（様式３）新潟大学災害・復興科学研究所
共同研究報告書

猪苗代湖 2011 年地震性タービダイトの化学的特徴と構成粒子組成による崩壊発生場の推定
研究代表者

長橋

研究分担者

片岡良隆 1）香子 2）1）福島大学共生システム理工学類 2）新潟大学災害・復興科学研究所
研究要旨

猪苗代湖は福島県のほぼ中央部に位置し，湖面積が東北地方で最も大きい．猪苗代町では 2011 年 3 月
11 日の東北地方太平洋沖地震時に震度 5 強を記録し，猪苗代湖の湖水が濁ったという住民の目撃談もある．本研究では，HR 型不攪乱柱状採泥器を用いて採取した猪苗代湖の湖底堆積物のうち，水深 60 m 以深の 17 地点において確認されている 2011 年地震性混濁流堆積物（タービダイト）を対象に，連続化学組成分析と粒度組成分析を行い，2011 年タービダイトの化学的特性と粒度組成との対応を明らかにした．また，猪苗代湖に流入する主要 3 河川（長瀬川・舟津川・原川）の沖合で，湖底斜面をなす底質（砂）を採取し，その粒子組成と 2011 年タービダイトの基底付近に挟まる砂層の粒子組成を比較した．その結果，猪苗代湖西部に分布する 2011 年タービダイトは原川沖合の斜面からもたらされたこと，猪苗代湖中央部や南部に分布する 2011 年タービダイトは舟津川沖合の斜面からもたらされた可能性があることが明らかになった．
深の 29 地点において（図 1），HR 型不攪乱柱状採Ａ．研究目的

福島県中央部に位置する猪苗代湖は，湖面標高2

泥器で採取された，採取長 20〜40 cm 程度の柱状514 m，最大水深 94 m，湖面積 103 km（国内 4 位）

試料の層相と放射性セシウム（134Cs と 137Cs）濃度の湖である．猪苗代湖の北にある磐梯山（標高1816 m）との間には，猪苗代平野が広がる．猪苗

プロファイルとの関係に基づき，2011 年東北地方太平洋沖地震によるタービダイトが識別され（長代平野にある猪苗代町では，2011 年 3 月 11 日の橋ほか，2019，地質学会），タービダイトをもたら

東北地方太平洋沖地震時に震度 5 強を記録し，猪苗代湖の湖水が濁ったという住民の目撃談もあした湖底斜面の崩壊が複数ある可能性が示された（片岡・長橋，2019，地質学会）．

る．また，東京電力福島第一原子力発電所の事故

そこで，本研究では，2015 年以降に採取した猪による放射性物質の拡散により，会津若松市の環境放射線量率は，
2011 年 3 月 15 日の 14 時に 0.11

苗代湖の湖底堆積物の柱状試料を対象に，2011 年
タービダイトとその下位のバックグランド（静穏μSv/h，22 時に 2.39 μSv/h のピーク値を観測し環境の湖底）堆積物の連続化学組成分析と粒度組た（現在は，0.07 μSv/h）．
Kataoka and Nagahashi (2019，Sedimentology)

成分析を行い，2011 年タービダイトの化学的特性と粒度組成との対応を明らかにする．また，長瀬では，猪苗代湖湖心部で掘削した INW2012 コアに川・舟津川・原川の各主要河川（図 1）の沖合の挟まる磐梯火山起源と安達太良火山起源のイベント層を合計 55 層も識別するとともに，最上部湖底斜面を構成する底質（砂）を採取し，その砂粒組成と 2011 年タービダイトの基底付近に挟まのイベント層が 2011 年 3 月 11 日の東北地方太平る砂層の砂粒組成とを比較することで，斜面崩壊

洋沖地震による湖底タービダイトであることを明らかにした．さらに，2015 年以降，水深 60 m 以の発生場の推定を行う．

コア（採取長 29.3 cm，水深 94 m）について記述する（図 2）．2016-H2 コアは，下部（深度 27.0〜29.3 cm）の黒色粘土質シルトからなるバックグランド堆積物と上部（深度 0.0〜27.0 cm）の 2011年タービダイトからなる．2011 年タービダイトは，下位より順に，0.5 cm の砂層（細粒砂から極細粒砂に級化），層厚 0.2 cm の極細粒砂混じりシルト，層厚 0.3 cm の極細粒砂，層厚 3 cm の灰色極細粒
砂混じりシルト〜シルト（水生植物の細根を多く含む），層厚 23 cm の灰色シルト（水生植物の細根を含む）からなる．
2011 年タービダイトの 2 枚の砂層部の化学組成は，バックグランド堆積物に対して，SiO2・CaOが顕著に高くなり，Al2O3・Fe2O3 が低くなる（図 2）．
砂層の上位塊状部は，CaO が緩やかに減少し，その後はほぼ一定の値となる．また，SiO2・Al2O3・
Fe2O3・SO3・MnO は基底部の砂層直上からほぼ一定の値となる．粒度組成における砂・シルト・粘土
図1

HR コア採取位置（丸印）と本論で報告する画分の含有率（％）をみると（図 2），2011 年ターコアの採取位置（星印）

ビダイト基底部 の下位の砂 層の砂含有率 は約79％，上位の砂層のそれは約 52％である．この砂Ｂ．研究方法

層上位の 2011 年タービダイトの塊状部の砂含有水深 60 m 以深の 17 地点において識別した 2011年タービダイトは，湖底堆積物の最上部に位置す

率は，約 50％から約 17％へと緩やかに減少し，その後は約 11％〜約 14％の幅でほぼ一定となる．

る．2011 年タービダイトは，灰色を呈し，バック

2．砂粒組成グランド堆積物（明暗縞状の粘土質シルト）よりもやや粗いシルトを主体とし，全体に水生植物の長瀬川河口沖（2018-H1 コア・水深 70 m）の砂粒組成は，斜長石・石英・白色岩片・赤褐色水酸細根を含むことから識別される．また，基底部に化物被膜粒子と有色鉱物（斜方輝石・単斜輝石＞1 層あるいは 2 層の極細粒砂の薄層を挟むこと，この砂層上位の塊状部は緩やかな正級化構造が雲母）からなる．舟津川河口沖（2020-E3 コア・水深 67 m）の砂粒組成は，斜長石・石英・白色岩認められることがある．

片・黄色あるいは赤褐色水酸化物被膜粒子と有色連続化学組成分析は，福島大学所有のマイクロXRF 分析装置（堀場製作所，XGT-7200V）を用いて鉱物（雲母＞斜方輝石・単斜輝石）からなる．原川河口沖（2020-E4 コア・水深 59 m）の砂粒組成行った．分析は，管電圧 50 kV，管電流 1 mA（最は，斜長石・石英・火山ガラス・白色岩片・黄色大），真空雰囲気下，0.6 mm ステップ（プローブ径 1.2 mm）で行った．粒度分析は，新潟大学所有

水酸化物被膜粒子と有色鉱物（斜方輝石・ホルンブレンド・単斜輝石）からなる．のレーザー回折式粒度分布測定装置（マルバー

猪苗代湖の湖心部・東部・南部の 2011 年タービ

ン・パナリティカル，マスターサイザー3000）をダイト基底部の砂粒組成は，斜長石・石英・白色岩片・赤褐色水酸化物被膜粒子と有色鉱物（雲母用いて行った．

＞斜方輝石・単斜輝石）からなる．猪苗代湖西部
1．タービダイトの化学組成と粒度組成の 2011 年タービダイト基底部の砂粒組成は，斜長石・石英・火山ガラス・白色岩片・黄色水酸化ここでは典型的な 2011 年タービダイトの分析

物被膜粒子と有色鉱物（斜方輝石・ホルンブレン

Ｃ．研究結果例として，猪苗代湖の湖心部で採取した 2016-H2ド・単斜輝石）からなる．

2016-H2 コアの 2011 年タービダイト基底部の猪苗代湖西部で採取したコアの 2011 年タービ
ダイト基底部の砂層は，火山ガラスを含むことが砂層において，SiO2 が高くなることは石英の含有大きな特徴である．原川河口沖の 2020−E4 コアでを，CaO が高くなることは単斜輝石の含有を反映していると考えられる．タービダイト上部の塊状も，火山ガラスを多く含む．猪苗代湖の西の丘陵地には，白河火砕流堆積物が分布しており，この部は，CaO が緩やかに減少し，その後はほぼ一定

非溶結部の火山ガラスが原川を通じて猪苗代湖の値となる．この CaO の斬減は，粒度組成における砂含有率の減少と対応していると考えられるに流入した可能性がある．よって，猪苗代湖西部地点の 2011 年タービダイトは，原川河口沖の湖（図 2）．他の地点の連続化学組成分析と併せて，底斜面が崩壊して流下・堆積したと考えられる．

2011 年タービダイトの化学的特徴を述べると，2011 年タービダイト基底部の砂層では SiO2・CaO

一方，猪苗代湖中央部や南部で採取したコアの2011 年タービダイト基底部の砂層は，いずれの地が顕著に高くなる．また，SiO2・Al2O3・Fe2O3・SO3・点においても類似する砂粒組成を有しており，有CaO の含有量の鉛直プロファイルを見ると，バッ色鉱物として雲母・斜方輝石・単斜輝石を含む．

クグランド堆積物の含有量変化が大きいのに対雲母は長瀬川河口沖の 2018−H1 コアでも，舟津川して，2011 年タービダイト上部の塊状部は含有量

河口沖の 2020−E3 コアでも含まれるため，崩壊場の変化に乏しいことが特徴である（図 2）．以上述
べた 2011 年タービダイトの化学的特徴は，いず所の特定にはさらに詳しく砂粒組成の違いについて検討する必要がある．ただし，2011 年タービれの地点においても基本的に共通しており，地点

ダイトは，猪苗代湖の湖心部よりも北側に分布がによる化学的特徴の相違は見いだせない．

認められる地点は限られているため，湖北部よりＤ．考察

も湖南部の湖底斜面が崩壊した可能性の方が高いと考えられる．
Ｅ．結論

本研究では，猪苗代湖表層の湖底堆積物（深度20〜40 cm 程度）を対象に化学組成分析と粒度組成分析を行い，2011 年タービダイトの化学的特徴，それと粒度組成との対応を明らかにした．また，猪苗代湖に流入する長瀬川・舟津川・原川沖合で，湖底斜面をなす底質（砂）を採取し，その粒子組成と 2011 年タービダイトの基底付近に挟まる砂層の粒子組成を比較した．その結果，猪苗代湖西部に分布する 2011 年タービダイトは原川沖合の斜面からもたらされたこと，猪苗代湖中央部や南部に分布する 2011 年タービダイトは舟津川沖合の斜面からもたらされた可能性があることを明らかにした．
Ｆ．研究発表1.論文発表なし．
2.学会発表片岡香子・長橋良隆・難波謙二（2020）猪苗代湖の湖底堆積物に見られる 2011 年地震性タービ
ダイトの特徴．日本堆積学会，オンライン大会，
2020 年 11 月．
Ｇ．知的財産権の出願・登録状況（予定を含む）

なし．