常磐地域日立市に分布する中新統多賀層群の複合年 …...kob-04 言 ayk 142 e ｜...

地球科学５８巻，９１～１０４（２００４年）ＥａｒｔｈＳｃｉｅｎｃｅ（ＣｈｉｋｙｕＫａｇａｋｕ）ｖｏ１．５８，９１-１０４．２００４

常磐地域日立市に分布する中新統多賀層群の複合年代層序

柳沢幸夫１）・田中裕一郎２）・高橋雅紀３）・岡田利典４）・須藤斎５）

９１

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はじめに

古地磁気層序と微化石層序を組み合わせた古地磁気微化石

年代尺度は，地層の精密な年代決定やグローバルな広域対比

に大きく貢献してきた（Ｂｅｒｇｇｒｅｎｅｔａｌ．１９９５；斎藤１９９９など）．しかし，この年代尺度には，幾つかの重大な問題点が

未解決のまま残されている．その１つは，基本となる地磁気極性年代尺度（Ｇｅｏｍａｇ-

ｎｅｔｉｃｐｏｌａｒｉｔｙｔｉｍｅｓｃａｌｅ：ＧＰＴＳ）の前期一後期中新世区間

で採用されている年代算定ポイントに，深刻な不確定性があ

ることである（ＣａｎｄｅａｎｄＫｅｎｔ１９９２，１９９５；Ｂａｋｓｉ

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Ｄａｎｈａｒａ１万三）．この不確定性は，ＧＰＴＳに基づいて算定さ

れた浮遊・｜生微化石の生層準の数値年代にも波及し，年代尺度

そのものの信頼性を損っている．この問題は，この年代区間

において信頼性の高い年代コントロールがないことに起因す

る．これを解決するには，生層序あるいは古地磁気層序が確

立されている層序セクションにおいて，挟在するテフラ層や

溶岩の正確な放射年代測定を行い，古地磁気および微化石層

序に直接放射年代値を与えることが最も効果的である．火山弧である日本列島は，活発な火山活動によるテフラ層

が海成堆積物中に無数に挟在しており，こうした研究を行うのに好適である．すでに，浮遊性有孔虫や石灰質ナンノ化石

層序に対しては，このような研究が進展しつつあり，良好な

２００３年１１月２６日受付．２００４年１月２１日受理．１）東京支部，産業技術総合研究所地球科学情報研究部門．〒３３０５-８５６７茨城県つくば市東１-１-１中央７．

１ｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧ（ｌｏｓｃｉｅｎｃｅ，Ｇｃう０１０１ｊｃａｌＳｕｒｖｅｙｏｆＪａｐａｎ，ＡＩＳＴ，【氾ｎｔｒａ】フ，１-１｝｛ｉｇａｓｈｉｌｃｈｏｍｅ，Ｔｓｕｋｕｂａ，ｌｂａｒａｋｉ，３０５-８５６７Ｊａｐａｎ．２｝産業技術総合研究所海洋資源環境研究部門．〒；３０５-８５６７茨城県つくば市東１-１-１中央７．

１ｎｓｔｉｔｕｔｅｆｏｒＭａｒｉｎｅＲｅ５５；ｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，Ｇｅｏｌ（屈ｃａ１ＳｕｒｖｅｙｏｆＪａｐａｎ，ＡＩＳＴ，｛；ｔうｎｔｒａ１７，卜１｝｛咆ａｓｈｉｌｃｈｏｍｅ，Ｔｓｕｋｕｂａ，ｌｔ｝ａｒａｋｉ，３０５-８５６７ＪａＰａｎ・

３）産業技術総合研究所地球科学情報研究部門．〒；３０５-８５６７茨城県つくば市東トト１中央７．１ｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｌｏｓｃｉｅｎｃｅ，Ｇ（？ｏｌｏｇｉｃａｌＳｕｒｖｅｙｏｆＪａｐａｎ，ＡＩＳＴ，（ｘｎｔｒａｌフ，１，１Ｆｌｉｇａｓｈｏｃｈｏｍｅ，ＴＲｌｋｕｂ£１，ｌｂａｒａｋｉ，３０５-８５６７ＪａＰａｎ．

４）蒜山地質年代学研究所．〒７０３-８２４８岡山市撮１６ト１．ＨｉｒｕｚｅｎｌｎｓｔｉｔｕｔｅｆｏｒＧｅｏｌｏｇｙａｎｄＣｈｒｏｎｏｌｏｇｙ，Ｓａｉ１６１-１，０ｋａｙａｍａ，０ｋａｙａｍａ√７０３-８２４８Ｊａｐａｎ．

５）筑波大学大学院地球科学研究科．〒３０５-８５７１茨城県つくば市天王台１-１-１．１ｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧ（３ｏｓｃｉ（うｒｌｃｅ，ｔｈｅｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｓｕｋｕｂａ，Ｔｅｉｎｎｏｄａｉｌ一１-１，Ｔｓｕｋｕｂａｊｂａｒａｋｉ３０５-８５７１ＪａＰａｎ．

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９２

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柳沢幸夫・田中裕一郎・高橋雅紀・岡田利典・須藤斎

４８

コントロール点の候補となりうる年代値がいくつか報告され

ている（Ｏｄｉｎｅｔａ１．１９９５；Ｔａｋａｈａｓｈｉｅｔａ１．２０００など）．

また，珪藻化石層序でも，珪藻生層準と放射年代値を直接関

係づける貴重なデータも報告されている（須藤ほか２００２）．しかし，未だこうした検討は非常に少ないのが現状である．

新第三紀古地磁気微化石年代尺度のもう１つの問題点は，石灰質微化石（浮遊性有孔虫・石灰質ナンノ化石）と珪質微

化石（珪藻・放散虫）が同一セクションで共存することが少なく，それら微化石層序相互の直接の対応関係が十分に確か

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められていないことである．とくに，この傾向は後期中新世の年代区間で顕著であり，この区間では両者の直接の対応関

係がほとんどわかっていない．

筆者らは，こうした問題点を解決するため，先に茨城県日立市鮎川沿いの層序セクション（鮎川セクション：１７１ｇ．１）に

露出する中新統多賀層群の詳細な珪藻化石層序を報告した（柳沢２０００）．この鮎川層序セクションは，市街地にあるにもかかわらず地層が連続露出し，約１３Ｍａから１０Ｍａまで

の年代範囲を完全にカバーする極めて貴重なセクションであ

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る．また，このセクションは多数のテフラ層を挟み，そのう

ちのいくつかは放射年代測定が可能な黒雲母や普通角閃石を

含むことから，微化石層序に放射年代値を直接与えることが

可能である．このように，鮎川層序セクションは，信頼性の高い年代層序を確立するための標準層序として極めて良好な

条件を備えている．一方，その後の調査により，鮎川北方約５ｋｍの日立市田

尻・滑川地域（Ｆｉｇ，１）において，鮎川セクションの上位につながるほぼ連続の層序セクション（田尻・滑川セクション）

を見いだすことができた（Ｆｉｇ．２）．また，田尻・滑川セクションでは一部の層準から石灰質ナンノ化石も産出し，後期中新

∩９）

９３

世前期における珪藻化石層序と石灰質ナンノ化石層序の対応

関係を明らかにすることができた．この研究では，田尻・滑川セクションの珪藻化石層序およ

び石灰質ナンノ化石層序を詳細に検討した．また，微化石年

代と放射年代値を直接対応させることを目的として，鮎川セクションにおいて放射年代測定可能なテフラ層を探索し，４

枚のテフラ層のカリウムーアルゴン（以下Ｋ-Ａｒ）年代測定を

実施した．この論文では，それらの結果を報告し，さらに古地磁気微化石年代層序の確度と精度の問題点について議論する．

９４

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層序・試料及び方法

多賀層群と総称される新第三系の泥質堆積物は，常磐地域に点在し（須貝ほか１９５７），その年代範囲は１６Ｍａから２．５Ｍａまでの長期間にわたる（Ｋａｔｏ１９８０；ＭａｒｕｙａｍａＨ）８４；

竹谷ほか１９９０；柳沢１９９６，２０００）．このうち，茨城県日

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ｓｅｃｔｌｏｎｓ．

ＤａｔａｏｆｔｈｅＡｙｕｋａｗａ・；ｅｃｔｉｏｎ：Ｙａｎａｇｉｓａｗａ（２０００），ｄｉａｔｏｍｚｏｎｅｓ：ＹｌｌｌｌａｇｉｓａｗａａｎｄＡｋｉｂｌ１（１９９８），ｎａｎｌｌ（）ｆｏｓｓｉｌｚｏｎｅ：ＯｋａｄａａｎｄＢｕｋｒｙ（１９８０）．

（２０）

立市付近に分布する多賀層群は国分層と呼ばれる

（Ｍａｒｕｙａｍａ１９８４）．Ｍａｒｕｙａｎｍ（１９８４）および柳沢（２０００）が珪藻化石層序

を検討した鮎川セクションは，日立市南部を束流する鮎川沿いの層序セクションであり（Ｆｉｇ．１），層厚は約１２０ｍである

（Ｆｉｇ．３）．最下部はバイオターベーションのある細粒砂岩か


らなり，その上位には，小磯からなる傑岩が重なる．この傑

岩より上位は，塊状の緑灰色珪藻質泥岩・砂質泥岩および泥

質砂岩からなる．これらの泥質堆積物中には多数のテフラ層

や炭酸塩コンクリーション層が挟在し，それぞれにＫｏｂ０１からＫｏｂ８５までの番号が付されている（柳沢２０００）．一方，田尻・滑川セクションは日立市北部の海岸付近に位

置し（Ｆｉｇ．１），その層厚は約６０ｍである（Ｆｉｇ．２）．このう

ち最下部約１０ｍは，鮎川セクションの最上部にあたるテフラ

層Ｋｏｂ７７からＫｏｂ８５までの層序と重複する（Ｆｉｇ．３）．田

尻・滑川セクションの岩相は，最上部７ｎｌの泥質砂岩を除くと，塊状の珪藻質泥岩からなり，多数のテフラ層を挟む．今

回，これらのテフラ層にＫｏｂ８６からＫｏｂ１２３まで名称を

付した（Ｆｉｇ．２）．

微化石分析用の泥岩試料は，平均して１ｍ程度の層序間隔で合計６７試料（ＡＹＫ１１０～１６６）を採取した（Ｆｉｇｓ．２，３）．

珪藻分析はＡｋｉｂａ（１９８６）の方法で処理し，同定・計数は柳

沢（１９９９）の方法で行った．化石帯区分と生層準は，ＹａｎａｇｉｓａｗａａｎｄＡｋｉｂａ（１９９８）のＮＰＤコードとＤコー

ドを用いた．また，珪藻生層準の年代は，Ｙａｎａｇｉｓａｗａａｎｃ１Ａｋｉｂａ（１９９８）と渡辺・柳沢（２００３）に従った．石灰質ナ

ンノ化石については，処理・同定・計数は田中・高橋（１９９８）に，化石帯区分はＯｋａｄａａｎｄＢｕｋｒｙ（１９８０）に，生層準の

年代はＢｅｒｇｇｒｅｎｅｔａ１．（エ９９５）に従った．なお，珪藻および石灰質ナンノ化石の生層準の年代は，いずれも現在広く受

け入れられているＣａｎｄｅａｎ（ＩＫｅｎｔ（１９９５）のＧＰＴＳに基づいて計算されている．Ｋ-Ａｒ年代測定用試料は，鮎川セクションにおいて，テフラ

層Ｋｏｂ０４，Ｋｏｂ２７，Ｋｏｂ６６およびＫｏｂ７７を採取した

（Ｆｉｇ．１）．測定は蒜山地質年代学研究所で行った．測定法はｌｔａｙａｅｔａＬ（１９９１）に従い，年代計算に使用した壊変定数は

ｔＳ（うｉｇｅｒａｎｄ珀ｇｅｒ（１９７７）を用いた．

結果

珪藻化石層序

分析した試料すべてから珪藻化石が産出した（Ｔａｂｌｅ１）．£）と’７＃ん／ｚ≒冶彦７７７ａ夕加ｖａｒ．力７７・７？Ｚ，パま試料ＡＹＫ１２２と１２３

の間に初産出層準（Ｄ５６：１０．０Ｍａ）があり，ＡＹＫ１５９ま

で連続産出する（Ｆｉｇ．３）．柳沢（２０００）が分析した鮎川セ

クションでは，下位よりＮＰＤ５Ｂ帯とＮＰＤ５Ｃ帯が認められており（Ｆｉｇ．３），これと今回の結果から，試料ＡＹＫ１１０-

１２２はＮＰＤ５Ｃ帯，試料ＡＹＫ１２３ぺ５９はＮＰＤ５Ｄ帯と認

定される．また，ＡＹＫ１２３-１５９では，£）ツ心・泌心のノ四７心や£）．力切り？Ｚ’ｚｚｖａｒ．ごｚ７’ど∂かなが産出しないので，これらの試料

は，Ｄ・戸ｗん討砂四７麗の初産出層準（Ｄ５７：９．５Ｍａ）や£）．

諮７７７ロ？烏ｖａｒ．どμ？θ＆むｚの初産出層準（Ｄ５８：９．４Ｍａ）よりも

下位のＮＰＤ５Ｄ帯下部に対比できる（Ｆｉｇ．４）．一方，最上部の試料ＡＹＫ１６０から１６６までの試料は，

乃ｚｚ力７ｊふｗ，７７ｚｚｙかｗゐ，ｊが産出し，£）ｚ。２むｒ。≒辿Ｚ・ｚか砂ｚ７，７７２が

（２１）

９５

検出されないことからＮＰＤ６Ｂ帯と判断できる．また，加心丿心／・／／‘ｍワァ４を含むことから，これらの試料は八／）／ｙ６４ｕ

の初産出層準（ＤＣ５８：７．８-７．９Ｍａ）より上位，すなわちＮＰＤ

６Ｂ帯の上部に相当する（Ｆｉｇ．４）．このことから，ＡＹＫ１５９

とＡＹＫ１６０の間には，ＮＰＤ５Ｄ帯上部，ＮＰＤ６Ａ帯およ

びＮＰＤ６Ｂ帯下部が欠如していることがわかる．したがって，この層準にハイエタスが存在することは確かである（Ｆｉｇ．

４）．こうしたハイエタスは多賀層群中に多く存在しており

（柳沢１９９６），その成因や地質学的意義は興味深いが，これについては別の機会に論ずる．

柳沢（２０００）が検討した鮎川セクションでは，ＮＰＤ５Ｂ帯

からＮＰＤ５Ｃ帯上部までの連続層序が得られている（Ｆｉｇ．３）．今回の研究による田尻および滑川セクションを合わせる

ことで，さらに上位のＮＰＤ５Ｄ下部までの連続した珪藻化石

層序が得られた．統合したセクション全体において，対比に

有効な生層準を列記すると，下位よりＤ５２（１２．３Ｍａ），Ｄ５２．５（１２．３-１２．４Ｍａ），Ｄ５３（１２．２Ｍａ），Ｄ５５（１１．４Ｍａ），Ｄ５５．２

（１１．１Ｍａ），Ｄ５５．８（１０．１Ｍａ），Ｄ５６（１０．０Ｍａ）が認められ，

このほかに柳沢（２０００）がその有効性を示した乃ｚ７力ｚｇ加加，・ｚ，ｚ７や７❹の初産出層準がＤ５５．８（１０．１Ｍａ）の上位に存在する．

本研究では，これ以外にＤとｆｚ❹ａ≒治ｒに＆７の終産出層準が，ＮＰＤ５Ｄ帯下部にあたるテフラ鍵層Ｋｏｂ１１１の下位４０ｃｍ

に認められた（Ｆｉｇ．３）．

石灰質ナンノ化石層序

石灰質ナンノ化石は，Ｔａｂｌｅ２に示した８試料のみから産出した．石灰質ナンノ化石の産出が認められた試料の産出頻

度は比較的に高く，その保存状態もおおむね良好であった．いずれの試料も７：）ｚ’ｊａ７之ｒ岫，７７討ｚｚｊを含み，Ｇだ，７ｚｚ之，・ａｚか２-

辰とＧ功なむ，７ｕ趾ｚｚｊを産出することから，試料ＡＹＫ１３２

からＡＹＫ１５２までの区間は，ＣＮ７帯と認定される（Ｆｉｇ．３）．

Ｋ-Ａｒ年代

試料Ｋｏｂ-０４とＫｏｂ-７７は普通角閃石を濃集して年代測定を行ったが，カリウム含有量が極めて少なく，かつ大気アルゴンの混入率も非常に高かったため，有意な測定年代は得ら

れなかった．

残りの２試料の測定結果をＴａｂｌｅ３に示す．試料Ｋｏｂ-２７の黒雲母は新鮮でカリウム含有量が多く，かつ大気アルゴン

の混入率も５％程度と極めて低い．２回の測定値１２．０４±０．２７

Ｍａおよび１２．１４±０．２７Ｍａは，いずれも誤差範囲で一致す

ることから，それらの平均値１２．１±０．２Ｍａは，テフラ層Ｋｏｂ２７の噴出年代を示すと判断した．

試料Ｋｏｂ-Ｃ５６ｃは，テフラ層Ｋｏｂ６６（鮎川凝灰岩）の最上部から採取した試料で，普通角閃石のＫ-Ａｒ年代値１０．１４±０．２８Ｍａおよび９．９４±０．２６Ｍａはいずれも誤差が小さい．ま

た，その大気アルゴンの混入率は３０-３５％程度と比較的低い

ことから，平均値エ０．１±０．２Ｍａはテフラ層Ｋｏｂ６６（鮎川凝

灰岩）の噴出年代を示すと考えられる．

柳沢幸夫・田中裕一郎・高橋雅紀・岡田利典・須藤斎９６

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９７常磐地域日立市に分布する中新統多賀層群の複合年代層序

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９８柳沢幸夫・田中裕一郎・高橋雅紀・岡田利典・須藤斎

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（１０．０Ｍａ）とＤ５７（９．５Ｍａ）の間の区間と，石灰質ナンノ

化石帯のＣＮ７帯が，少なくとも一部重なることが確認でき

た（Ｆｉｇ．３）．それぞれの区間は珪藻化石層序では，１０．０-９．５Ｍａ，石灰質ナンノ化石層序では１０ヰ９．５Ｍａと独立に推定さ

れており（ＹａｎａｇｉｓａｗａａｎｄＡｋｉｂａ１９９８；Ｂｅｒｇｇｒｅｎｅｔａ１．

１９９５），今回の結果によって，それらの算定が妥当であるこ

とが確認された．

珪藻年代・放射年代および地磁気極性年代尺度

本研究では，鮎川セクションにおいて，テフラ層のＫ-Ａｒ

年代測定を行い，珪藻化石年代との直接の関係を明らかにすることができた（Ｆｉｇ．４）．ここでは，この測定値の意義を地

磁気極性年代尺度（ＧＰＴＳ）の問題点との関連において議論

する．

序論で述べたように，中新世におけるＧＰＴＳの年代算定ポ

イント（コントロール年代）の選定には，未解決の問題が残されている．このため，現時点では中新世のＧＰＴＳには，ＣａｎｄｅａｎｃＩＫｅｒｌｔ（１９９５），Ｂａｋ§（１９９３）およびＷｄ（皿三）

の３つの異なるモデルが併存し，層準によっては最大１３０万

年もの年代差が生じている（Ｆｉｇ．５）．これらのうち，広く受

け入れられているＣａｎｃｌｅａｎｃ１Ｋ（ごｎｔ（１９９５）のＧＰＴＳは，現

世から後期白亜紀までの区間で，わずか９つの校正点（ｃａ１山ｒａｔｉｏｎｐｏｉｎＯに数値を与え，各地磁気逆転のタイミン

グが計算されている．これら９つの校正点うち，中新世の年

代を規定する校正点はＣｈｒｏｎＣ５Ｂｎの上限年代１４．８Ｍａで

ある．その根拠は，Ｔｓｕｃｈｉｅｔａ１．（１９８１）が示した浮遊性有

孔虫化石帯（Ｂｌｏｗ１９６９）のＮ．９／Ｎ．１０帯境界の年代値（１４．６Ｍａ）と，Ａｎｃｌｒｅｉｅｆｆｅｔａ１．（１９７６）が報告したとされるマル

ティニーク諸島でのＮ．９／Ｎ．１０帯境界に対応する放射年代値

（１５．０±０．３Ｍａ）である．しかし，前者は，目本の中新世の

データに基づいて算定された浮遊性有孔虫の０，仇功ｕＤａ -ｔｕｍ（１５．５Ｍａ，Ｔｓ５ｕ（ｌｈｉｅｔａ１．１９８１）と，幾つかの仮定の

もとに間接的に計算された数値であって，放射年代値によっ

て直接制約された値ではない（Ｔａｋａｈａｓｈｉａｎｃ１Ｄａｎｈａｒａ１９９７）．また，後者の年代値は，そもそも原著に記述がない

（Ｗ（？ｉ１９９５）．以上のようにＣａｎｄｅａｎｄＫｅｎｔ（１９９５）が

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（１２，１±０．２）

（２４）

考察

珪藻化石と石灰質ナンノ化石層序との対応関係本研究では限定された区間ではあるが，田尻・滑川セクションで珪藻と石灰質ナンノ化石が共産し，両層序の直接の関係を明らかにできた．現行の古地磁気微化石年代尺度（斎藤１９９９など）では，珪藻と石灰質ナンノ化石層序は，それぞれ独立に古地磁気層序に対比され，古地磁気圏序を媒介として相互の関係が間接的推定されている部分が多い．このため，両者の直接の対応関係が確かめられている区間は極めて限られている．これは，北太平洋の珪藻化石層序が主に寒流系種を指標種としているのに対し，石灰質ナンノ化石層序は暖流系指標種を基にして組み立てられていて，両者が共産するのは寒流と暖流がぶつかる混合水域に限られるため，両者が共存して産出することがあまりないことに起因する．とくに，上部中新統では，これまで両者が共産することがほとんどなく，この区間での年代尺度における珪藻と石灰質ナンノ化石層序の層位関係は確認されていない．

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ＷａｔａｎａｂｅａｎｄＹａｎａがｓａｗａ（２（）０３）；ｎａｎｎ（）ｆｏｓｓｉｌｚｏｎｅ：ＯｋａｄａａｎｄＢｕｋ防（１９８０）．

採用した中新世のＧＰＴＳ校正点の年代１４．８Ｍａは年代学的根

拠に基づいた数値ではない．一方，Ｂａｋｓｉ（１９９３）やＷｅｉ（１９９５）は，校正点として

ＣｈｒｏｎＣ５Ｂｒの上限に１６．３Ｍａの年代を与えてＧＰＴＳの年代

を計算している．この年代値は，北アメリカのコロンビアリバー溶岩の古地磁気層序と４ｏＡｒ-３９Ａｒ精密年代値を根拠とし

ており，そのアプローチは適切である．しかしながら，火山

岩層序は噴出が不連続であり，地磁気逆転イベントの欠損

が否めない．また，古地磁気層序に比べ４ｏＡｒ-３９Ａｒ年代の

（２５）

データ量が限られている．これらのことから，海洋底地磁気異常への対比の一義性に疑問があり，必ずしも確定的ではない．このように，中期中新世では年代学的に制約された年代コ

ントロールポイントがなく，前期～後期中新世の区間ではＧＰＴＳの年代値に大きな不確実性が残されている．その結果，

本論で議論している中期中新世一後期中新世初頭の年代区間では，Ｂａｋ５５１（１９９３）とＷ（ｊ（１９９５）の年代モデルは，Ｃａｎｄｅ

ａｎｄＫｅｎｔ（１９９５）のそれよりも，年代にして約１０-５０万年

１００

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程度古く見積もられてしまう．

今回年代測定を行ったテフラ層Ｋｏｂ２７は生層準Ｄ５３とＤ５５の間にある．この間の堆積速度が一定と仮定して両生層

準の年代からＫｏｂ２７の年代を計算すると，ＣａｎｃｌｅａｎｄＫｅｎｔ

（１９９５）では１２．０Ｍａ，Ｂａｓｋｉ（１９９３）やＷ（ごｉ（１９９５）では１２．４Ｍａと算定される．それに対し，ＧＰＴＳとは独立に年代

決定されたテフラ層Ｋｏｂ２７の黒雲母Ｋ-Ａｒ年代１２ユ±０．２Ｍａ（誤差１ｃＪ）は，ＧＰＴＳ年代モデルの妥当性を判定する基

準となりうる．Ｆｉｇ．５に示すように，ＣａｎｃｌｅａｎｄＫｅｎｔ（１９９５）による推定年代値は，この測定値の誤差の範囲に収

（２６）

まる．しかし，Ｂ２１ｋｓｉ（１９９３）やＷ（，ｉ（１９９５）に基づく推定

年代は誤差の範囲を越えて古い．以上のように，テフラ層Ｋｏｂ２７の放射年代値は，Ｂａｋｊ（１９９３）やＷｄ（１９９５）より

もＣａｎｄｅａｎｄＫ（ｍｔ（１９９５）の年代モデルを支持する．一方，テフラ層Ｋｏｂ６６の普通角閃石Ｋ-ｙｘｒ年代値１０．１±

０．２Ｍａも，カリウム含有量が黒雲母よりも低いものの，大気

アルゴンの混入率は３０-３５％程度と比較的低く，噴出年代を

示すと判断される．このテフラ層はＮＰＤ５Ｃ帯上部の生層準Ｄ５５．８の直下（２．５ｍ下位）に挟在している．この近傍での

堆積速度は３０ｃｍ／１，０００年と非常に早く（Ｆｉｇ．４），層厚２．５ｍ


に相当する年代幅は約８，３００年にすぎない．したがって，

Ｄ５５．８の年代はＫｏｂ６６のＫ-Ａｒ年代と誤差範囲で一致する

はずである．この付近ではＣａｎｄｅａｎｄＫｅｎｔ（１９９５），Ｂａｋｓｉ

（１９９３）およびＷｄ（１９９５）のＧＰＴＳの年代モデルの年代値にほとんど差はなく，いずれの年代モデルによってもＤ５５．８

の年代は約１０．１Ｍａとなる．この算定年代は，テフラ層Ｋｏｂ

６６の普通角閃石Ｋ-Ａｒ年代値１０．１±０．２Ｍａに一致するため，

両ＧＰＴＳモデルの妥当性を比較することはできない．

以上述べたように，テフラ層Ｋｏｂ２７およびＫｏｂ６６のＫ-Ａｒ年代は，ＣａｎｅａｎｄＫｅｎｔ（１９９５）のＧＰＴＳに基づいて計

算された現行の珪藻化石年代（ＹａｎａｇｉｓａｗａａｎｄＡｋｉｂａ１９９８；渡辺・柳沢２００３）と誤差の範囲で一致する．一方，Ｂａｋｌ５ｉ（１９９３）やＷｄ（１９９５）とは，Ｋｏｂ６６のＫ-Ａｒ年代

は一致するものの，Ｋｏｂ２７のＫ-Ａｒ年代はＧＰＴＳ年代モデルから計算される値とは誤差の範囲を越えてずれている．

ところで，日本において浮遊性有孔虫および石灰質ナンノ

化石層序との対応がついている放射年代は，すべてＢａｋｓｉ

（１９９３）やＷｄ（１９９５）のモデルに基づく年代よりも新しく，

ＣａｎｄｅａｎｄＫｅｎｔ（１９９５）の年代モデルに近い（Ｏｄｉｎｅｔａ１．１９９５；Ｔａｋａｈａｓｈｉｅｔａ１．１９９９，２０００）．

珪藻年代においても，群馬県富岡地域の原市層中に挟在する馬場凝灰岩の直上にある珪藻生層準Ｄ５５の年代が，馬場凝

灰岩の４ｏＡｒ-３９Ａｒ年代１１．２８±０．０８Ｍａ（誤差は２ａ）に直接対比されている（須藤ほか２００２）．この生層準は古地磁気

層序と確実に直接対比されており（渡辺・柳沢２００３），この

対比に基づくと，Ｄ５５の年代は，ＣａｎｄｅａｎｄＫｅｎｔ（１奮三）のＧＰＴＳでは約１１．４Ｍａ（小数点２桁では，１１．３５Ｍａ）と

算定され（渡辺・柳沢２００３），誤差２（Ｊの範囲で馬場凝灰岩の４（）Ａｒ-３９Ａｒ年代に一致する．一方，Ｂａｋ５５１（１９９３）やＷｅｉ

（１９９５）のモデルに基づくと，生層準Ｄ５５の年代はｎ．６Ｍａ

となり，誤差の範囲を越えて馬場凝灰岩の４ｏＡｒ-３９Ａｒ年代よ

り３０万年以上古く算定される．

以上のように，現在微化石層序との対応がついている放射

年代は，すべてＣａｎｄｅａｎｄＫｅｎｔ（１９９５）の年代モデルを支持しているように見える．しかし，すでに述べたように，ＣａｎｄｅａｎｄＫ（・ｎｔ（１９９５）のＧＰＴＳの中新世における校正点

は根拠のない値であり，この一致は偶然の僥倖にすぎない．

かつて１９７０～１９８０年代には年代尺度や生層序年代の改

訂の度に大きく年代値が動くことが多かった．しかし，近年

では中期中新世～後期中新世の生層序年代を放射年代で評価

すると，ほぼＣａｎｄｅａｎｄＫｅｎｔ（１９９５）のＧＰＴＳを支持する．

今回測定されたテフラ層Ｋｏｂ２７とＫｏｂ６６のＫ-Ａｒ年代は，珪藻化石生層準との対応関係が明確であり，かつそれらの珪藻生層準は直接古地磁気層序に対比されている．した

がって，これらの年代値は単に地域層序における年代値として重要なだけではなく，グローバルな地磁気極性年代尺度の

年代の確度と信頼性を保証する上でも意義のある放射年代値

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と言える．

ｊ）回庇ｚｚ≒迫ｒｒ公ｇの終産出層準の有効性

既述のように本研究では，田尻・滑川セクションのテフラ

鍵層Ｋｏｂ１１１の下位４０ｃｍに，£）ｚ７ｚ❹ａ≒ｊｚ元ｙ乙４の終産出層準が認められた．この生層準は，ＹａｎａｇｉｓａｗａａｎｄＡｋｉｂａ

（１９９８）のｔａｂｌｅ１にもあげられているが，その生層序学的有

交？Ｊ性は確かめられていなかった．

本研究での検討の結果，この生層準の近傍でＤ．ｒ７むｚｚが形

態変化を起こしていることが判明した（Ｆｉｇ．６）．ｆ）．ｒｏｇは

厚い殻を持ち，外形が楕円形であることで近縁のＤａ絞❹叩冶了加と７ｎ７心から明瞭に区別される（Ｙａｎａｇｉｓａｗａ

ａｎｄＡｋｉｂａ１９９０）．Ｆｉｇ．６のＡに示すように，ｆ）．，７，７ｚｍｚｓ．

ｓｔｒ．の蓋殻表面は粗い点紋列で覆われる（Ｙａｎａｇｉｓａｗａａｎｃ１Ａｋｉｂａ１９９０）．しかし，この種ではその終産出層準に近づく

にしたがって，Ｆｉｇ．６のＢに示すような点紋が退化して擬隔

壁直近の点紋列のみとなっている形態（ｖａｒ．１）が現れる．さらに終産出層準付近では，点紋がもっと退化して蓋殻面に点

紋がまばらに散在する形態（Ｆｉｇ．６のＣ，ｖａｒ．２）となり，この形態でもって最終的に本種が絶滅する（Ｆｉｇ．３）．この形態

変化は，ＹａｎａｇｉｓａｗａａｎｄＡｋｉｂａ（１９９０）が明らかにした７）バ加と・ｎワフｊｊから£）．四知治を経て£）．戸ｙｚｚ屈４㈲４７７７麗へと進

化的に変化する系列と全く同じ形態変化であり，おそらく進

化的変化であると推定される．£）．ｒｙ乙衣ま産出量が一般に少ないため，その終産出層準を

確定することが難しかった．しかし，その終産出層準直下ではこの種が進化的形態変化を起こしていることが明らかに

なった．これにより，この形態変化を正確に捉えることで，終産出屑準を確定することが可能となった．今後，この生層準

（２７）

１０２柳沢幸夫・田中裕一郎・高橋雅紀・岡田利典・須藤斎

の地層の広域対比への応用が期待される．

まとめ

この研究では，常磐地域南部に属する茨城県日立市の田

尻・滑川セクションに露出する中新統多賀層群の珪藻化石層序と石灰質ナンノ化石層序を詳細に検討した．また，同市の

鮎川セクションに分布する多賀層群において４枚のテフラ層のＫ-Ａｒ年代を測定し，本層群の複合年代層序を明らかにし

た．またこれに基づいて，古地磁気微化石年代尺度の確度と

精度の問題点について検討した．その結果，以下のことが明らかとなった．

（１）田尻・滑川セクションは珪藻化石層序では，ＮＰＤ５帯最上部～ＮＰＤ５Ｄ帯下部に，石灰質ナンノ化石層序ではＣＮ７

帯に相当する．この結果，後期中新世の年代区間で珪藻と石

灰質ナンノ化石層序の直接の関係を明らかになり，古地磁気

微化石年代尺度の信粉｜生をさらに高めることができた．（２）鮎川セクションのテフラ層Ｋｏｂ２７とＫｏｂ６６のＫ-Ａｒ

年代として，それぞれ１２．１±０．２Ｍａと１０．１±０．２Ｍａが得

られた．これらはいずれも噴出年代を示すと判断され，放射

年代に基づいて珪藻生層準に年代を与えることができた．

（３）本邦において，微化石層序との対応が明確な中新世凝灰

岩の放射年代は，いずれもＣａｎｄｅａｎｄＫｅｎｔ（１９９５）の地磁気極性年代尺度の年代モデルによる見積もり年代と矛盾しない．

（４）£）ａ７汝ｚｚ≒迫ｒａふ八よその終産出層準直下で蓋殻面の点紋が退化する進化的形態変化を起こしている．この形態変化を

正確に捉えることで，この種の終産出層準を確定し，層序学

的に有効な生層準として活用できる可能性がある．

謝辞産業技術総合研究所地球科学情報研究部門の渡辺真人

博士には，珪藻化石層序に関し有益な助言をいただいた．ま

た，信州大学理学部の保柳康一助教授および匿名の査読者に

は，査読を通じて貴重なコメントをいただいた．ここに，深

く感謝の意を表する．なお，本研究は国際地質科学連合

（ＩＵＧＳ）の地質年代学小委員会（ＳＯＧ）のワーキンググルー

プｌｎｔｅｌｇｒａｔｅｄＳｔｒａｔｉｇｒａｐｈｙｏｆｔｈｅＭｉｏｃｅｎｅＳｅｑｕｅｎｃｅ：

ＭｉｏｃｅｎｅｆｒｏｍＪａｐａｎの活動の一部として行った．

文献

ＡｋｉｂａＦ（１９８Ｃ５）ＭｉｄｄｌｅＭ沁ｃｅｎｅｔｏＱｕａｔｅｍａｒｙｄｉａｔｏｎｌｂｉｏｓｔｌｒａｔｉｇｒａ-

ｐｈｙｉｎｔｈｅＮａｎｋａｉＴｒｏｕｇｈａｎｄＪａｐａｎＴｒｅｎｃｈ，ａｎｄｍｏｄｉｆｉｅｄＬｏｗｅｒＭｉｏｃｅｎｅｔｈｒｏｕｇｈＱｕａｔｅｍａｒｙｄｉａｔｏｍｚｏｎｅｓｆｏｒｍｉｄｄｋ-ｔｏ-ｈｉｇｈｌａｔｉｔｕｄｅｓｏｆｔｈｅＮｏｒｔｈＰａｃ雨ｃ．ｌｎ：ＫａｇａｍｉＨ，ＫａｎｇＤＥ，ＣｏｕｌｂｏｕｍＮＶＴ，ｅｔａｌ．，ｌｎｉｔＲｅｐｔｓＤｅｅｐＳｅａＤｒｉｌｌｉｎｇＰｒｏｊｅｃｔ，ＵＳＧｏｖｔＰｒｉｎｔ-ｉｎｇｏｍｃｅｊｖａｓｈｉｎｇｔｏｎＤＣ，８７：３９３-４８０．

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（Ｇｅｎｅｖｌｌ，１９６７），Ｉ．，（２ｉｄｅｎ，ｎ０．１：ＩＳ）９-４２１．ＣａｎｄｅＳＣａｎｄＫｅｎｔＤＶ（１９９２）ＡｎｅｗｇｅｏｍａｇｎｅｔｉｃＰｏｌａｒｉｔｙｔｉｍｅｓｃａｌｅｆｏｒｔｈｅＬａｔｅＣｒｅｔａｃｅｏｕｓａｎｄＣｅｎｏｚｏｉｃ．ＪｏｕｒＧｅｏｐｈｙＲｅｓ，９７：１３９１７-１３９５１．

ＣａｎｄｅＳＣａｎｄＫｅｎｔＤＶ（１９９５）ＲｅｖｉｓｅｄｃａＨｂｒａｔｉｏｎｏｆｇｅｏｍａｇｎｅｔｉｃ

ｐｏｌａｒｉｔｙｔｉｍｅｓｃａｌｅｆｏｒｔｈｅＬａｔｅＣｒｅｔａｃｅｏｕｓａｎｄＣｅｎｏｚｏｉｃ．ＪｏｕｒＧｅｏｐｈｙＲｅｓ，１００：６０９３-６０９５．

１ｔａｙａＴ，Ｎａｇａｏ，Ｋ，ｌｎｏｕｅＫ，Ｈｏｎｊｏｕｌ，０ｋａｄａＴａｎｄｏｇａｔａＡ（１９９１）ＡｒｇｏｎｉｓｏｔｏｐｅａｎａｌｙｓｉｓｂｙａｎｅｗｌｙｄｅｖｅｌｏＰｅｄｍａｓｓｓＰｅｃｔｒｏｍｅｔｒｉｃｓｙｓｔｅｍｆｏｒＫ-Ａｒｄａｔｉｎｇ．ＭｉｎｅｒａｌＪｏｕｒ，１５：２０３-２２１．

ＫａｔｏＭ（１９８０）Ｐｌａｎｋｔｏｎｉｃｆｏｒａｌ１１柚ｉｆｅｒａｌｂｉｏｓｔｒ２ｌｔｉｇｒａｐｈｙｏｆｔｈｅＴａｋａｋｕａｎｄＴａｇａＧｒｏｕＰｓｉｎｔｈｅＪｏｂａｎＣｏａｌＦｉｅｌｄ，ＮｏｒｔｈｅａｓｔＨｏｎｓｈｕ，Ｊａｐａｎ．ＳｃｉＲｅｐＴｏｈｏｋｕｕｎｉｖ，ＳｅｃｏｎｄＳｅｒ（Ｇｅ・ｏｌ），５０：

３５-９５．ＭａｒｕｙａｌｎａＴ（１９８４）ＭｉｏｃｅｎｅｄｉａｔｏｍｂｉｏｓｔｒａｔｉｇｒａＰｈｙｏｌｏｌｌｓｈｏｒｅｓｅｑｕｅｎｃｅｓｏｎｔｈｅＰａｃｉｎｃｓｉｄｅｏｆｎｏｒｔｈ（ｊ£ｌｓｔＪａｐａｎ，ｗｉｔｈｌ‘ｅｆｅｒｅｎｃｅｔｏＤＳＤＰＨｏｌｅ４３８Ａ（Ｐａｒｔ２）．ＳｅｉＲｅｐｔｓＴｏｈｏｋｕｕｎＭＳｅｃｏｎｄＳｅｒ

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０ｋａｄａＨａｎｄＢｕｋｒｙＤ（１９８０）ＳｕｐＰｌｅｍｅｎｔａｒｙｍｏｄ汀ｉｃａｔｉｏｎａｎｄｉｒｌｔｒｏｃｌｕｃｔｉｏｎｏｒｃｏｄｅｎｕｍｂｅｒｓｔｏｔｈｅｌｏｗｊａｔｉｔｕｄｅ（２ｏｃｃｏｌｉｔｈｂｉｏ-ｓｔｒｌｌｔｉｇｒａｐｈｉｅｚｏｎａｔｉｏｎ（Ｂｕｋｒｙ，１９７Ｊ３；１９７５）．ＭａｒｉｎｅＭ旨（）ｐａｌｅｏｎｔ，５：３２１-３２５．

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１１１ｔｅｇｒａｔｅｄｃｌｌｒ（）１１０ｓｔｒ£１ｔｉｇｒａＰｈｙｏｆｔｈｅＭｉｏｃｅｎｅＴａｇａＧｒｏｕｐｊｏｂａｎａｒｅａ，ｎ（）ｒｔｈｅａｓｔｅｍＪａＰａｎ．ＥａｒｔｈＳｃｉｅｎｃｅ（Ｃｈｉｋｙｕ

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要旨

常磐地域南部に属する茨城県日立市の田尻，滑川および鮎川セクションに露出する中新統多賀層群について，複

合年代層序学的検討を行った．田尻および滑川セクションは珪藻化石層序のＮＰＤ５帯最上部～ＮＰＤ５Ｄ帯下部に一方，石灰質ナンノ化石層序ではＣＮ７帯に相当することが判明した．また，鮎川セクションのテフラ層（Ｋｏｂ２７

とＫｏｂ６６）について，それぞれ１２．１±０．２Ｍａ（黒雲母）と１０ｊ±０．２Ｍａ（普通角閃石）のＫ-Ａｒ年代値を得

た．この結果，後期中新世の限定された区間ではあるが，珪藻化石と石灰質ナンノ化石層序の直接の関係がより明

確になり，さらに放射年代に基づいて珪藻生層準に確かな年代を与えることができた．そして，これらの結果を踏まえて，古地磁気微化石年代尺度の確度と精度の問題点について検討した．他方，珪藻の仙，７心ｚ≒ｊｊｊ・ｒＺＷＪは，その終産出層準の直下で蓋殻面の点紋が退化する進化的形態変化を起こしていることが判明した．この形態変化を正

確に捉えることで，この種の終産出層準を確定し，層序学的に有効な生層準として適用できる可能性があることが

わかった．

（２９）

１０４

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Ｓｃａｌｅｔ）£１ｒ，；ｅｑｕａ１１０μｍ．ＳｃａｌｅＡｉｓｆｏｒ１-９，ａｒｌｃｌｓｃａｌｅＢｉｓｆｃｌｒ１０-２４．１２：勁ｊ力面ｕ９２ｚｚＺ加７ｊｚ７臨，面（Ｋａｎａｙａ）Ｓｃｈｒａｄｅｒ（ＡＫＹ１３０）１：£）ごａ芯ｉｌ・Γμ≒迫ｒ片び∫μ｀ｆａｎａｇｉｓａｗａｅｔＡｋｉｂａｓＪｔｌｌ（ＡＫＹ１３０）１３：７加力７ｊｊｚ血汐７７ｊ丿ｕゐ，ｊＡｋｉｂａ（ＡＫＹ１６５）２，３：£），７，❹ａ／叩治ｒ几７∬どｚ` ｆａｎｌｌｌ；ｉｓａｗａｅｔＡｋｉｂａｖａｒ，１（ＡＫＹ１２９）１４：Ｏｚ血ｎｊ／ｚ‘ｗ雨戸Ｓｈｅ妬１１ｋｏｖａ）ＡｋｉｂａｅｔＹａｎ２１１ｇｉｓａｗａ（ＡＫＹ１６６）４：£）凹む゛ａＺｇｊｚ’ｎヽ，７ｎ７ＹａｎａｇｉｓａｗａｅｔＡｋｉｂａｖａｒ．２（ＡＫＹ１２４）１ｊ５：而ｊｚ回心泌話ｇＹａｎａｇｉｓａｗａ（ＡＫＹ１６５）５：Ｏｐｅｎｅｏｐｕｌａｏｆ７）凹ふ❹卯丘ｒ，ｚｚｍｚＹｆｌｎａｇｉｓａｗａｅｔＡｋｉｂａ（ＡＫＹＩ２７）１６り凶回ワ話，ｙ，７７と７９，７肖衣Ｄｅｂｙ（ＡＫＹ１２９）ぐＳ：Ｃｌｏｓｅｄ（２ｏｐｕｌａｏｆ良，７良心卯ｊｊ誼加伊岫ｖａｒ．ｄｉｍｏｒｐｈａ（Ｓｃｈｒａｄｅｒ）１７：乃ｊルｚＪふ血ｚ削ｚ１刀ｚｚふ∫み７７ｚｚ（）ａｓｈｕｋｉｎａ（ＡＫＹ１２５）Ｓｉｍｏｎｓｅｎ（ＡＫＹ１４４）１８＝磐懇忽・２ぶなＺ面硯祠ｐ．（ＡＫＹ１６５）

７：£）回忌・ｊ９迫誼刀２ａ？加ｖａｒ．泌・，７７ａ？加（５Ｓ（；ｈｒａｄｅｒ）Ｓｉｍｏｎｓｅｎ（ＡＫＹ１２５）１９：Ｒｅｓｔｉｎｇｓｐｏｒｅ（）ｆＣＪλｚ（・功αり亘ＡＫＹ１２９）８：£）（。❹ａＺ９治了面ｒ，ｎｕｌｊＹａｎａｇｉｓａｗａｅｔＡｋｉｂａ（ＡＫＹ１３９）２０：７加必ｇｚ゛❹ａ，７７の砂ｚ，７７臨ｚＳｈｔ，ｓｈｕｋｏｖａ（ＡＫＹ１６６）９：令泗励Ｑぷｘｘｉｓミａ忿怒５公器２乱４ニａ尽尨忿５ａ（Ｓｃｈｒａｄｅｒ）ＡｋｉｂａｅｔＹａｎａｇｉｓａｗａ（ＡＫＹ１２５）２１：７ん乙７ｊふｊ加了向平か治Ｓｈｅ，；ｈｕｋｏｖａ（ＡＫＹ１６６）１０：ｙｖｊ‘ｚｚｊ丿心ν乙７／ｚ‘ｇｒｕ（Ｂｒｕｎ）Ｍｅｒｚ（ＡＫＹ１６６）２２：７友ｚルｚｊｊ訟沁むや～ｊ（Ｂｒｕｎ）ＡｋｉｂａｅｔＹａｎａｇｉｓａｗａ（ＡＫＹ１５３）川：川・曰ｒ屁７ｊｊｙｚ’／ｊｊ【Ｆｒｅぅ１１ｇｕｅ】ｌｉ）ＫａｎａｙａｅｔＫｏｉｚｕｍｉ（ＡＫＹ１６５）２３：７んｚ力７ｇ涵加ｚユ４ｚろみ（Ｋａｎａｙａ）ＡｋｉｂａｅｔＹａｎａｇｉｓａｗａ（ＡＫＹ１５３）

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