I .はじめに
日本列島には石器時代の道具として活用されていた黒曙岩が多く出土し、関東および中部地方でも恩馳島・神津島，伊豆－箱根周辺，和田峠周辺，高原山などの黒暱岩原産地が知られている（堤, 2004;池谷, 2005).特に長野県中央部の霧ヶ峰地域には多くの黒曜岩が露出しており，文化人類学的研究や地質学的研究が進められ,研究成果が蓄積されてきた（和田村教育委員会, 1996;小野, 2011;橋詰, 2018;島田, 2018). 特に,近年は大型分析機器を活用し，黒曜岩産地推定を試みる研究が進められ、黒曜岩の化学的データの蓄積が続けられている（隅田・土屋, 2015;土屋・隅田, 2018; Suda et al, 2018;隅田・及川, 2019). 隅田・土屋(2015)は,霧ヶ峰地域から産出した黒曜岩の化学分析を行い，それらの化学的特徴に基づき原産地解析を行っている.また,土屋・隅田（2018）は，小県郡長和町の広原遺跡から出土した黒曜岩梨石器について詳細な原産地の踏査と定量分析値に基づき原産地を判別している。さらに，隅田・及川（2019）は，これまでに蓄積してきた霧ヶ峰地域の原産地に関わる成果をまとめ，黒曜岩と遺跡の分布状況の関連性について総括している。このように長野県霧ヶ峰地域原産の黒曙岩については詳細な岩石化学的研究が行われており，黒曜岩石器の産地同定が可能となっていな今回，著者の一人が長野県池田町において畑に敷かれた礫の一部に黒曜岩が使用されていることを見出し、産出地について聞き取り調査を行ったところ，県北部の大町市を流れる鹿島川の左岸側より掘り出された礫であることが判明した.地元の採石藻者によれば,この礫は鹿島川の河川堆積物を十数メートルまで掘削したピットで掘り出された未固結の河川堆積物とのことであった.このピットはすでに埋め戻されているため地層断面を観察することはできず，礫が産出した深度は不明である．現在の鹿島川の河床と，1.5kmほど南で合流する高瀬川の河床では,同様の礫は観察されなかった.また礫の供給源である岩石の露頭は確認できていない。礫は河川堆積物ではあるものの，長野県北部地域から黒曙岩の産出は報告されていないため，この黒曜岩の岩石学的記載や化学分析を行うことは，今後の黒曜岩原産地推定や考古学的検討を進める上で極めて重要である.本研究では，長野県池田町の畑から採取された４つの黒曜岩について，肉眼・鏡下観察，全岩主成分・微量成分・希土類成分分析，構成鉱物の化学分析を行い，それらの岩石化学的な特徴について考察を行う.
II.地質概略
黒曜岩礫が埋没していると推定される大町市鹿島川周辺の地質概略図（加藤ほか, 1989)を第１図に示す.本地域の北部には白亜紀木崎流紋岩，北部及び西部には古第三紀有明花崗岩がそれぞれ露出しており，日向山周縁に更新世の高位段丘堆積物，さらにその周辺に完新世の古期扇状地堆積物，鹿島川流域に新期扇状地堆積物が分布し，高瀬川下流域に沖積層が広がっている（加藤ほか, 1989).調査地域北西域に分布する木崎流紋岩は，流紋岩賀の火砕流堆積物で溶結構造によって特徵付けられる（石沢, 1982).後述する有明花崗岩に捕獲岩体あるいはルーフペンダントとして取り込まれており、有明花崗岩による熱変成作用を被っている（加藤ほか, 1989).有明花崗岩は，桃色斑状粗粒を呈する角閃石含有黒雲母花崗岩であり，クロット状に集合した有色鉱物を含み,弱い面構造を示す場合がある（加藤ほか、1989）本岩に含まれる黒雲母のK-Ar年代は, 50.2～52.6Maで,新第三紀始新世の活動を示している（加藤ほか, 1989).高位段丘堆積物は篭川と鹿島川に挟まれた地域に発達し，標高850〜900mに発達する第１段丘面と標高830〜 880mに発達する第２段丘面に分けられ，共に更新世中期末～後期初頭にかけて形成されたものと推定されてい
る(平林, 1984).
古期扇状地堆積物は篭川，高瀬川および鹿島川による側方および下方没食によって，高位段丘周辺部に扇状地性の段丘として発達している（加藤ほか, 1989). 高瀬川右岸では広い平面を形成し、現河床面と比高２～３ｍをなす段丘を形成している（平林, 1971; 1984).鹿島川扇状地では20～30cmの黒土の下に淘汰の悪い砂礫堆積物が分布する（加藤ほか, 1989).新期扇状地堆積物は，先新第三紀の花崗岩，チャート,頁岩,砂岩および新第三紀の砂岩,砂質泥岩,デイサイト，凝灰岩の円礫から構成される（加藤ほか，1989）.沖積層は，砂礫，粘土からなり，篭川や鹿島川下流域に広く分布している.
Ⅲ.肉眼および鏡下観察
採取された４試料は，便宜上最も小さい試料を黒曜岩Aとして，大きくなるにつれB，Cとし，最も大きな試科を黒曜岩Ｄとする．また，肉眼観察によって，黒色で透明感のある無斑晶ガラス質を呈する黒曜岩Ａと，白色鉱物の斑晶が目立つ濃黒色ガラス質である黒曜岩Ｂ～Ｄに二分した(第２図).以下,前者を無斑晶タイプ,後者を獲晶質タイプとして説明する.
1.無斑晶タイプ(黒曜岩Ａ)
岩石は，透明感を有する黒色ガラス質で，直径2.5cmの楕円形をなす（第２図Ａ）部分的に尖っている箇所が認められる。光沢のある貝殻状断口を示し，試料の薄部は灰白色から虹色を呈する．試料は全体的に新鮮であるが，微細な空隙が密集する部分は赤褐色に変色していることもある.鏡下観察では，全体的に清涼なガラスを主体とし，アルカリ長石や不透明鉱物を含んでいる（第３図A1, A2).清涼なガラスは新鮮で変質は認められない.アルカリ長石は，長柱状を呈し，長辺が0.04mm程の自形結晶である.不透明鉱物は直径0.01mm以下の粒状を呈している.また,清涼なガラスには, 0.04mm以下の微細なアルカリ長石の配列による遺淡模様が認められる（第3図A2).
2.斑晶質タイプ(黒曜岩B, C, D)
黒曜岩Ｂは長径4.0cm,短径3.0cmほどのいびつな形状を呈し，黒曜岩ＣとＤは長径8.0cm，短径6.0cmの拳小の大きさを示す（第２図Ｂ，Ｃ，Ｄ）。いずれも，遺黒色を呈する部分と赤褐色を呈する部分から構成され,部分的に白色から灰白色を呈する短柱状の長石が含まれている.また,これらの黒曜岩は砂岩や泥岩などの微小な異質岩片を含んでいる.以下に黒曜岩Ｂ, Ｃ, Ｄについてそれぞれ鏡下観察の結果を述べる.黒曜岩Ｂは汚濁したガラスと清涼なガラス，斜長石からなり(第３図B1, B2),単斜輝石やカンラン石を伴っている.また,泥岩,軽石,アルカリ長石,石英などの岩片や鉱物片を含有している。汚濁ガラスは微細な斜長石と不透明鉱物が含まれており，清涼ガラスの間を脈状に埋めている。汚濁ガラスに含まれる斜長石は，自形から半自形を呈する長辺1.0mmほどの草状で，アルバイト式集片双晶や累帯構造が顕著に発達する.破壊されている場合が多く，鋭利な角が多く残っている．汚濁ガラス中の単斜輝石は，自形を呈する短柱状で，長辺が最大0.07mmに達する．また,汚濁ガラスには直径0.3～0.5mmほどの軽石，アルカリ長石，石英が含まれ，1.5mmに達する泥岩の岩片も認められた.第２図　黒曜岩試料の写真A：黒曜岩A；B：黒曜岩B；C：黒曜岩C D：黒曜岩D.各写真のスケールバーの長さは２cm.清涼なガラスに含まれる斜長石は，長辺が0.1mmほどの自形を呈し，拍子木状に産する．アルバイト式集片双晶を示すものが多い。単斜輝石は半自形，短柱状で, 0.05mm以下である.ごく希に直径0.05mm以下の半自形,短柱状のカンラン石が含まれている.黒曜岩Ｃは汚濁ガラス，清涼ガラス，斜長石を主体として(第３図C1, C2),単斜輝石やカンラン石,普通角閃石を含んでいる.また,泥岩,砂岩,アルカリ長石,石英などの岩片や鉱物片も認められる。汚濁ガラスは微細な斜長石と不透明鉱物を含んでおり，清涼ガラス境界は明瞭である（第３図C1, C2).汚濁ガラスに含まれる斜長石は，長辺が0.1mmほどで，自形，草状を呈し，アルバイト式集片双晶が発達する.また, 0.01mm以下の針状結晶が無数に含まれている。汚濁ガラスに含まれている単斜輝石は，0.5mmほどの短柱状を呈する自形結晶で，双晶が発達している．カンラン石は，自形を呈する0.07mmほどの短柱状で，イディングス化が進んでいる.角閃石はごくわずかで、薄茶～濃緑色の多色性を呈する自形結晶である.長辺が0.02mmほどの柱状に産する.岩片としては25mmの泥岩や砂岩, 1.0mmほどのアルカリ長石や石英が認められた.石英には波動消光が認められる.清涼ガラスに含まれる斜長石は長辺が0.1mmほどの拍子木状を呈する自形結晶で，アルバイト式集片双晶が顕著に認められる.単斜輝石は0.05mmほどの短柱状,カンラン石は0.07mmほどの短柱状で，それぞれ半自形として産する.黒曜岩Ｄは主として汚濁ガラスと清涼ガラスおよび斜長石から構成され(第３図D1, D2),少量の単斜輝石やカンラン石を含んでいる.また,泥岩,砂岩,アルカA1：黒曜岩Ａのオープンニコル；A2：黒曜岩Ａのクロスニコル：B1：黒曜岩Ｂのオープンニコル：B2：黒曜岩Ｂのクロスニコル；C1：黒曙岩Ｃのオープンニコル； C2：黒曙岩Ｃのクロスニコル；D1：黒曙岩Ｄのオープンニコル；D2：黒曜岩Ｄのクロスニコル.リ長石，石英などの岩片や鉱物片も認められる．汚濁ガラスは微細な斜長石と不透明鉱物が含まれており，清涼ガラスの間を埋めている.汚濁ガラスに含まれる斜長石は，自形から半自形を呈する長辺1.0～0.5mmほどの草状で、アルバイト式集片双晶や累帯構造が発達している.汚濁ガラス中の単斜輝石は，自形を呈する短柱状で，長辺が最大0.5mmに達する。双晶を呈する場合が多い。カンラン石は直径1.0mmほどの自形結晶が含まれているが，イディングス化が著しい．また，汚濁ガラスには直径3.0mmほどの泥岩, 1.0mmほどの砂岩やアルカリ長石,石英が含まれており，いずれも楕円形を呈している.清涼なガラスに含まれる斜長石は，長辺が0.8mmほどの自形・拍子木状に産する。累帯構造やアルバイト式集片双晶を示すものが多い。長辺が0.1mmほどの拍子木状のものも多く認められる.単斜輝石やカンラン石は共に半自形，短柱状で，0.05mmほどである.
IV.鉱物化学分析
各試料について薄片を作成し、鏡面研磨を施した後に,カーボン蒸着を施した.これらの試料について,立正大学地球環境科学部環境システム学科に設置されている日立ハイテク社製走査型電子顕微鏡（S-3400N）とOxford Instruments社製エネルギー分散型Ｘ線分析装置（x-act、分析ソフト：INCA）(SEM-EDS）を用いて、カンラン石,輝石,斜長石,アルカリ長石,火山ガラスについてそれぞれ３～６点の分析を行った.分析方法は小暮ほか(2014)に基づくが，測定条件は加速電圧15kV，照射電流0.3nA,測定時間60秒に変更して測定した.なお,全ての分析値は無水100％に再計算を施している.分析した対象物は，黒曜岩Ａではアルカリ長石と火山ガラス,黒曜岩Ｂでは単斜輝石，カンラン石，斜長石，火山ガラス，黒曜岩Ｃでは単斜輝石，斜長石，カンラン石，火山ガラス,捕獲アルカリ長石,黒曜岩Ｄでは単斜輝石,斜長石,カンラン石,火山ガラス,捕獲アルカリ長石であった.なお,火山ガラスは汚濁部分と清涼部分を分け,カンラン石，単斜輝石，斜長石も清涼ガラスと汚濁ガラスに含まれているものに分けて分析した.代表的な鉱物および火山ガラスの測定結果を第１～５表に示す.斑晶質タイプ（黒曜岩Ｂ，Ｃ，Ｄ）に含まれるカンラン石の分析結果を第４図に示す. 黒曜岩Ｂには汚濁ガラス中にカンラン石を認められなかったため，浩涼ガラスに含まれるもののみ分析した（第１表）。黒曜岩Ｂに含まれるカンラン石は分析点が少ないものの，いずれも鉄に富んでおり，ファヤライト（Fa）成分が89.5～90％を示すものが多い。黒曜岩Ｃに含まれるカンラン石は清涼ガラス中のものも汚濁ガラス中のものもファヤライト成分が89.5～90％をもつものが多い。ただし，清涼ガラスに含まれるカンラン石の方が広い組成幅を有し，汚濁ガ
ラス中のものはやや狭い組成を示している．黒曜岩Ｄに含まれるカンラン石は汚濁ガラス中のものが清涼ガラス中のものよりもSiO₂に富む特徴が認められる.また,後者は前者に比してややファヤライト成分に富む傾向がある。前者はファヤライト成分が89.5～90％にピークがあり，後者は89〜89.5％にピークをもっている．カンラン石は黒曜岩ＣよりもＤに多く含まれており，大きさも後者に含まれているものの方が僅かに大きい。今回分析したカンラン石はいずれもファヤライト成分が87%を越え,フェロホルトノライトに分類される.斑晶質タイプ（黒曜岩Ｂ，Ｃ，Ｄ）に含まれる単斜輝石は，清涼ガラスと汚濁ガラスの両方に含まれるので,各試料で両者を分けて示す（第２表）。また，第５図に斑晶質タイプに含まれる単斜輝石の化学組成を図示した.黒曜岩Ｂに含まれる単斜輝石をみると汚濁ガラス中に含まれる輝石よりも清涼ガラスに含まれる輝石がわずかにフェロシライト（Fs）成分に富んでいることがわかる.一方，黒曜岩Ｄの輝石は汚濁ガラスに含まれるものが消涼ガラスに含まれているものよりエンスタタイト（En）成分に若干富んでいる.黒曜岩Ｃに含まれる輝石は汚濁ガラス中のものの領域が広く，清涼ガラス中の輝石の組成はその領域の中に含まれている.それぞれの黒曜岩を比較した場合，黒曜岩Ｂの単斜輝石が最もヘデンバージャイト(Hd)成分に富み，黒曜岩ＢとＤに含まれる単
ストライト成分.斜輝石は同程度のヘデンバージャイト成分を有する.ただし，黒曜岩Ｃに含まれる単斜輝石は最もエンスタタイト成分に富む特徴を示している.このように斑晶質タイプに含まれる単斜輝石は鉄普通輝石の特徴を有している.斑晶質タイプ（黒曜岩Ｂ，Ｃ，Ｄ）に含まれる斜長石も清涼ガラスと汚濁ガラスの両方に含まれているので，試料毎に両者を分けて表示し(第３表)，斜長石の化学組成を第６図に示す。斑晶質タイプに含まれる斜長石はいずれも類似した組成を有している。黒曜岩Ｂの汚濁ガラスに含まれる斜長石はアルバイト（Ab）成分が65～75％の範囲を示すが，清涼ガラス中のそれはアルバイト成分が45～75％を示し，アノーサイト（An）成分に富む特徴がある.同様の特徴は黒曜岩Ｄにも認められる。すなわち，汚濁ガラス中の斜長石はアルバイト成分が62～79％と相対的に狭い組成幅を有しているが，清涼ガラス中のそれは45〜70％の広いアルバイト成分を示している．黒曜岩Ｃでは，汚濁ガラス中の斜長石は黒曜岩ＢやＤとほぼ同じ組成範囲を示すが，清涼ガラス中の斜長石は55～75％のとやや狭いアルバイト成分を示している。斑晶質タイプの黒暱岩に含まれる斜長石はいずれもアルバイト成分に富むほどオルソクレース（Or）成分に富む傾向が認められる.なお，図には示していないが，黒曜岩Ａに含まれるアルカリ長石のオルソクレース成分は58～65％を示し、黒曜岩ＣやＤに含まれる捕獲アルカリ長石よりも明らかにオルソクレース成分に乏しい特徴が認められる（第４表).また，黒曜岩ＣやＤに含まれる捕獲アルカリ長石にはアノーサイト成分を検出できなかったが，黒曜岩Ａに含まれるアルカリ長石にはアノーサイト成分が1.4～ 3.4%含まれている.黒曜岩Ａ～Ｄの火山ガラスの組成を第５表および第７図に示す.図には比較のために隅田・及川（2019）の分析値と後述する各黒曜岩の全岩化学組成も示した.ここではSEM-EDSによって求められた火山ガラスの組成についてのみ述べる.無斑晶タイプの黒曜岩Ａは汚濁ガラスを含んでいないため，清涼ガラスの値しか示していないが，斑晶質タイプ（黒曜岩Ｂ，Ｃ，Ｄ）と比較して
黒曜岩Dロ清涼ガラス■汚濁ガラス
Fe2O3およびCaOに乏しい特徴が認められる. 黒曜岩Bの汚濁ガラスと清涼ガラスを比較すると両者ともFe₂O₂が0.8～2.8wt％の範囲を示し，Al₂O₂，CaO, Na₂O, K₂Oの組成範囲は重複している。黒曜岩Ｃの汚濁ガラスと消涼ガラスはともにFe2O3が1.3～2.6wt％の範囲を示すが,前者はややAl₂O₃に乏しく，Na₂Oに富む傾向が認められる. CaOとK₂Oは組成幅が重複している.黒曜岩Ｄの汚濁ガラスと清涼ガラスは最もFe₂O₃組成幅が広く，0.6 ～3.2wt％を示している. Al₂O₂, CaO, K₂Oでは両者に大きな差は認められないが，Na2Oでは汚濁ガラスがやや富む傾向を示している.
V.全岩化学分析
1．分析方法および試料作成方法
採取された４試料について，全岩化学主成分・微霊成分および希土類成分分析を実施した.岩石は，岩石カッターで切り出した後，鉄乳鉢で粗く粉砕し，新鮮な部分をピンセットで集めてメノウ製のボールミルで細粉化を行い，最終的にメノウ乳鉢で複粉化した.その後，粉末試料は900℃で１時間以上の強熱処理を行い，融剤（四ホウ酸リチウム）と希釈率１：２で混合し，ガラスビードを作成した.主成分・微量成分分析は,川野(2010)に基づき立正大学地球環境科学部環境システム学科設置の蛍光X線分析装置（XRF；リガク社製ZSX Primus II）を用いて行った.ただし、分析条件を改善し，理論マトリックス補正計算はde Jonghモデルを用い, Loss on ignition (L.O.I.)を含む補正計算（山田, 2010)を施した.測定した元素は, Si, Ti, Al, Fe, Mn, Mg, Ca, Na, K, Pの主成分と, Ba, Cu, Nb, Ni, Pb, Rb, Sr, V, Y, ZrにCo, Ga, Th, Znを加えた微量成分の合計24元素である。 希土類成分分析は立正大学地球環境科学部環境システム学科設置のレーザーアプレーション誘導結合質量分析装置(LA-ICP-MS；パーキンエルマー社製NexION2000）を用いて行った.分析手法は川野・清水（2017）に準じ，XRFで求めたＹを内標準元茶として元茶の補正を行った.測定した希土類成分はLaからLuまでのランタノイド14元茶である.また, LA- ICP-MSにおける分析値の正確さを確認するために，産寒総合研究所が提供している地質標準試料JB-1aの分析を行っている.
2.分析結果
XRFによって求められた分析結果を第６表に，各元素の挙動を第７図および第８図に示す.なお,第７図にはSEM-EDSによって求められた火山ガラスの組成を,第７図と第８図には隅田・及川（2019）によって報告されている長野県霧ヶ峰地域の黒曜岩の全岩化学分析値をそれぞれ示した.無斑晶タイプ（黒暱岩Ａ）は他の黒曜岩３試料に比してFe 2 O 3 ,   Al 2 O 3 ,   CaO,   K 2 Oに乏しい特徴が認められる。斑晶質タイプは酷似した組成を示すが，黒曜岩Ｂが最もFe₂O₃に富み，黒曜岩ＣがFe₂O₃に乏しい傾向がある.霧ヶ峰地域の黒曜岩と比較した場合，無斑晶タイプの黒暱岩Ａが最も類似した組成を示すが，それでもわずかにFe2O3に富んでいる．斑晶質タイブは霧ヶ峰地域の黒曙岩よりも1.5wt%ほどFe₂O₃に富み, Al 2 O 3やCaOにも富み差が認められる.一方, K 2 Oは霧ヶ峰地域の黒曜岩とほぼ同程度の値を示している。黒曜岩と含まれる火山ガラスの組成を比較すると，無斑晶タイブでは火山ガラスよりも全岩の値がFe2O3に富み, Al2O3, CaO, K 2 Oに乏しい傾向を示している. Na 2 Oには明瞭な差は認められない。斑晶質タイプは含んでいる火山がラスの組成とほぼ重複するものの，Fe 2 O 3に富む側にプロットされる.ただし, K₂Oに関してはいずれの黒曜岩も火山ガラスより３～４wt%ほど低い値を示している.微量成分の変化傾向を示した第８図をみると，霧ヶ峰
地域の黒曜岩は，冷山・麦草峠および昼ヶ塔・昼ヶ台・東俣の２地域に産する試料を除けば、Rbの増加と共に, Srは急激に，Zrは緩やかに減少する特徴が見られ，YやNbは直線的な増加が認められる.本研究で取り扱った黒曜岩は極めて狭い範囲のRb含有量を有し、霧ヶ峰地域の星ヶ塔・星ヶ台・東俣に産する黒曜岩付近の組成を示している.無斑晶タイプ（黒曜岩Ａ）は霧ヶ峰地域の黒曜岩のうち冷山・麦草峠のものと酷似した組成を示している。また斑晶質タイプは互いに酷似した微量成分組成を示し、霧ヶ峰地域の黒暱岩よりも明瞭にZrに富む特徴が認められる. Srは霧ヶ峰地域の黒暱岩のうち冷山・麦草峠産黒曙岩とほぼ同程度の含有量を示している. YやNbは星ヶ塔・星ヶ台・東俣産黒曜岩よりもやや富む領域にプロットされる. LA-ICP-MS法によって求められた希土類成分組成を第７表に，希土類元素パターンを第９図に示す．第７表には同時に測定したJB-1aの値とその推奨値も掲載している. JB-1aの測定値と推奨値を比較するとLa, Ce, Prなどの軽希土類で測定値がやや低く，NdからLuまでは推奨値と同じかやや高くなる傾向が認められる（第７表).ただし, Prで差がやや大きくなるものの,他の希土類成分は概ね推奨値の値とほぼ同じである。第９図には比較のために佐藤ほか（2001）による霧ヶ峰地域の和田峠黒曙岩のデータも示した.図に明らかなように,無斑晶タイプ（黒曜岩Ａ）は斑晶質タイプ（黒曜岩Ｂ，Ｃ， D）と比較して全体的に希土類元茶に乏しい傾向が認められ，顕著なEuの負異常を有する．斑晶質タイプは互いに類似したパターンを示すが，Gdに若干の組成差が認められる.いずれの黒曜岩も軽希土類元茶は右下がりの緩やかなバターンを，重希土類は平坦なバターンを有している.斑晶質タイプの黒暱岩は和田峠黒暱岩よりも同程度の軽希土類パターンを示すが，小さいEuの負票常と乏しい重希土類バターンを有している.

VI.考察
1．黒曜岩の岩石化学的特徴
斑晶質タイプの黒暱岩Ｂは，清涼ガラス部に汚濁したガラスが浸潤している様子が確認でき(第３図B1, B2),清涼ガラスが形成された後に汚濁ガラスのマグマが貫入してきたと推定される.また,斑晶質タイプ(黒曜岩Ｂ, C， D ）にはフェロホルトノライトや鉄普通輝石が含まれており，汚濁ガラスと清涼ガラスに含まれるこれらの鉱物問には顕著な組成差は認められない（第４，５図）.このことは，汚濁ガラスと清涼ガラスを生じたマグマが同じものであったことを暗示している。ただし，斑晶質タイプの黒曜岩では，清涼ガラス中の斜長石は汚濁ガラスに含まれる斜長石よりもアノーサイト成分に富んでいることから（第６図）、汚濁ガラスの起源マグマの方が清涼ガラスの起源マグマよりも分化が進行していたことを示唆している.主成分組成において，斑晶質タイプ（黒暱岩Ｂ，Ｃ， D）の全岩と構成する火山ガラスは，Fe 2 O 3やK 2 Oを除いて大きな組成差は認められない（第７図）.  Fe₂O₃が全岩組成で多くなっている理由は，前述のフェロホルトノライトや鉄普通輝石を含んだ粉末試料で全岩分析が行われたためであろう.一方, K₂Oが全岩組成で少なくなっている理由は，変質に依る溶脱が進んだ為と推定される.無斑晶タイプ黒曙岩Ａの全岩組成と構成する火山ガラスの組成差は斑晶質タイプよりも明瞭である。全岩組成がFe2O3に富む理由は，微細な不透明鉱物を多く含んでいるためと考えられる.ただし，全岩組成の方が火山ガラスよりもAl 2 O 3 , CaO, K 2 Oに乏しいことから(第７図),局所的に火山ガラスが不均質であった可能性も考えられる。また，本研究の黒曜岩は，霧ヶ峰地域の黒曜岩（隅田・及川, 2019)よりもFe2O3に富み,斑晶質タイプはAl 2 O 3やCaOにも明らかに富むことから霧ヶ峰地域の黒曙岩とは異なる起源をもつと推定される.第８図をみると，本研究で取り扱った無斑晶タイプ黒曜岩Ａは霧ヶ峰地域星ヶ塔・星ヶ台・東俣産黒曜岩（隅田・及川, 2019)と同じ領域にプロットされ,起源マグマの類似性が認められる。一方，斑晶質タイプ黒曜岩は霧ヶ峰地域の黒曙岩(隅田・及川, 2019)に比してRbに乏しく，Zrに富み，冷山・麦草峠産の黒曜岩と同程度のSr, Y, Nb含有量を示している.すなわち,斑晶質タイプの黒暱岩は，霧ヶ峰地域の黒暱岩とは異なる起源を有するマグマから発生したと推定され，主成分組成から推定された結果と調和的である.さらに，希土類元茶パターン（第９図）をみると，斑晶質タイプは軽希土類のパターンが霧ヶ峰地域の和田峠産黒曜岩（佐藤ほか, 2001）と類似するものの,  Euの負異常や重希土類のパターンが異なっており，無班晶タイプ（黒曜岩Ａ）はEuの負異常バターンは類似するが，軽希土類・重希土類のパターンに違いが認められる.一般的に希土類元茶バターンは分化と共に変化するが，和田峠産黒曙岩のSiO₂は76.32～77.67wt％（隅田・及川, 2019)で，本黒曜岩の斑晶質タイプ(SiO 2 : 73.58～74.01wt％）よりもやや富んでおり，無斑晶タイブ（SiO₂：76.12wt％）とほぼ同じである．よって，本黒曜岩と和田峠産黒曜岩との希土類元茶パターンの違いを分化の違いで説明することは困難である.つまり,主成分や微量成分組成から推定されたように，本黒暱岩は霧ヶ峰地域産の黒曜岩とは異なる起源を有すると結論づけられる.
2．黒曜岩の起源
今回分析した黒曜岩のうち斑晶質タイプ（黒曜岩Ｂ, C，D）にはフェロホルトノライトや鉄普通輝石が含まれており，アイスランダイトと似た岩石学的特徴を示している.そこで,国内におけるアイスランダイトとの比較を通して，本黒曙岩の帰属について検討を行う. Shimazu and Takano (1977)はグリーンタフ地域に属す新潟県の津川および福島県の只見地域から，鉄普通輝石や鉄ヘデン輝石，変質したカンラン石を含む真珠岩溶岩をみいだし，他地域に産するアイスランダイトとの比較を行っている.また,周藤・八島（1985）は茨城県大子町に産するホルトノライトを含む安山岩について検討し、アイスランダイト様の特徴を有することを指摘した.一方,高橋ほか（1995）は上記の真珠岩や安山岩を含め、東北地方に分布する中新世アイスランダイトの成因について言及しており，前期中新世に発生したマントルプリュームの上昇による急激な日本海拡大と日本列島の移動が，高温でH₂Oに乏しいアイスランダイト質マグマの生成に寄与したと推定している.そこで,高橋ほか(1995)のSiO₂FeO*/MgO図に関東北東部のアイスランダイト様火山岩と本黒曙岩をプロットし，比較を行った(第10図).今回分析した黒曜岩はいずれもソレアイト岩系に属していることが明らかであり、茂木アイスランダイトや男体山アイスランダイトよりも，SiO₂やFeO*/ MgO比が大きな領域にプロットされる.すなわち,岩石のSiO₂に比して，極めて高いFeO*/MgO比を有するという特徴が認められる.本研究で用いた黒曜岩は，長野県大町市の鹿島川流域に堆積していた礫層から採取されたと考えられる.大町市は日本海側に位置し(第１図),鹿島川が北から流下していることを考え合わせれば，黒暱岩の供給源はさらに北部にあると推定される.これら黒曜岩の礫は第四紀厨状地堆積物であることから，黒曜岩マグマの活動時代は第四紀以前，すなわち，新第三紀に遡る可能性がある。もし，日本海拡大が起きた前期中新世に活動したものであれば, 高橋ほか（1995）が指摘しているようにマントルプリューム上昇に起因したアイスランダイト質マグマを起源としているのかもしれない。
3．黒曜岩の文化人類学的意義
今回分析した黒曜岩は転礫の自然石であり石器ではないため，本論のデータから過去人類の行動様式を論じることはできない。しかし，中央高地において黒曜岩原産地と知られているのは霧ヶ峰高原から八ヶ岳一帯であり(大竹, 2014),長野県北部においてこれまで黒曜岩の原産地は知られていない。今回発見した黒曜岩の転礫が埋没していると推定される大町市鹿島川周辺では，木崎湖畔に位置する木崎小丸山遺跡（木崎夏期大学遺跡）において，縄文前期後半～中期後半とされる黒曜岩製剥片が出土しており，理化学的分析結果から，西霧ヶ峰系が主体であるとされている（島田・杉原；2011）今回の黒曙岩の検出は，これまで原産地不明とされていた石器石材の産地を解明する一端となる可能性がある.後期旧石器時代では，神津島の黒暱岩を獲得するために航海術が使われたことが推定されている（池谷, 2005).縄文時代になると，星赛峠の魔山遺跡群では黒曙岩を採掘した痕跡が見つかっており（長門町立黒耀石体験ミュージアム, 2004),縄文人は黒曜岩の鉱床を探り当てていた可能性がある.このように先史時代人は,道具の材料となる黒曜岩を求めて，活動領域を広げてきた,もしくは交易を行っていた可能性もある.黒曜岩資源の獲得は，最終水期最寒冷期と併行する後期旧石器時代以降，先史時代を通して先史時代人にとって道具を作る材料として大切な要素であり，文化人類学研究においては人間活動を知る上で重要な「もの」である.黒曜岩原産地はこれまでにも数多く発見されているものの，知られていない未知の黒曜岩原産地がまだ存在する可能性は否定できない．また，在地系の比較的小規模な原産地が存在してもよいだろう.今回，黒曜岩原産地を発見して分析し，データを公表することができた．このように原産地を一つでも多く見つけて分析値を公表することにより、文化人類学研究における黒曜岩原産地推定をより緻密で確実にしていくことが，過去人類の行動戦略を紐解く手助けになると考えられる.
VI.まとめ
長野県大町市鹿島川周辺から掘り出されたとされる黒曙岩の転礫,   4試料について, 岩石学的・化学的検討を行い，それらの特徴を明らかにした．肉眼および鏡下観察の結果から，試料を無斑晶質と斑晶質の２つのタイプに区分した.斑晶質タイプの黒曙岩(B, C, D)は，清涼な火山ガラスと汚濁した火山ガラスから構成され、フェロホルトノライトや鉄普通輝石を特徴的に含有している.また,既報の霧ヶ峰地域の黒曜岩と化学組成を比較した結果,主成分・微量成分・希土類成分において差が認められ、異なる起源を有すると結論づけられる.本黒曜岩の起源としては，関東北東部に分布するアイスランダイト質マグマと同様のメカニズムが推定されるが,活動年代が明らかではないため，推測の域を出ない。一方，文化人類学的視点からみれば，今回の黒曜岩の検出がこれまで原産地不明とされていた石器石材の産地を解明する可能性があり，過去人類の社会活動を知る上で貴重なデータを蓄積できたものと思われる.本研究を進めるに当たり，化学分析において立正大学地球環境科学部環境システム学科のエネルギー分散型X練分析装置付き走査型電子顕微鏡(SEM-EDS),蛍光X練分析装置（XRF）およびレーザーアプレーション誘導結合質量分析装置(LA-ICP-MS)を用いた.これらの機器の導入および保守・管理に関しては環境システム学科関係者各位に日頃よりご協力いただいている.福市潮氏ならびに株式会社大信相互には岩石試料の提供および産地に関する情報をいただいた.長崎大学教育学部の隅田祥光准教授には原稿をお読みいただき，建設的なご意見を賜った.以上の方々に厚くお礼申し上げる.なお,本研究は令和元年度に実施した地圏環境学アドバンスト科目の成果をまとめたものである.橘詰　潤（2018）広原遺跡群第I遺跡における黒曜石をめぐる人類の行動.資源環境と人類, 8, 53-66.平林照雄（1971）北安曇誌，第１巻自然，第１編地形地質.北安曇誌編纂委員会, p.25-247.平林照雄（1984）大町市の地形地質. 大町市史, 第１巻第１獨， p.3-332.池谷信之（2005）黒潮を渡った黒曜石　見両段間遺跡.シリーズ「遺跡を学ぶ」新泉社,東京, 93p. Imai, N., Terashima, S., Itoh, A. and Ando, A. (1995) 1994 complication of analytical data for minor and trace elements in seventeen GSJ geochemical reference samples, "Igneous rock series". Geostandards Newsletter, 19, 135-213.石沢一吉（1982）北アルプス鹿島槍ヶ岳一鳥帽子岳付近の火成岩類の地質.地質学雑誌, 88, 215-230.加藤碩一・佐藤岱生・三村弘二・滝沢文教（1989）大町地域の地質.地域地質研究報告(５万分の１地質図幅),地質調査所, 111p.川野良信（2010）蛍光又線分析装置による珪酸塩岩石および堆積物の定量化学分析.地球環境研究, 12, 85-97.川野良信・清水隆一（2017）レーザーアプレーションICP- MS分析法によるガラスビード試料定量分析条件の再検討.地球環境研究, 19, 11-19.小暮岳実・清水隆一・川野良信（2014）SEM-EDSによる火山ガラスの定量分析と問題点.地球環境研究, 16, 9-19. Miyashiro, A. (1974) Volcanic Rock Series in Island Arcs and Active Continental Margins. American Journal of Science, 274, 321-355.長門町立黒耀石体験ミュージアム（2004）黒耀石の原産地を探る魔山遺跡群,シリーズ「遺跡を学ぶ」別冊,新泉社,東京, 94p.大竹幸恵（2014）昼糞峠をめぐる黒曜石貧源の開発と流通.月刊考古学ジャーナル　黒曜石原産地遺跡の様相, 659, 21-25.小野　昭（2011）資源環境の中の黒曜石一方法論上の展望一.筑源環境と人類, 1, 1-8.佐藤比奈子・石山大三・水田敏夫・緒方武宰（2001）レーザー気化誘導結合プラズマ質量分析法による鉱物及び岩石試料中の微量成分の微小領域分析. 秋田大学工学貧源学部研究報告, 22, 17-23.島田和奇（2018）中部高地における後期旧石器時代前半期の黒曜石獲得をめぐる行動系：原産地分析の考古学データ統合.資源環境と人類, 8, 67-82.島田哲男・杉原保幸（2011）木崎夏期大学遺跡. 蛍光文線分析装置による黒曜石製遺物の原産地推定  基礎データ集2, 176-178. Shimazu, M. and Takano, M. (1977) Ca-Fe-rich pyroxenes in Miocene perlites from the Tsugawa and Tadami areas, northeast Japan. Jour. Japan. Assoc. Min. Petr. Econ. Geol., 72, 419-427.周藤賢治・八島隆一（1985）茨城県大子地域に産するホルトノライト安山岩.岩石鉱物鉱床学会, 80, 398-405.隅田祥光・及川　稜（2019）長野県霧ヶ峰地域における黒堀石原産地の定量分析値に基づく化学的区分と判別法の検討.貨源環境と人類, 9, 1–14.隅田祥光・土屋美穂（2015）長野県霧ヶ峰地域における黒堀石原産地試料の元素分析と広原遺跡群の黒曜石製石器の原産地解析(予報).筑源環境と人類, 5, 65–82. Suda, Y., Tsuchiya, M., Hashizume, J. and Oyokawa, M. (2018) Chemical discrimination of obsidian sources in the Kirigamine area and provenance analysis of obsidian artifacts from the Hiroppara prehistoric sites I and II, central Japan. Quaternary International, 468, 72-83.高橋正樹・野口高明・田切美智雄（1995）希土類元素組成からみた東北日本中新世アイスランダイトの成因.地質学論集, 44, 65-74.提　陸(2004)黒曜石３万年の旅.日本放送出版協会,東京, 236p.土屋美穂・隅田祥光（2018）広原遺跡群第I遺跡・第II遺跡から出土の黒曜石製石器の原産地解析：判別プログラムの修正と判別結果.資源環境と人類, 8, 31-42.和田村教育委員会（1996）和田村の黒耀石をめぐる課題一原産地遺跡分布調査を終えて一，長野，和田村教育委員会, 112p.山田康治郎（2010）鉱石・岩石分析等で有効なガラスビード法を用いた蛍光又線分析法.リガクジャーナル, 41, 24- 32.
OKUYAMA Kimi* , KITAZAWA Toshiyuki* , SHITAOKA Yorinao* and KAWANO Yoshinobu* * Faculty of Geo-Environmental Science, Rissho University Petrology and petrochemistry of obsidian gravels buried in Kashima river basin, Omachi City, Nagano Prefecture, were performed. The obsidian gravels were divided into two types; amorphous and phenocryst, based on their petrographical characteristics. The latter type was characterized by presence of ferro hortonolite and ferro augite. The obsidian gravels were shown different geochemical features from obsidian of Kirigamine area, Nagano Prefecture, suggesting that both origins were different. Chemical compositions and mineralogy of the obsidian gravels suggest they were derived from icelanditic magma same as those of volcanic rocks in northeast Kanto district. There is a possibility that detection of obsidian elucidates a producing place of stone tools said to be place of origin obscurity. Key words：Nagano Prefecture, Kashima river, Obsidian, Geochemistry, Mineral chemistry