Kb: Kobeyama lava, Ay:
Ananoyama lava, Ht: Hanatate lava, Jg:
Jyogoyama lava, Cb: Chichibuyama pyroclastic surge deposit-A, Tk: Takodoyama lava,
Os: Ohsawa lava, My: Matsuyamahana lava,
Mb: Membo lava, Nc: Nachisan lava, Am:
Awanomikoto lava, Nt: 262 m yama lava, Ng:
Nagumiwan lava, Sj: Sawajiriwan lava, Hm:
Hashiruma lava, Sn: Sanukayama lava and
Kn: Kannon’ura lava.

Fig. 4.

電子がとらえられῌ 電荷の釣り合いのためにリチウムイ
オン (Li῔) が格子間に存在する Ti-Li 中心の ESR 信号
位置がいくつか示してある῍ 年代測定にはこれら 2 種類の中心のどちらも用いることができる῍ 2 種類の中心についてῌ それぞれ Fig. 4 に示された位置の信号強度を読みとった῍
石英に対する人為 g 線照射量を増大させるとῌ ESR 信
号強度は増大した῍ その増大の様子の例を Fig. 5 に示す῍ 横軸は g 線の照射線量を石英による吸収線量に換算
してある῍ 測定によって得られたデῐタ点に飽和曲線まESR signals observed in quartz phenocrysts extracted from Ohsawa lava.

横山 正῎島田愛子῎梅村崇志῎豊田 新

28

たは直線を当てはめῌ これを外挿して横軸を切る点における吸収線量が求めるべき総被曝線量である῍ 基本的には飽和曲線を当てはめるがῌ 直線近似の方がより適当と判断される場合には直線を当てはめる῍
求められた総被曝線量を Table 2 にまとめた῍ 飽和曲線または直線の回帰には東京大学情報基盤センタ῏の最小二乗回帰計算プログラムパッケ῏ジ SALS ῐ中川῎小柳ῌ 1982ῑ を用いた῍ 総被曝線量の誤差 (1s) はῌ 回帰計
算によって得られたパラメ῏タの誤差およびパラメ῏タの誤差間の相関を考慮して算出されている῍ なおῌ 水和
法 ῐ谷口ῌ 1980ῑ で活動年代が数千年前と推定されている 4 つの火山 ῐ天上山ῌ 神戸山ῌ 穴の山ῌ 花立ῑ の試料についてはῌ 年代が若すぎるため未照射の石英において
ESR 信号が検出されなかった῍ したがってῌ これらに関しては総被曝線量は示されていない῍
5. 年間線量率の評価
Fig. 5.
Examples of the changes in ESR signal
intensities with increasing the amount of
artiﬁcial g ray irradiation for Kannon’ura lava(a) and Matsuyamahana lava (b).
Thesaturation curves (a) or straight lines (b) are
obtained by least square ﬁtting. Total
accumulated doses (DE) are obtained byextrapolating the curves or lines to horizontal
axis.

石英には放射性元素はほとんど含まれていないためῌ
石英中の不対電子は石英の外部からの自然放射線によって生成される῍ 本研究ではῌ 岩石中に含まれている放射性元素の含有量ῌ 水分量ῌ 石英の粒径を元にῌ Adamiec
and Aitken (1998) の換算表による計算ῌ Aitken (1998)に基づいた水分量補正ῌ Mejdahl (1979) に基づいた石英
粒径補正を行って年間線量率を求めた῍ 238U, 232Th, K2Oの含有量はῌ 岩石の粉末 20 g を試料としてῌ 低バックグ

Table 2. Accumulated doses (DE) obtained for Kozushima rhyolites.

神津島流紋岩質単成火山群の ESR 年代

29

Table 3. Concentrations of radioactive elements, grain sizes, water contents, and calculated natural dose rates (D).

ラウンド純ゲルマニウム半導体検出器 ῐCanberra 製ῑ で難である῍ したがってῌ Table 3 における年間線量率の誤測定した῍ 測定の標準試料にはῌ U と K2O については試

差にはῌ 半導体検出器による g 線測定のカウント数の統薬から調製した Uῒ995 ppm, K2Oῒ0.333 wt% を含む試計誤差のみが考慮されている῍

料 をῌ Th に つ い て は 岩 石 標 準 試 料 JG-1 a (Th ῒ 12.8ppm) を用いた῍ 水分量はῌ 現地にて密封して持ち帰っ

6. 年代の算出および結果の検討た試料の 110ΐでの乾燥減量により求めた῍ 石英の粒径溶岩が噴出してから現在まで年間線量率が一定と考えはῌ 抽出した石英粒径の中間の値 ῐ1῏0.5 mm の場合はられる場合はῌ 式 (1) により総被曝線量を年間線量率で0.75 mmῑ とした῍ 年間線量率の計算においてはῌ 放射平

割れば年代値が得られる῍ 溶岩の採取に当たってはなる

衡を仮定しῌ 年間の宇宙線量は 0.1 mGy/a としῌ ラドン

べく未変質の部分を選ぶように努めたがῌ 一部の溶岩(Rn) の損失の程度は 50% とした῍ これらの結果は

ῐ特に阿波命溶岩ῑ では風化による変質が見られた῍ 神津Table 3 にまとめた通りである῍ 年間の宇宙線量はῌ 岩石

島の流紋岩ではῌ 風化の進行に伴ってガラスの溶解や水の密度や地表からの深さなどによって値が異なりῌ 密度和が起こりῌ カリウムなどが溶出することが知られていが 2 g/cm3 の場合ῌ 地表からの深さが 1, 5, 10 m では年

る ῐ一色ῌ 1982; Yokoyama and Banﬁeld, 2002ῑ῍ このた間の宇宙線量はそれぞれ約 0.18, 0.1, 0.05 mGy/a になるめῌ 自然放射線量が時間変化することになりῌ 正確な年

(Aitken, 1998). しかしῌ 露頭において侵食の程度を推定

代測定のためにはῌ 年間線量率を時間の関数として表ししてῌ 試料の冷却時から現在までの平均の深さを見積もて式 (2) を用いる必要がある῍ Yokoyama and Banﬁeld

ることはῌ 現実には困難である῍ 水分量についても同様(2002) ではῌ 阿波命溶岩に関して元素移動速度を見積にῌ 必要とされる現在までの平均値を求めることが困難

もって式 (2) を用いるとῌ 式 (1) を用いた場合よりもなためῌ ある特定期日の値を用いている῍ Rn 損失につ

ESR 年代値が約 10% 若くなる可能性があることを指摘

いてはῌ 溶岩のような固結した試料ではほとんど損失がしている῍ しかしῌ 阿波命溶岩以外では風化の影響はあない可能性もある῍ これらの問題についてはῌ 高島

まりないと考えられῌ また全ての溶岩について年間線量(1995) で詳しく議論されている῍ 極端な場合としてῌ 秩率を時間の関数として正確に表すことは困難なためῌ 本

父サ῎ジ A についてῌ 仮に水分量が 0%, Rn 損失が 0%

稿では年間線量率は一定として式 (1) のみを用いることとした場合ῌ 年間線量率は Table 3 における値よりもそにする῍

れぞれ約 17%, 7% 大きくなる῍ このようにῌ 年間線量率

Table 4 はῌ Table 2 に示した各試料の総被曝線量をに誤差を生じさせる要因は複数存在するがῌ それらにつTable 3 に示した年間線量率で割って得られた年代値を

いて誤差を正確に求めて総合的な誤差を算出するのは困まとめたものである῍ 年代値の誤差にはῌ 総被曝線量の横山 正῎島田愛子῎梅村崇志῎豊田 新

30

誤差および年間線量率の誤差が考慮されている῍ Al 中

いう時間でも ESR 信号が減衰する場合はῌ Al 中心の年

心と Ti-Li 中心は本来同じ年代を示すはずでありῌ 大沢代が本来の年代よりも多少若くなっていることになる῍

溶岩や名組湾溶岩などではよく一致した年代が得られてしたがってῌ もし Ti-Li 中心の熱安定性が Al 中心よりもいるがῌ 走る間溶岩や砂糠山溶岩などでは年代の食い違高いならばῌ Ti-Li 中心の方がより本来の年代に近い値いが見られる῍ この原因の一つとしてῌ Al 中心と Ti-Liを示すことになる῍ しかしῌ このような年代の食い違い

中心の熱安定性の違いが考えられる῍ 例えばῌ 走る間溶の原因は熱安定性の違いだけではない可能性もありῌ 現岩に関してῌ 仮に Al 中心の熱安定性が低くて数万年と段階ではその原因は特定できない῍ したがってῌ 本来の年代値はῌ 両者の年代の間にあると考えておくのが妥当

Table 4.

The results of ESR dating.

であろう῍
本研究で得られた ESR 年代のうちῌ 特に秩父サ῏ジ
A と砂糠山溶岩についてはῌ 他の年代測定法による年代も比較的よく分かっているのでῌ ここでは両者の年代について比較検討する῍ まずῌ 秩父サ῏ジ A に関してῌ 一
色 (1989) や菅῎他 (1992) によって報告されている複数の 14C 年代を暦年代に較正するとῌ 約 22ῐ26 cal ka となる῍ 秩父サ῏ジ A の ESR 年代はῌ Al 中心では 26ῑ1 ka
であり 14C 年代と一致しているといえる῍ しかしῌ Ti-Li
中心の ESR 年代は 32ῑ3 ka でありῌ 食い違いがある῍次にῌ 砂糠山溶岩に関してはῌ Ti-Li 中心の ESR 年代は
68ῑ5 ka でありῌ Kaneoka and Suzuki (1970) で報告されているフィッション῎トラック年代 (70ῑ5 ka) とよく一致している῍ しかしῌ Al 中心の ESR 年代は 46ῑ3 ka
でありῌ 大きな食い違いがある῍ このようにῌ 片方の中心は他の年代とよく一致するが片方は一致しないという問題がありῌ この原因の解明は今後の課題である῍
名組湾溶岩と沢尻湾溶岩はῌ 一色 (1982) の地質図では単一の長浜溶岩として描かれているがῌ この 2 つの溶

Fig. 6. Eruption history in Kozushima. Al and Ti represent the ESR ages of Al center and Ti-Li center,
respectively (for errors, see Table 4). Thick solid lines indicate stratigraphic orders.

神津島流紋岩質単成火山群の ESR 年代

31

岩について得られた ESR 年代は 特に Ti-Li 中心でかな

7. お わ り にり異なっている すなわち ESR 年代測定結果は両者が現段階では ESR 年代の誤差は Al 中心もしくは Ti-Li

単一の溶岩ではないことを強く示唆する

中心に限っても少なくとも 10% 程度はあり さらに各試料について得られた ESR 年代は 地質層序とのAl 中心と Ti-Li 中心の年代の食い違いの問題もあるた

整合性を検討する必要がある Fig. 6 は地形や地質情報

め より高精度の年代を得るためにはさらなる研究が必から推定される各火山活動の相対的な前後関係を基に要である しかし 層序と ESR 年代測定結果とはほぼ調

ESR 年代測定の結果を加えて作成した火山活動史であ和的であり 両者を組み合わせて考えれば 神津島におる 層序については 一色 (1982) および菅 (1998) を参ける火山活動史をかなり正確に把握できたと考えてい考にし 一部修正を加えた Fig. 6 には 従来の報告による 神津島には 本研究で年代測定対象とした秩父サ

り比較的年代がよく分かっている火山については 最も

ジ A 以外にも多くの火砕物が分布する このうち 神津信頼性が高いと思われる年代を記入してある 面房溶岩

島南部の火砕物に関しては 菅他 (1992) によってかの上部および那智山火山の火砕丘上部には AT 火山灰なり詳しく調べられている しかし 中部から北部にかが存在することが菅他 (1992) により報告されている

けて分布する火砕物に関しては 秩父山付近に分布する面房溶岩の ESR 年代は Al 中心 Ti-Li 中心ともに AT

火砕物とは噴出源が異なると考えられる火砕物について

火山灰の 14C 年代 約 29 cal ka; Kitagawa and van derも 層序を観察できる露頭が少ないことや 火砕物がど

Plicht, 1998 より古い また 那智山溶岩の年代は Al

れもよく似ていて区別しにくいことなどのため 従来

中心の年代は AT 火山灰の年代より若いが Ti-Li 中心秩父山火砕堆積物 として一括されていた Fig. 1 におの年代は 293 ka であり AT 火山灰の 14C 年代と矛盾

ける Pc これらについて ESR 年代測定を行ってそれしない 他の火山活動に関しても 各火山の活動年代をらを区別し 得られた年代および地質情報を組み合わせ

Al 中心と Ti-Li 中心の間の年代と考えると ESR 年代とて検討すれば 噴出源や噴出規模の推定および火砕物の地質層序とではほとんど矛盾は見られない

侵食や再移動の評価などが可能であろう これにより

一色 (1982) は 島の南部にある 3 つの溶岩円頂丘 松
山鼻溶岩大沢溶岩高処山溶岩 について 岩質の類

火砕物の放出と溶岩の流出を含めた総合的な火山体の生成過程の議論への発展が期待される

似性や地形的な関係から 比較的短期間に上記の順に形成されたと考えた また 秩父サジ A はこれら 3 つの謝

溶岩円頂丘の形成に先立って 三浦湾を火口として放出

秋田大学の高島 勲教授 東北大学の谷口宏充教授か辞された火砕物である可能性も示唆している これらの火らは 本稿を改善する上で大変貴重なコメントをいただ

山活動の順序を明らかにする上では まず秩父サジ Aき また 伴 雅雄編集委員にも大変お世話になりましと溶岩円頂丘との層序関係が基本である 筆者らの現地た 以上の方 に深く感謝いたします なお 本研究の調査によると 松山鼻溶岩および高処山溶岩は少なくと一部には 平成 13 年度深田研究助成金 を使用しましも一部は秩父サジ A に覆われており これらは秩父た

サジ A の噴出以前から存在していた可能性が高い
松山鼻溶岩の ESR 年代が秩父サジ A の14 C 年代より古いことは 層序と調和的である また 高処山溶岩についても Ti-Li 中心の年代は秩父サジ A の C 年代
14より古い 一方 大沢溶岩に関しては溶岩円頂丘の上に
秩父サジ A は確認されなかった このことと 大沢溶
岩の ESR 年代が秩父サジ A の14 C 年代ときわめて近いことを考慮すると 両者は一連の火山活動であり 三浦湾を火口とした秩父サジ A の発生に引き続いて大沢溶岩円頂丘が形成された可能性が考えられる 大沢溶
岩円頂丘が三浦湾の伸びの方向に位置し 一方 松山鼻大沢 高処山の配列方向が三浦湾の伸びの方向とは斜交している関係は この考えと調和的であるといえる

引用文献
Adamiec, G. and Aitken, M. (1998) Dose-rate conversion
factors: update. Ancient TL, 16, 37ῌ50.
Aitken, M. J. (1998) An introduction to optical dating: The
dating of quaternary sediments by the use of photonstimulated luminescence. Oxford science publications,267 p.
Buhay, W. M., Cli#ord, P. M. and Schwarcz, H. P. (1992)
ESR dating of the Rotoiti breccia in the Taupo volcaniczone, New Zealand. Quatern. Sci. Rev., 11, 267ῌ271.
福岡 久  磯
望 (1980) 神津島産黒曜石のフィッショントラック年代 演旨 火山 25, 307ῌ308.
Ikeya, M. (1975) Dating a stalactite by electron paramagnetic resonance. Nature, 255, 48ῌ50.
Imai, N. and Shimokawa, K. (1988) ESR dating of quaternary tephra from Mt. Osorezan using Al and Ti centersin quartz, Quatern. Sci. Rev., 7, 523ῌ527.

32

横山 正῎島田愛子῎梅村崇志῎豊田 新Imai, N., Shimokawa, K. and Hirota, M. (1985) ESR
dating of volcanic ash. Nature, 314, 81῍83.
一色直記῎小野晃司῎平山次郎῎太田良平 (1965) 放射性炭素 14C による年代測定῍ 地質ニュ῏スῌ 133, 20῍27.
一色直記 (1982) 神津島地域の地質῍ 地域地質研究報告
ῐ5 万分の 1 図幅ῑῌ 地質調査所ῌ 75 p.
一色直記 (1989) 神津島で見られる秩父山火砕サ῏ジ堆
積物の 14C 年代とその意義 ῐ演旨ῑ῍ 火山ῌ 34, 324.
Kaneoka, I. and Suzuki, M. (1970) K-Ar and ﬁssion trackages of some obsidians from Japan. J. Geol. Soc. Japan,
76, 309῍313.
Kaneoka, I., Isshiki, N. and Zashu, S. (1970) K-Ar ages of
the Izu-Bonin Islands. Geochem. J., 4, 53῍60.
Kitagawa, H. and van der Plicht, J. (1998) A 40,000-year
varve chronology from lake suigetsu, Japan: Extension of
the 14C calibration curve. Radiocarbon, 40, 505῍515.
Kobayashi, H., Matsui, Y. and Suzuki, H. (1971) University of Tokyo radiocarbon measurements IV. Radiocarbon,
13, 97῍102.
Mejdahl, V. (1979) Thermoluminescence dating: Beta-dose
attenuation in quartz grains. Archaeometry, 21, 61῍72.
中川 徹῎小柳義夫 (1982) 最小二乗法による実験デ῏
タ解析ῌプログラム SALS, 東京大学出版会ῌ 206 p.
大森房吉 (1915) 伊豆大島三原山噴火概報῍ 震予報ῌ 81ῌ
9῍14.
Shimokawa, K., Imai, N. and Moriyama, A. (1988) ESR
dating of volcanic and baked rocks. Quatern. Sci. Rev., 7,529῍532.
菅香世子῎小林勝己῎印牧もとこ῎宮原智哉῎遠藤邦彦(1992) 神津島南部の火砕堆積物῍ 火山ῌ 37, 71῍83.
菅香世子 (1998) 伊豆諸島の流紋岩火山の噴火史と噴火様式ῌ神津島火山を例としてῌ῍ 平成 10 年度地震研
研究集会報告書 ῒ富士῎箱根および周辺火山における噴火長期予測のための研究集会ΐ ῐ代表者高橋正樹ῑῌ
17῍18.
高島 勲 (1995) 熱ルミネッセンス年代測定ῌ特に石英による火山岩類の測定精度についてῌ῍ 第四紀研究ῌ
34, 209῍220.
谷口宏充 (1977) 神津島の火山地質῍ 火山ῌ 22ῌ 133῍147.
谷口宏充 (1980) 神津島流紋岩のガラス質石基に見られる水和層とその火山地質学的意義῍ 火山ῌ 25, 217῍229.
富樫茂子 (1984) 神津島天上山火山噴出物中の炭化木の14C 年代῍ 火山ῌ 29, 277῍283.
Toyoda, S., Go#, F., Ikeda, S. and Ikeya, M. (1995) ESR
dating of quartz phenocrysts in the El Cajete and Battleship Rock Members of Valles Rhyolite, Valles Caldera,
New Mexico. J. Volcanol. Geotherm. Res., 67, 29῍40.
豊田 新 (1998) 石英中の常磁性格子欠陥の熱安定性の研究による ESR 年代測定の基礎の確立῍ 地球化学ῌ
32, 127῍137.
津屋弘達 (1930) 伊豆神津島火山島の地形と地質構造に就いて῍ 地理評ῌ 3, 453῍469.
Yamasaki, F., Hamada, T. and Fujiyama, C. (1968)
RIKEN natural radiocarbon measurements IV. Radiocarbon, 10, 333῍345.
Yokoyama, T. and Banﬁeld, J. F. (2002) Direct determinations of the rates of rhyolite dissolution and clay formation over 52,000 years and comparison with laboratory
measurements. Geocim. Cosmocim. Acta, 66, 2665῍2681.
吉田 浩 (1991) 神津島単成火山群の噴火史 ῐ演旨ῑ῍ 地
球惑星科学連合学会ῌ 1991 年度春季大会予稿集ῌ 28.
ῐ編集担当 伴 雅雄ῑ