フィッション・トラック

ニュースレター第2４号

75 - 782011年

有田-天草地域の陶石鉱床の変質作用と熱履歴（予報）三浦千佳*・大平寛人*

Alteration and thermal history of pottery stone deposits
in the Arita-Amakusa area, Kyushu, Japan.
Chika Miura* and Hiroto Ohira** 島根大学総合理工学部地球資源環境学科，Department of Geoscience, Shimane University.
はじめにに位置し，白亜紀の姫浦層群を貫く幅数ｍ〜十陶石は流紋岩の貫入後，流紋岩自身が熱水変質数ｍ，最大延長約4ｋｍにおよぶ岩脈状の陶石鉱を受けて形成する，石英，セリサイト，カオリン床で，NNE-SSW方向の海岸脈および村山脈，などからなる白色硬質の岩石で，古くから陶器やNW-SE方向の皿山脈からなる．このうち皿山脈

碍子などの窯業原料として利用されてきた．佐賀の傳兵衛木場鉱床については変質作用や鉱物学的

県有田地域の泉山陶石鉱床や熊本県天草地方の性質および年代論についての研究がある（富樫，陶石鉱床などが代表的である．陶石化に関与し1975；中川，1988；Nakagawa and Matsuura,た熱水変質作用についてはすでに多くの研究があ

1994；浜崎，1996）．流紋岩の活動と陶石化のるが熱履歴（温度や時代）については不明な点も時代に関しては概ね中期中新世（13〜16Ma）と残されている．今回，陶石化に関連した熱水変質考えられている．

作用の熱履歴の解明の一環として，これらの陶石試料鉱床からジルコンのフィッション・トラック年代およびセリサイトのK-Ar年代測定を試みたので

泉山陶石鉱床の採掘場跡から産状の異なる典型報告する．なお天草地域の陶石に含まれるジルコ的な試料を採取した（図1）．殻状を呈するドーンについては，試料の特性上の問題から予察的なム状流紋岩の一部（IZ-4），熱水破砕を被った角年代を得ることはできなかった．

礫部（IZ-5，6），塊状均質な陶石（例IZ-9）などである．変質の強い採掘場中央部付近では陶地質概要

石を切るように幅10〜20cmの純度の高いセリサ

泉山陶石鉱床は佐賀県有田町にあり，古第三紀イト脈が数条存在する（IZ-8）．試料採取に際しの杵島層群に貫入する鮮新世後期の岩株状流紋ては濱崎（1996）による地質図と中川ほか岩（400m 200m）が熱水変質を被り陶石化し（1995）による変質分帯を参考にした．なお鏡た鉱床である．流紋岩体の北側半分が高品位の下での特徴については昨年のニュースレターで報陶石を産し近年までにその多くが採掘された告したので省略する．フィッション・トラック年（図1）．鉱床の成因について濱崎（1994）は，代測定を試みた試料は上記のIZ-4およびIZ-9，泉流紋岩の重複貫入と揮発成分の脱ガスにより角山陶石鉱床から北東約3ｋｍの竜門ダム付近に露礫化を生じ，同時期の熱水変質作用により陶石出する流紋岩IZ-16（有田流紋岩）である．また化が進行したと述べた．前田ほか（1996）はセK-Ar年代は上記のIZ-8とIZ-9を対象とした．

リサイトのK-Ar年代と周辺の有田流紋岩の年代

天草地域の陶石鉱床については，皿山脈の傳兵などから，陶石化の要因を他の熱水システムに求衛木場鉱床を対象とした．傳兵衛木場では脈幅めた．またHirasawa and Uehara（1999）は陶約30ｍの陶石脈を採掘している（図2）．野外で石中のセリサイトのサイズや形態，共存鉱物とのは酸化鉄の縞目模様が顕著な陶石（縞目石）関係，ポリタイプの特徴などに基づいてセリサイ（DB-0），セリサイトやカオリンの発達のよいトのタイプ分けを行い，それらが一連の熱水変質

白色良質の陶石（特等石）（DB-2），径1〜2ｍ

作用の熱履歴（低温→高温→低温）と密接に関ｍの炭酸塩鉱物（菱鉄鉱）が変質により褐色化連する可能性を指摘した．詳細な変質分帯や鉱し微細な斑点模様を呈する陶石（DB-3）などの物学的性質に関する研究も報告されている（中川

多様な産状が観察される．堆積岩との接触部

ほか，1995）．

（陶石脈縁部）は特に細粒硬質でわずかに淡緑色

一方，天草陶石鉱床は熊本県天草下島の北西部を呈する（DB-12）．K-Ar年代測定に供した試75

図1．有田泉山陶石鉱床の試料採取地点．変質分帯は中川ほか（1995）による．

図2．天草陶石皿山脈・傳兵衛木場鉱床の採掘場の様子と主な試料採取地点．

料は脈中心付近の品位の高い陶石，DB-2と

図3．天草陶石（傳兵衛木場）の薄片写真．Qz（石英）Se（セリサイト），Kln（カオリン），Pl（斜長石），Ca（炭酸塩鉱物：菱鉄鉱や苦灰石など）

DB-14である．傳兵衛木場の陶石の典型的な薄片を図3に示す．DB-2（特等石）は細粒均質で20〜50μmの他形粒状の石英，葉片状セリサイト，粒フィッション・トラック年代測定状のカオリンからなる．1〜2ｍｍの自形石英斑

典型的な陶石からジルコンを取り出しフィッ晶をまれに含む．有田泉山地域の陶石（セリサイション・トラック（FT）年代測定を試みた．有トが概ね10μm以下）に比較するとセリサイト

田泉山陶石のジルコンの含有量は少ないが予察的のサイズが大きい．カオリンは干渉色の低い5〜年代を得ることができた．一方，天草傳兵衛木

10μm以下の葉片が複数集合してひとつの粒子場の陶石はジルコン含有量が極端に少なくサイズをなしている．DB-12（陶石脈縁部）では，長径も小さい．また自発FT密度が著しく高く短時間0.5ｍｍ程度の長柱状の斜長石を斑晶として含のエッチングでFTの認定が困難になるため年代

む．斜長石の一部はセリサイトに変質しているが値を得ることはできなかった．これはジルコンのK含有量は少ない．石基に相当する部分は微細なU濃度が著しく高いことによると考えられる．

長石および珪長質物質からなり，それらの30％実験は大平・永井（2004）に従った．エッチ以上が炭酸塩鉱物（菱鉄鉱や苦灰石）に置換してングはNaOH-KOH共融体（225℃）で38〜40時いる．全体にセリサイト化は軽微である．

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表1．フィッション・トラック年代測定結果（有田泉山陶石と有田流紋岩）

表2．K-Ar年代測定結果（有田泉山陶石：IZ-8，IZ-9； 天草陶石皿山脈傳兵衛木場の陶石：DB-2，DB-14）間行った．中性子照射は日本原子力研究開発機

る．また陶石中のセリサイトのK-Ar年代は2.4〜構の原子力科学研究所のJRR-4の気送管で10秒間2.5Maと年代中央値はわずかに若いが誤差範囲は行った．FT年代測定結果を表1に示す．今回得ら重なる．泉山陶石は流紋岩の重複貫入とその後のれた泉山陶石（IZ-4およびIZ-9）および有田流紋脱ガスによる熱水変質により形成されたと考えら岩（IZ-16）の年代はそれぞれ2.5Ma 0.1Ma，れているが（濱崎，1994），セリサイトの形態

2.6Ma 0.1Ma，2.6Ma 0.1Maである．

やポリタイプは，陶石化に際して，低温→高温→低温といった二次的温度の上昇を伴う熱履歴をK-Ar年代測定

示 唆 して い る （ H i r a s a w a a n d U e h a r a ，

有田泉山陶石および天草傳兵衛木場の陶石から1999）．今回得られたFT年代やK-Ar年代は，限水ひによりセリサイトを抽出しK-Ar年代測定をられた試料についてのデータではあるが，上述の行った．測定は蒜山地質年代学研究所に依頼しような複雑な熱史を伴う変質作用（陶石化）がた．なお天草傳兵衛木場の試料については水ひ後流紋岩の貫入直後の限られた期間に起こった可能のXRDでイライト-スメクタイト規則混合層（ト性を示唆する．一方本鉱床からはやや若いセリスダイト）が含まれたため，測定前に塩酸処理をサイトK-Ar年代（2.2Ma）も報告されており（前施した．測定結果を表2に示す．有田泉山陶石に田ほか，1996），鉱床内を切って分布する断層

ついては塊状均質な陶石（IZ-9）とそれを切る純の影響や，時代幅のある継起的な熱水変質作用の度 の 高 い セ リ サイ ト 脈 （ I Z - 8 ） が そ れ ぞ れ可能性についても検討する必要がある．

2.5 0.2Maおよび2.4 0.1Maである．有田流紋

天草傳兵衛木場の陶石からはジルコンFT年代

岩の年代は2.6 0.1Maである．天草傳兵木場のを 得 る こ と は で き な か っ た が ， セ リ サイ ト の陶石（DB-2，DB-14）からはそれぞれK-Ar年代は13.8〜14.0Maを示す．同採掘場から13.8 0.3Maおよび14.0 0.3Maの年代が得られは，陶石を切るセリサイト脈（未処理の全岩試た．

料）のK-Ar年代が16.4 0.3Maおよび16.6 0.8年代と報告されている（濱崎，1996）．今回得考察られたK-Ar年代は水ひにより抽出したセリサイ

有田地域については泉山陶石と周辺の有田流紋トを測定対象としているが，既報の値に比べて約岩からから得られたジルコンFT年代はともに2.52.5Ma若い．同じ採掘場から約2.5Ma異なる年代〜2.6Maである．この年代は既報の有田流紋岩のが得られることは，陶石化に関与した熱水変質

ジルコンFT年代（宮地，1990）とも調和的であ作用が一定の期間（数Ma）にわたり継起的に起77

こった可能性を示すのかもしれない．天草地域のHirasawa K. and Uehara S., 1999,

陶石脈は白亜紀姫浦層群中の広域的な構造線

Hydrothermal History of the Izumiyama（断層）に沿って貫入した流紋岩脈が変質して形

pottery stone deposit inferred from

成した鉱床であり，傳兵衛木場採掘場においてもMicrotexture and Microstructure analysis

陶石中の小断層を境に約2ｍの変位の認められる

of illite by SEM and TEM. Resource露頭がある．このような産状は陶石の形成後も断Geology Special Issue, 20, 113-122.

層が活動していることを示しており，そのような前田勝彦・渡辺公一郎・井沢英二・板谷徹丸・断層に沿って二次的な熱水が作用することは十分

武内浩一, 1996, 西九州，有田−波佐見地域に 考 えら れ る ． ま た 品 位 のよ い 陶 石 を 産 す るの金鉱化作用と粘土化作用のK-Ar年代, 資源

DB-2付近（図2）では陶石のクラックに沿って幅地質, 46, 25-31.

数mmのカオリン脈が発達する．このような産状中川昌治, 1988, 天草陶石の構成鉱物, 粘土科学,も熱水の継起的活動に関連するのかもしれない．

28, 11-29.

今回天草陶石のジルコンについてはFT年代測中川昌治・中本順子・吉原俊昭, 1995, 佐賀県泉定を適用することができなかったが，エッチング

山陶石鉱床における熱水変質作用−石英とを工夫して再度実験を試みるとともに，レーザー

NH4含有セリサイトの鉱物学的性質−. 粘土

アブレーションICPマスによるU-Pb年代測定の適科学, 35, 1-14.

用可能性も検討する必要がある．今後の課題でNakagawa M. and Matsuura T., 1994,ある．

Hydrotehrmal alteration at theDenbekoba deposit of Amakusa potterystone. Clay Science, 9, 123-136.

参考文献

富樫幸雄, 1975, 熊本県天草陶石鉱床における変濱崎聡志, 1994, 流紋岩浅所貫入岩体の内部構造質作用, 地質調査所月報, 25, 10, 491-508.と貫入過程−佐賀県泉山陶石鉱床における宮地六美, 1990, 北西部九州の火山岩類のフィッ流紋岩体の例−, 火山, 3, 91-98.

ション・トラック年代, 九大教養地研報, 28,

濱崎聡志, 1996，熊本県天草地域の火成活動と9-12.

セリサイト化熱水変質作用のK-Ar年代, 地質

大平寛人・永井淳也, 2004, 放射年代学（FT法）

調査所月報, 47, 201-207.

入門.地球科学，58，185-189．

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