地質調査所月報，第38巻第4号，p．191−196，1987

552．08：531．755（521．12／．13）

北上山地の岩石密度（その亘亘）
田中信一＊

TANAKA，S．andKANAYA，H。（1987）

Rock

金谷弘＊

densities

inthe

Kitakami

Mountains

PartII。

B％1乙0（90乙S％7∂．∫α1）α％，voL38（4），P．191−196．

Abstract：Southem

Kitakami

Mountainsconsistformations．Southem

part

Paleozoic

formationsofMesozoicformationsandthese

Densitymeasurement

sandstone，andspecimens
The

areon

Cretaceous

withintnlded

byrocks

aresamples
wasmadeof

Paleozoic

partlyCretaceous

ninety−sevenplutonic

mainlycoveredplutonicof

upPerbytheandMesozoic

unconformallybyrocks．

Permianmethodofmudstone

andsaturating

thewater．

results

aredensities

of

the

mudstonean（iand2．739／cm3，respectively．ComparedtothatoftheNorthem

Kitakami

formervalue

latterhigherdensityisasfollowslmeanslightly

lower，and

theofcalcaleous

sandstone

the

value

is

suggests

sandstone

are2．71

Mountains，theapparently・higher．Relatively

enrichment

ofsomeheavierminera1S．

The

plutonicrocks

ofTono，Hitokabean（iSenmayaplutons

quartzdioritic

rocks

in

composition

give

variablevalues9／cm3．Mean

densities

arecomparable

kamiMountains．The

density，because

toof

of

that

thoseofplutons

plutondensityrange

infromdensity

granitic

tofrom2．65to2．89

are2．75，2．72and2．739／cm3，respectively，and

Tanohata，Hashigami

Hitokabenarrowerandappears

variation

andtowithinMiyakobemostplutonsinhomogeneous

Northem

in

Kita−

terms

of

O．059／cm亀（1975），吉田ほか（1984）によって行われており，ここで亘．はじめにはそれに従う．北上山地は早池峯構造帯を境として北部北上山地を構成する岩石の物理的性質を明らかにする

北上山地と南部北上山地に2分される．

ため，その一環として岩石密度の測定を行った．北部北北部北上山地は，早池峯・北部北上・岩泉・田老の4上山地を構成する岩石の密度については既に報告を行っ帯に分けられ，その地質時代は二畳紀一白亜紀と考えらている（田中・金谷1986）が，今回は南部北上山地に露れている．この4帯の供給源岩は，珪長質一中性火山出する深成岩類を主に古・中生層を加えて報告する，南岩・花陶岩などが主と考えられており，全体的に優地向部北上山地の深成岩体のうち，遠野岩体，干厩岩体の重斜タイプの堆積物である．

力構造についての報告がある（鍋谷ほか1972，1973）が，他方南部北上山地は，中生層により部分的に不整合に10数年を経過しており広域的な密度の結果から見直しおおわれる（第1図）が，その地質時代は古生代後期と考えられ，供給源岩は中性一苦鉄質火山岩が優勢で，比較を行う必要がある．

今回は，花崩岩質岩試料63個に古生層試料32個（他的浅い堆積盆の堆積物と見られている．

南部北上帯古生層の二畳紀下部は，多くの石灰岩をはに参考試料2個）の結果であるが，古・中生層の試料数が必ずしも十分ではなく，かつ二畳系中・上部に限定ささむ砂岩・泥質岩からなり中・上部は薄衣礫岩と泥質岩れるので，今後これらを補足する必要がある・からなる．

今回取扱った古生層試料は二畳系中・上部の泥質岩が2・試料採取地域の地質殆んどであり，これにレンズ状に含まれる少量の石灰質

北上山地の古・中生層の分帯は，湊（1950），吉田砂岩である．

＊物理探査部に分類（片田ほか，1971）され，北部北上山地には南北に北上山地全域に露出する白亜紀深成岩類は6グループ

一191一

地質調査所月報（第38巻第4号）
VI帯はV帯の南にあり，広田・折壁・束稲岩体のほか多くの小岩体よりなる．細粒または斑状の半深成岩組織を示し，苦鉄質岩を伴い岩相変化に富んでいる．また
カリ長石に富む場合もある．

今回は露出面積の大きいV帯の遠野・人首・千厩岩

北上山地体を対象に測定を行った．

43．測定方法および精度
密度測定は，堆積岩については100−300g塊状のものを使用し，水中重量と空中重量の差より強制湿潤状態における密度を求めた．花簡岩質岩については，3kg程

惚k鵬

度の岩石塊より25．4mm径の円柱試料を3本切り出し，＼q剛b＼汰

亀＼＼⑭

￥

、＼、A＼＼B。蒔三瑚
一ノ1

一一一一一＿＿＿＿」

笥一一一一一一一一＿＿＿＿1！

9、匂二三這無干一0＆20km

一第1図

南部北上山地の古生層・中生層の分布

A；早池峯構造帯

a；盛岡市

B；古生層

Cl中生層

b；宮古市

もα

延びたレIV帯がほぼ東西に並列している．南部北上山⑱

地はV−VI帯に分帯され，V帯の中心部に北上山地で最も露出面積の大きい遠野岩体があり，その西側に人首・ら千厩岩体がNlO。一20。W方向に帯列している．V帯の岩、石は花崩閃緑岩質のものが最も多く，トーナライト質の（30L一一〇km部分も少なくない．斑栃岩・閃緑岩は殆んど伴わない．

また半深成岩質組成をもつ部分は少量で，岩相は概して

第2図

南部北上山地における二畳紀中・上部層および薄衣礫岩の分布（斜線部分）均質である．

A

一192一l横沢断層

Bl日詰一気仙沼断層

al石巻市

北上山地の岩石密度（そのn）（田中信一・金谷弘）

のせ空中で秤量する．この両者より密度を計算した．

それぞれより長さ25．4mmのものを作成し堆積岩と同様強制湿潤状態における3個の試料平均として求めた．

測定精度は，堆積岩については0。03（g／cm3，以下単同時にマイクロメーターで採寸し見かけ密度を求めた．

位略）程度，花闘岩質岩については0．Ol以下である．有

まず試料を純水（水道水をイオン交換樹脂およびフィ効間隙率はいずれも最大1％以下であった．

ルターを通過させたもの）に浸け約12時問以上放置する．

4．測定結果および考察

次にこれを真空槽中で減圧し，減圧状態で24時問同じ測定結果を概観すると以下の通りである．

状態を保持する，

1堆積岩類

上皿天秤より吊り下げた水槽中（純水を使用）のケージに前記測定用試料をのせ秤量する，次に水中より試料を登米・雄勝・歌津3地域の二畳系中・上部（主に上部）取り出し，試料表面の水分を短時問にふきとり，上皿に（第2図，金谷・片田，1975）より採取した泥岩15個，砂岩！7個の試料を使用した，また石灰質泥岩（方解石
第1表北上山地古・中生層各帯の岩質別平均密度
およびその標準偏差

1

南部北上帯

北部北上帯

岩泉帯

田老帯

平均密度

2．71

2．73

2．73

2．74

標準偏差（σ）

0，031

0，0210，022

一（0．77）（0．81）

告
ロ、

モI

l

泥岩
q、

⑤（％）

（1．1）

n＝15

n＝25

n＝28＼t一曳

n＝3＼こ、＼、鍔苧∵弐

砂岩

平均密度2．68

2．66

2．66

標準偏差（σ）

0，023

0，021

0，023幽＼灘・撫＼獣、N、も（0．86）（％）

n＝13（0．75）

n＝15

眠

（0．86）

n＝7、
伊，一，，、 艦』、 ・￥
￥

チャート

＼

平均密度2．67

標準偏差（ω0，028￥

￥

＼＼￥

一、＼

（1。0）

（彩）

n＝5
石灰岩

平均密度

＊2．73

標準偏差（σ）

0，020

（彩）

（0．73）

n＝17

2．71

n＝567

珪長質凝灰岩
平均密度92．68

標準偏差（σ140，034

翻

（L3）

（鰯）

一〇km

n＝5
緑色岩

平均密度
標準偏差（σ）
（彩）

2．90
0，090

第3図

（3．1）

n＝20
密度；（g／c皿3）n；試料数＊石灰質砂岩を含む

一193一

南部北上山地白亜紀深成岩類の分布

1；遠野岩体2；人首岩体3；千厩岩体41栗橋岩体5；赤金岩体6；内野岩体A；横沢断層Ba；盛岡市b；宮古市

l日詰一気仙沼断層

地質調査所月報（第38巻第4号）
2．75⑳⑬

2・72⑪鶴92。77，74／〆く2。702．70−2．75
2．75−2．80

2，732望2

砂広69

2，732，70＠

32，73㊥覧74⑧2蕾5Z65㊥雛8／2，69㊥㊥2．74

易

2．80く

2，72㊥

2♂3

2♂72，67⑲2、94⑧⑧

2♂72，752。75魯

怯84ノ＼

裾4

㊥2，76
⑬2，762・葛82寄．J

鋸go
2，70

2畜6⑳／
2，82

乞832・84

第4図aOlokm

遠野岩体にみられる密度分布および密度変化20−70％）は全て除外した．砂岩の多くは石灰質（方解石

千厩岩体は2．70−2．82の変化範囲を示すが岩体南部の石英閃緑岩，2．82を1つ除けば2．70−2．77でその密度20％以上）であり石灰岩は暗色の不純なものである。

泥岩15個の密度の変化範囲は2．67−2，77で平均値は2．71である．また石灰質砂岩17個（不純石灰岩5個を差はO．07程度で人首岩体よりやや幅が広い．また赤金岩体にみられる2．87を示す岩石は石英閃緑岩である．
これらを北部北上山地の4岩体（田中・金谷，1986）と含み試料全体の方解石の平均値は50％程度になるので最終的に石灰岩に分類）の変化範囲は2．69−2．76で平均合せとりまとめた（第2表）．

値は2．73である．変化範囲は泥岩で0．10，石灰質砂岩

登米相中の泥岩および石灰質砂岩を比較すると両者のは0．07程度である．これらを北部北上山地の結果（田変化範囲はかなり重複し，その平均密度は2．71と2．73中・金谷，1986）に加えとりまとめ（第1表）を行った．

で石灰質砂岩の方が0．02高い。これを北部北上山地の2深成岩類ものと比較すると，泥岩の登米相の平均は2。71で，北遠野・人首・千厩の分布（第3図）および結果（第4図部北上山地の2．73−2．74に対してやや低い．石灰質砂岩a，b）を示す．なお遠野岩体に隣接する栗橋岩体，人の平均は2．73で北部北上山地砂岩の2．66−2．68，同石

首・千厩岩体に隣接する赤金・内野岩体についてのデー灰岩の2．71と比較してもやや高めである．石灰質砂岩ターも参考値として記載した．

17試料中13試料が2．73−2．76の値を示すことから，鉄遠野岩体の密度の変化範囲は2．65−2。89で，岩体中心部が2．65−2．69で最も小さく，中間部分が2．70−2．74，鉱物のようなより密度の高い鉱物を含んでいるのか，方解石中にアラゴナイトが含まれるのかも知れない．

その外側が2．75−2．77，外縁部分は2．82−2．89で，中心南部北上山地の遠野・人首・千厩岩体の結果をみると，より周辺部に向かって密度が増加し同心円状構造を示し

平均密度は各々2．75，2．72，2，73で遠野岩体はやや高めている．当岩体北西部で2．89と最も大きい値を示すのである．北部北上山地の同質岩，階上・田野畑・宮古のは閃緑岩である．また栗橋岩体中心部にみられる2．94

各岩体は2．72，2．73，2．73で人首・千厩岩体と同じ値での岩石は斑栃岩である．

ある．相対標準偏差からみた値は，階上・田野畑・宮古の人首岩体の変化範囲は2．69−2．74と0．05程度の幅しかなく，かなり均質な岩体と考えられる．

各岩体が，2．4％，3．2％，1．7％に対し遠野・人首・千厩の各岩体が2．3％，0．6％，1．1％で人首・千厩岩体は一194一

北上山地の岩石密度（そのH）（田中信一・金谷弘）

いても多くの測定値とともに，色指数も含めた分布図が2．71●付記されている．これらはいずれも今回の結果と全く調和的なものである．

2η

遠野岩体は平均2．75，千厩岩体は2．73である．他方

2畢

母岩である古・中生層の平均密度は，泥岩2。71−2．74，

砂岩2．66−2．68，チャート2．67，石灰岩2．71，石灰質

砂岩2．73（南部北上），珪長質凝灰岩2．68で遠野・千厩

2，74
●
2．72

岩体の平均密度と比較して泥岩・石灰岩の密度差は殆ん

ど期待できない．砂岩・チャート・珪長質凝灰岩は2，73●0．04−0．06程度低い．
2。73

一方，各岩体の変化幅をみると遠野岩体2．65−2．89で2．73

O．24あり，人首・千厩岩体は各々2．69−2．74および2．72

2．70−2．77（南部の2．82を除く）で，0．05，0．07程度で●変化幅はせまく顕著な傾向を示さない．

2，69

遠野地域のブーゲ重力異常図（鍋谷ほか，1972）は，岩体形状およびその密度変化に非常に調和的な重カコンター形状を示し，他方千厩岩体のそれ（鍋谷ほか1973）は岩体形状との対比が困難なようにみえる．このことは，

ζ75・2，74

遠野岩体自身がもつ密度の変化幅および岩体内の密度分2が241

布が重力差を生ずるに適当であり，千厩岩体は岩体自身の密度の変化幅，岩体内変化ともに小さく，かつ母岩と2。74の密度差が殆んど期待できないことによると思われる．

2，72

●

●

北上山地で密度の大きい岩石は，緑色岩・超塩基性岩

2望o2．70241

2．732．70などである．これらが，泥岩・砂岩・石灰岩等のなかに小規模に存在するとその平均密度は，既に述べた各深成2，72

岩体の平均密度と比較して差が殆んどなくなる．例えば

2．72●

泥岩・砂岩・石灰岩等の平均密度をこれまでの結果から●の2。69に，また緑色岩・超塩基性岩を2，90に見積り，前

●2，73
●2，75
2・76●・2ン7●

者と後者の存在割合を9：1および8：2とすると緑色岩・超塩基性岩を含む泥岩・砂岩・石灰岩等の平均密度

2尋2は2．71，2．73に上昇する．これは露出面積の大きい深成岩体とこれに貫かれた周辺岩石との平均密度とがほと0
第4図blokm

んど同じ値になることであり，重力探査法の北上山地への適用性の検討問題となる．また当山地における低重力

人首・千厩岩体にみられる密度分布域は，これまでの結果からみて深成岩体の優白質な部分非常に小さい値となっており，他とは異なる分化過程のよりも砂岩で構成される可能性が高い．

産物と考えられる．遠野岩体は平均密度はやや高いものの相対標準偏差2．3％を示し北部北上山地E帯の3岩体

なお早池峯構造帯より採取した2個の緑色岩は2．87および2。89であった．とほぼ調和的な値を示している．IV帯の姫神岩体は最5．結論とまとめ

近の研究（片田・金谷，1980，片田・金谷ほか1986）により，異なる2つのマグマの産物と判明しており，このことが異常に高い相対標準偏差を示す原因になっている

南部北上山地の古生層，深成岩体などの岩石密度の測定を行い，北部北上山地の結果と合せ検討した．

1南部北上山地二畳紀中・上部泥岩の平均密度はものと考えられる．

南部北上山地遠野岩体・千厩岩体の重力構造については既に報告（鍋谷ほか，1972，1973）があり岩石密度につ2．71で，北部北上山地3帯の泥岩平均2．73，2．73，2・74よりやや低い値を示す．

一195一

地質調査所月報（第38巻第4号）
第2表
岩体

階上岩体

北上山地白亜紀深成岩体の平均密度およびその標準偏差

田野畑岩体

宮古（山田）岩体

姫神岩体

遠野岩体

人首岩体

千厩岩体

平均密度

2．72

2．73

2．73

2．83

2．75

2．72

2．73

標準偏差（σ）

0，065

0，087

0，047

0．15

0，063

0，017

0，030

（彩）

（2．4）

（3．2）

nニ10
i密度；（g／cm3）

nn＝26（1．7）

（5．3）

nニ33

n＝11（0。63）n；35（1．1）

n＝18

n＝10

l試料数

石灰質砂岩は平均値が2．73で泥岩よりも高く，北部245．

北上山地の砂岩・石灰岩の平均値よりも高い．この石灰片田正人・金谷質砂岩は，重鉱物を含むかまたは方解石中にアラゴナイ

弘（1980）北上山地白亜紀深成岩類のK，Rb，Sr，Th，Uについて．岩鉱，voL

トが一部含まれるのかも知れない．

2（2．3）

75，P．173−185』

白亜紀深成岩体のうち，V帯の遠野・人首・千厩・藤原郁夫・高木一男・金谷

岩体の平均密度は2．75，2．72，2．73で遠野岩体がやや（1986）

弘・大貫仁

北上山地姫神深成岩体について．三高い・人首・千厩岩体はH帯の階上・田野畑・宮古の3鉱学会昭和61年度秋期連合学術講演会講演

岩体と殆んど同じ値である．遠野岩体は岩体内部での密要旨集，p．120．

度差が0．24と大きく中心から周辺に向かって密度が増

金谷

南部北上山地登米相と薄磁率．地調月報，vo1．26，no．1，p．13−27．

なり均質な岩体となっている．

3

弘・片田正人（1975）

衣相のカリウム・トリウム・ウランおよび帯加するのに対し，人首・千厩岩体は密度変化に乏しくか

田中信一・金谷

露出面積の大きい深成岩体の平均密度は2。73前後のものが多い．当山地古・中生層の泥岩・石灰岩の平均

弘（1986）北上山地の岩石密度（その1）。地調月報，vol．37，no．9，P．471一477．

密度とほぼ一致している．チャート・砂岩などはこれよ

鍋谷裕夫・加納博・乗富一雄・高木章雄・鈴木将

りやや低いものの，深成岩体の珪長質な部分にほぼ重複

之・藤本幸雄（1972）

北上山地における花嵩している．このため，北上山地の重力探査法による解析

岩体の重力構造（その1遠野地域）．物理探を行う場合，当山地を構成する岩石の密度分布，変化幅

鉱，voL25，no．4，P．9−23．

・加納博（1973）北上山地における花謝岩等を十分に考慮する必要がある．

4

重力図の解釈に，個々の岩石密度を使うにはいく体の重力構造（その2，千厩地域）．物理探鉱，つかの問題がある．今回取扱った岩石は全て新鮮なもの

vol．26，no．5，P．10−23．

を用いており，現地における風化や地下水，それに破砕

湊正雄（1950）帯などの影響を全く考慮していない．また礫層をどの程北上山地の地質。地団研専報，no．

5，P．1−8．

度に扱うかも問題である．これらは今後に残された課題吉田である．

尚（1975）東北日本古・中生代地向斜の分化と発展．地団研専報，no．19，p．103−114．

文・大沢．穣・片田正人（1981）20万分の1

献

地質図幅「盛岡」．地質調査所．

片田正人・大貫仁・加藤祐三・蟹沢聡史・小野千恵
子・吉井守正（1971）北上山地，白亜紀花崩（受付：1986年9月24日1受理：1986年12月24目）

岩質岩類の帯状区分．岩鉱，voL86，p．230一

一196一