火山 第 60 巻 ( 2015)
第 2 号 181-185 頁

寄 書

海底堆積物中のテフラ：その認定，記載から分析・同定までの現状と課題
池原研＊（2014 年 8 月 11 日受付，2015 年 3 月 6 日受理）

Marine Tephra : Present Status and Problems on Its Recognition, Description,Sampling, Identification and Correlation
Ken IKEHARA＊
Tephra bed occasionally occurs in marine sediment sequence around the volcanic islands such as the Japanesearchipelago, and tephra grain is an important component of marine sediments. Spatiao-temporal occurrence andcharacteristics of marine tephra, however, is not fully understood. This is mainly derived from weak interactions
between marine geologists and onshore tephrostratigraphers. Because the deep-sea (pelagic to hemipelagic) muddy
sediments have been deposited continuously, collaboration between marine geologists and tephrostratigraphers will give
us much more useful information to construct the tephra database.
Key words : marine sediment, marine tephra, description, occurrence
1．は じ め にり，テフラのデータベース構築の上で，海底のテフラのテフラは日本周辺海域のような火山弧周辺の海底堆積情報は不可欠と言える．海底堆積物中のテフラ層の産状物中にも普遍的に認められる．連続的に細粒物質が堆積は噴火状況に対応したテフラの供給様式と供給量，堆積する内湾や深海の環境は，小規模な噴火や遠方の火山の場の物理条件，生物擾乱の強さなどによって変化する．

噴火に伴う薄いテフラ層の保存に適した場の一つであ

したがって，テフラ層の産状の多様性を理解して，海底る．広域テフラのいくつかは放射年代測定や歴史記録に堆積物中のテフラ層をもれなく認定し，その層序学的位より，あるいは微化石層序や古地磁気層序などの様々な置や特徴を正確に記載することが海底堆積物試料の一次層序学的手法によりその噴出年代が求められているの記載者の重要な役目となる．

で，海底堆積物に年代目盛を提供する．一方で，酸素同テフラ粒子は海底堆積物の主要な構成要素であること

位体層序などにより高精度で年代決定された海底堆積物は少ないが，重要な構成要素の一つである．海底堆積物

は，テフラに高精度の年代を与える．さらにテフラは，中のテフラ粒子には，火山噴火の一次降下物だけでなく，海域のみならず，陸域，湖沼域，さらには雪氷域にももそれらが再移動して堆積した，二次以降の粒子も含まれたらされるので，これらの異なる環境間をつなぐ重要なている．長橋・片岡 (2014) は，テフラには火山噴火の一“鍵層” となる．したがって，海底堆積物試料中のテフラ次降下物だけでなく，一旦堆積したものが様々な過程に層を認定・記載し，適切にサンプリングして，分析し，より再移動して形成された二次以降の堆積物も含まれる

陸上やほかの海底試料中のテフラあるいは既存データとと指摘した．特に火山近傍の海底の場合，観察されたテ比較して，同定・対比することは，海底堆積物試料の年

フラ層が一次のものか二次以降かのものかの判定は困難

代モデルの作成や，海底堆積物試料間あるいは陸域，湖な場合もあるが，この区別が以降の研究に重要となる場

沼域の堆積物との対比の上で基本的な作業となる．つま合があり得る．

＊〒305-8567 茨城県つくば市東 1-1-1
産業技術総合研究所地質情報研究部門
Institute of Geology and Geoinformation, Geological Survey of Japan, AIST, Tsukuba Central 7, 1-1-1 Higashi,Tsukuba, Ibaraki 305-8567, Japan.
e-mail : k-ikehara@aist.go.jp

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一方，海底堆積物試料の一次記載者の多くは堆積学者であり，通常の堆積物の組成や構造などについては十分な知識を持っていても，テフラについての知識を十分にもっていない場合もある．このため，岩相から複数のユニットに区分できるテフラ層が認められても，適切に記載できない場合や，適切に分析試料を採取できない場合が想定される．本論では，テフラを専門とせず，堆積学者として海底堆積物試料の記載に携わり，テフラを年代モデル作成や試料間対比に利用してきた立場から，海底堆積物試料中のテフラ層の認定から記載，分析用試料の採取，そしてそれらが分析や同定にもたらす影響についての問題点を，主にコア観察の視点から検討する．
2．海底堆積物中のテフラ層とテフラ粒子
日本周辺の海底堆積物中には，火山噴火起源の粒子が普遍的に含まれている．すなわち，細粒の火山ガラスや軽石，スコリアなどは泥質の海底堆積物中に散在している．その含有量は海域や層準によって異なるが，スメアスライドの観察によれば，多くの場合 5 % を越えない．
しかし，火山噴火起源の粒子が日本のような火山弧の周辺の海底堆積物の主要な構成要素の一つであることはきちんと理解しておく必要がある．
海底堆積物中のテフラの多くは給源火山から長距離輸送されたものが多いが，火山島の周辺などでは，火山噴火による一次降下物のほかに火山島の陸上や周辺の海底斜面に堆積した火山噴出物が再移動して堆積・形成されたものも認められる．これらの産状は，供給される火山噴出物の粒度や組成，供給量のほか，堆積場の物理条件（流れや波の営力の種類と強度，海底地形など），海底堆積物の粒度や組成，堆積速度，底生生物の種類や量，再移動の運搬様式などによって変化する．例えば，底層水の酸素濃度が低く，粘土やシルトなどの細粒堆積物が連続して多量に堆積する場では，底生生物の活動も小さいため，少量のテフラの降下でも薄いテフラ層としてよくFig. 1. Occurrence of marine tephra, examples from cores
collected from off Sanriku area. Width of the core isaround 7 cm. A : tephra patches, B : distorted tephra
bed with sharp bottom and top boundaries, C : tephra
bed with sharp bottom and gradual top boundary, D :tephra bed composed of lower pumiceous coarsegrained part (dark) and upper fine-grained part (light),
E : tephra bed composed of lower pumiceous coarsegrained part (light) and upper fine-grained part (dark),
isolated rounded pumice occurred near the top oftephra bed.

保存されるが，底層水の酸素濃度が高く大型の底生生物の活動が活発な場では，少量のテフラの降下では堆積後る理解や経験が記載と解釈を大きく異ならせる．海底堆の生物活動による掻き乱しによりテフラ層は破壊され，積物コアの記載者にも陸上露頭の数 m から 100 m 規模

パッチ状の産状 (Fig. 1 A) や，堆積物中に完全に撹拌さの堆積層記載や構造の側方変化の知識が必要なのも事実れて，肉眼では識別できなくなる．一般に，5 mm 程度以である．一方，粗粒の軽石やスコリアは薄い層状に産す上の厚さをもつテフラ層を認識し損なうことは少ないとる場合もあるが，孤立的に散在して産する場合も多い．

考えられるが，パッチ状のものは記載者の知識と経験の散在して産するものの場合，それが一次降下物なのか，違いによって記載し漏らすことも十分に考えられる．まそれが再堆積した二次堆積物なのか，あるいは生物擾乱た，海底堆積物の観察・記載は一般に幅 7〜10 数 cm のにより動かされて存在するものなのかを区別することはコアで行われるため，側方に厚さや構造，粒度などが変一般に困難である．さらに，周囲の泥質な海底堆積物よ化する場合にはその把握は困難である．これはテフラ層りも粗粒で粒度のそろったテフラ層は堆積物コア中で変に限らないが，記載者の堆積構造とその側方変化に関す形している場合がある (Fig. 1B)．この変形が初生的なも

海底堆積物中のテフラ：その認定，記載から分析・同定までの現状と課題

183のなのか，コアリングの際に発生したものかを判断する

域のテフラ層の多くが薄層でユニット分けできるものがことが難しい場合もある．特に大きく変形している場合少ないため，ユニット毎の分析ができる例に遭遇した経には，その正しい深度を認定しにくい場合もある．

験が少ないこと，海域のテフラをテフラとして研究して軽石の場合には海面に落下した一次降下物の軽石が，いる人間が少ないため，試料記載者が何をどう記載して，海流により運ばれて離れた場所に堆積する場合がある．

分析すべきかの理解が進んでいないこと，が主な原因とこれも薄い層状あるいは散在して産する（例えば，白石・考えられる．火山学の視点から海域のテフラを研究する

他，1992）．より細粒の火山ガラスも海流により輸送さ人間を育成することが重要である．そのためには，まずれていると考えられる．九州や四国沖の太平洋では黒潮数例でも構わないので，海底テフラを用いた噴火過程の流軸に沿った場所の海底表層堆積物の砂粒に火山ガラス検討例をあげていくことが必要であろう．の含有量が高いという事実（例えば，有田・木下，1990 ;より具体的には，1) テフラあるいは火山研究者による池原，2000）がこれを間接的に示している．分析がなさ

テフラの記載から分析用試料の採取の方法の堆積物研究れていないのでその詳細は明らかではないが，現在の表者への指導，2) 堆積物研究者のテフラ分析手法の理解，層堆積物にバブルウォール型の火山ガラスが多産するこ

3) 両者の協働による適当な事例研究の推進，を進めること，対応するバブルウォール型の火山ガラスを主体とすとが必要である．1)，2) は例えば複数の学会共同によるる明瞭なテフラ層が認められないことは，これらの火山ショートコース，スクールの開催などが有効であろう．

ガラス粒子が火山噴火の一次降下物ではなく，それらのまた，これらを通じた研究者間の人的交流が 3) を推進侵食，再移動の産物であることを示唆する．さらに，九すると期待する．

州や四国沖の黒潮の上流に南九州の巨大カルデラとその海域テフラの中には陸域のテフラに対比できていない火砕流堆積物が分布し，日向灘海域での細粒砂サイズのものも多数ある．例えば池原・他 (2004) は，大山起源と砂粒組成において火山ガラス・軽石の含有率が南ほど高考えられる海域テフラを噴出年代の近似から大山倉吉軽い傾向にあること（池原，2000）は，これらのカルデラ

石 (DKP) と考えたが，陸上で知られている DKP の火山からの噴出物からの粒子供給が表層堆積物中の火山ガラガラスの化学組成とわずかに異なる．これがまったく違

ス粒子の分布の形成に重要であることが考えられる．まうテフラなのか，上記のような噴火ユニットの違いなのた，これらの粒子の一部は海底あるいは海岸付近の火砕か，確認は進んでいない．これは大山の北方には日本海流堆積物が侵食されて供給された可能性もある．宮崎沖が広がり，海域におけるテフラの時空間分布の詳細が確の陸棚上の砂粒組成における火山ガラス・軽石含有率の認されていないこと，海域テフラは火山ガラスを主体と分布（池原，2000）は，河川を通じてのテフラ粒子の海するのに対して陸域の大山系テフラの多くは火山ガラス域への供給を示唆する．以上のことは，巨大な火砕流堆の保存が悪く，火山ガラスの特徴による模式露頭との比積物の形成は，その後長期間にわたって，周辺地域にテ較が困難なこと，が原因の一つである．また，同じ給源フラ粒子を供給し続けることを示しており，海域におい火山からの似た時期のテフラの正確な対比も重要な課題ても一次降下物だけでなく，このような二次以降の粒子である．Shiihara et al. (2011) や椎原・他 (2013) は，鬱供給が重要であること，また，黒潮のような海流が火山陵火山起源の完新世の海域及び陸域テフラについて火山ガラス粒子の重要な運搬役であることがわかる．

ガラスの化学組成が噴火ユニット及びサブユニットの区分に有効であることを示した．そして，海域ではこれま

3．海底堆積物中のテフラ研究の現状と問題点で安易に鬱陵-隠岐 (U-Oki) テフラという一つのテフラ

一方，降下テフラには火山噴火過程に応じた組成の変として呼称されていたテフラに異なる噴火ユニットの産化が記録される場合がある（例えば，Kataoka et al., 2001）．

物が混在することを示した．これは，海底堆積物により海底のテフラでも，アズキ火山灰のように，給源火山の詳細で正確な堆積年代を入れる意味でもテフラの詳細な情報がきちんと記録されている例も報告されている（鎌検討が重要であることを示している．また，Chun et al.

田・他，1994）．しかし，同様な例はほかにもあると期待(2007) は鬱陵火山（あるいは近傍の海底火山）起源のよされるものの，海域のテフラについて一連の噴火のどのり古いテフラである鬱陵-大和 (U-Ym) テフラと対比可フェーズのテフラが海底堆積物に残されたかを検討した

能なテフラが日本海堆積物中に 2 枚存在することを示し例は少ない．1 枚の海底のテフラにも明瞭な粒度や組成た．Lim et al. (2013) は層序的位置層位と年代から上位変化を示すものは確認される (Fig. 1 C, D, E) が，これらのテフラを新井・他 (1981) の U-Ym テフラとし，中嶋・を降下ユニットの可能性を考慮した視点から記載し，そ他 (1996) や池原・他 (2004) で U-Ym テフラとされた下れぞれのユニット毎に分析をした例は少ない．これは海位のテフラを鬱陵-佐渡沖 (U-Sado) テフラと命名した．

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池原

研

第四紀の日本海堆積物は日本海規模で対比可能な明暗互

しかし，残念ながら海域テフラの研究者は決して多くな層で特徴付けられる (Tada et al., 1992) ため，日本海ではい．多くの海域テフラは十分な記載や同定がされないま海域テフラの挟在層準を明暗互層の岩相層序の中に置くまに埋もれている．ただ，振り向けば陸域テフラも陸にことでこのような間違いを確認することが比較的容易で上がった海底堆積物中に挟在しているものも多い．現在あった．しかし，多くの海底堆積物のように生物擾乱のの海底堆積物の採取はそれなりの船舶と専門の技術が必

著しい均質な堆積物の場合には特徴の似たテフラ層を適要であり，誰もが容易にアクセスできるものではない．

切に同定・対比することが困難な場合もあり得る．海域

比較的小さな業界に支配されている海洋地質調査の状況

テフラのより正確な同定・対比のためには，海底堆積物が海域テフラの研究の拡大の一つの障害になっているの中に挟在するすべてのテフラについて，肉眼的特徴から，は事実であろう．いくつかの学会が共同して主導するよ岩石学的特徴，構成粒子の化学組成のデータセットをそり密接な研究者の交流と協働が現在の状況の打破に重要ろえるのが理想であるが，現状はそこまで進んでいない．

であろう．大きな研究ポテンシャルを有する海域テフラ

ここでも，テフラあるいは火山研究者と海底堆積物の研の一層の研究の拡大とそれに基づくデータベース作成の究者の協働が必要である．

進行，さらにそれを用いた幅広い研究の進展に期待した

これらの海域テフラの研究成果のリスト化，データい．

ベース化も重要な課題である．海底堆積物中のテフラ層の挟在は地質時代を通じて普遍的に起こっている．長尺の海底堆積物掘削コアの解析は，ある地域の長期間の火謝辞

福岡大学の奥野充博士には，本論の執筆機会を与え山活動の変化のモニターを可能にする．例えば，ODPていただいた．福島大学の長橋良隆博士，新潟大学の片Leg. 127/128 による日本海の掘削コア中のテフラの産状

岡香子博士らとの議論は本論を書く動機付けとなった．

(Pouclet and Scott, 1992) は約 1.4 Ma 以降にテフラの挟在二人の査読者には適切なコメントをいただいた．以上の頻度と厚さが増加したことを示すが，同時にそれ以前に方々に記して謝意を表する．

おいても，数は少ないが非常に厚いテフラを堆積させる火山活動の存在を示している．連続の堆積記録であり，火山ガラスが残されやすいという海底堆積物の特徴を活かし，日本海だけでなく，九州から北海道までの太平洋側前弧域，東シナ海，フィリピン海，オホーツク海など，海底掘削コア中のテフラを中期更新世以前の陸上の地層の中に挟在する広域テフラ（例えば，Tamura et al., 2008 ;Satoguchi and Nagahashi, 2012）と対比することで，この時代の火山活動とその変遷をより詳細かつ定量的に評価できる可能性がある．特に海域を含めた各テフラの空間的分布状況の把握は，より正確な噴火規模の推定や給源火山の位置の推定などにも有用な情報となる．さらに，これらの海底掘削コアに入れられる詳細な堆積年代のデータは，陸上の地層に高精度で年代目盛を与えられる．
また，高精度の年代目盛が入らない場合でも，陸上と海域の環境変化や地質イベントの対比など，陸から周辺海域を含めた地質環境の復元に役立つことは間違いない．
海域テフラの研究結果がデータベースに反映されることが重要である．
4．まとめ

海底堆積物の研究をしている者の目から海域テフラの研究の現状と問題点及び今後の可能性について私見を述べた．火山噴火記録のデータベースにおいて海域テフラは欠かせない構成要素の一つであることは間違いない．

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（編集担当吉本充宏）