[SVC36-P12] 南西北海道，第四紀狩場火山群の地質学・岩石学的研究：山体形成史とマグマ変遷の解明
キーワード：狩場火山群、南西北海道、K-Ar年代測定、全岩化学組成、背弧火山
狩場火山群は南西北海道，渡島半島北西部の日本海側に位置する火山群で，更新世の複数の火山から構成される．個々の山体の噴出中心は東西10㎞，南北7㎞に分布し，現在の最高点は標高1520mの狩場山である．狩場火山群については，山岸・黒沢(1987)によって本火山群を含む地域の地質図幅が作成されたほか，Kaneoka et al.(1987)によって2試料のK-Ar年代測定が行われている．それによると，狩場火山群は穴床前溶岩および狩場山溶岩の大きく２つに分類され，それぞれ0.7Maと0.25Maの年代値が報告されている．また，Nakagawa (1992)や小杉ら(2013)によって本火山群噴出物の全岩化学組成が測定されており，背弧火山的特徴を示すと述べられている．しかしこれらの先行研究では，火山群全体の形成史について報告されていないほか，その岩石学的特徴を掴むためには分析試料が非常に少ないという問題点があった．そこで本研究では，狩場火山群の形成史とマグマの変遷を明らかにすることを目的とした．まず航空写真による地形判読から，本火山群噴出物のユニット分類や地形の保存状態，被覆関係の観察を行った．続いて地形判読結果を基に地質調査を行い，各ユニットの産状や被覆関係を確認した．また，同時に試料採取を行い，鏡下観察および全岩の主要・微量化学組成分析およびSr-Nd同位体比分析を行った．さらに現在，5試料のK-Ar年代測定を実施中である．
その結果，本研究では狩場火山群噴出物を推定火口位置および被覆関係から12のユニットに分類し，さらに既存の年代値，被覆関係および侵食の程度から推定した活動時期，そして岩石学的特徴からこれらを3つのステージに分類した．ステージ１では火山体北西部の火口から西方に溶岩が流出しており，それらの産状から水中火山活動もしくは溶岩の先端が水中に流下したと考えられる．その後ステージ2では陸上での活動に移行し，噴出中心も火山群全域に散らばって溶岩を流出しているが，ステージ3では火山群中央部のみから溶岩を噴出した．これらの活動によって，平坦な山容で特徴づけられる楯状火山が形成された．
狩場火山群噴出物は，高カリウム系列，カルクアルカリ岩系列に分類される玄武岩〜安山岩からなり，全ステージに共通して苦鉄質包有物が認められる．Nb, Taの負異常や枯渇したSr-Nd同位体組成を示すなど，東北日本弧の背弧火山(特に渡島小島; 小杉ら, 2013)と似た特徴を示す．母岩の岩石学的特徴はステージごとに異なっており，ステージ1は石英黒雲母かんらん石玄武岩質安山岩であり，母岩のSiO2組成幅は小さい．またステージ1は，ステージ2・ステージ3と比べてSr同位体比が高くNd同位体比が低いことで特徴づけられる．ステージ2は斜方輝石含有かんらん石石英角閃石単斜輝石黒雲母安山岩，ステージ3は斜方輝石含有石英単斜輝石角閃石かんらん石黒雲母安山岩であり，ステージ2・ステージ3は多くのハーカー図でそれぞれ異なる直線トレンドを形成しており，ステージ3の方がMgOが高い．一方で苦鉄質包有物は，母岩と比較して多様な組成を持つが，ステージごとの大きな違いは認められなかった。試料を採取できた全ユニットにおいて，苦鉄質包有物や，石英とかんらん石といった非平衡な鉱物組み合わせ，斜長石の汚濁帯や波動累帯構造など，マグマ混合を示す証拠が多く認められることから，各ステージの噴出物は主にマグマ混合によって形成されていたと考えられる．また，各ステージの母岩がそれぞれ異なる組成トレンドを示すことは，ステージ毎に苦鉄質端成分マグマと珪長質端成分マグマが異なっていたことを示唆している．すなわち，ステージ1では玄武岩質安山岩と玄武岩，ステージ2，3は玄武岩と安山岩の混合であり、ステージ3はステージ2と比較してMgOが高いマグマであったと考えられる．
引用文献
Kaneoka, I., Yamagishi, H., Yahata, M. (1987). K-Ar Ages of the Neogene Submarine Volcanic Rocks and Overlying Quaternary subaerial Lavas from the Mt. Karibayama Area, Southwest Hokkaido, Bull. Volcanol. Soc. Japan, Ser. 2, 32, 329-333
小杉安由美，中川光弘，清野寛子(2013)．西南北海道，更新世渡島小島火山の地質と岩石学的特徴, 地質学雑誌, 119, 743-758
Nakagawa M. (1992). Spatial Variation in Chemical Composition of Pliocene and Quaternary Volcanic Rocks in Southwestern and Quaternary Volcanic Rocks in Southwestern Hokkaido, Northeastern Japan Arc, Jour.Fac.Sci., Hokkaido Univ., Ser.Ⅳ,23,175,175-197
山岸宏光・黒沢邦彦．(1987)． 5万分の1地質図幅「原歌および狩場山」および同説明書北海道立地下資源調査所
その結果，本研究では狩場火山群噴出物を推定火口位置および被覆関係から12のユニットに分類し，さらに既存の年代値，被覆関係および侵食の程度から推定した活動時期，そして岩石学的特徴からこれらを3つのステージに分類した．ステージ１では火山体北西部の火口から西方に溶岩が流出しており，それらの産状から水中火山活動もしくは溶岩の先端が水中に流下したと考えられる．その後ステージ2では陸上での活動に移行し，噴出中心も火山群全域に散らばって溶岩を流出しているが，ステージ3では火山群中央部のみから溶岩を噴出した．これらの活動によって，平坦な山容で特徴づけられる楯状火山が形成された．
狩場火山群噴出物は，高カリウム系列，カルクアルカリ岩系列に分類される玄武岩〜安山岩からなり，全ステージに共通して苦鉄質包有物が認められる．Nb, Taの負異常や枯渇したSr-Nd同位体組成を示すなど，東北日本弧の背弧火山(特に渡島小島; 小杉ら, 2013)と似た特徴を示す．母岩の岩石学的特徴はステージごとに異なっており，ステージ1は石英黒雲母かんらん石玄武岩質安山岩であり，母岩のSiO2組成幅は小さい．またステージ1は，ステージ2・ステージ3と比べてSr同位体比が高くNd同位体比が低いことで特徴づけられる．ステージ2は斜方輝石含有かんらん石石英角閃石単斜輝石黒雲母安山岩，ステージ3は斜方輝石含有石英単斜輝石角閃石かんらん石黒雲母安山岩であり，ステージ2・ステージ3は多くのハーカー図でそれぞれ異なる直線トレンドを形成しており，ステージ3の方がMgOが高い．一方で苦鉄質包有物は，母岩と比較して多様な組成を持つが，ステージごとの大きな違いは認められなかった。試料を採取できた全ユニットにおいて，苦鉄質包有物や，石英とかんらん石といった非平衡な鉱物組み合わせ，斜長石の汚濁帯や波動累帯構造など，マグマ混合を示す証拠が多く認められることから，各ステージの噴出物は主にマグマ混合によって形成されていたと考えられる．また，各ステージの母岩がそれぞれ異なる組成トレンドを示すことは，ステージ毎に苦鉄質端成分マグマと珪長質端成分マグマが異なっていたことを示唆している．すなわち，ステージ1では玄武岩質安山岩と玄武岩，ステージ2，3は玄武岩と安山岩の混合であり、ステージ3はステージ2と比較してMgOが高いマグマであったと考えられる．
引用文献
Kaneoka, I., Yamagishi, H., Yahata, M. (1987). K-Ar Ages of the Neogene Submarine Volcanic Rocks and Overlying Quaternary subaerial Lavas from the Mt. Karibayama Area, Southwest Hokkaido, Bull. Volcanol. Soc. Japan, Ser. 2, 32, 329-333
小杉安由美，中川光弘，清野寛子(2013)．西南北海道，更新世渡島小島火山の地質と岩石学的特徴, 地質学雑誌, 119, 743-758
Nakagawa M. (1992). Spatial Variation in Chemical Composition of Pliocene and Quaternary Volcanic Rocks in Southwestern and Quaternary Volcanic Rocks in Southwestern Hokkaido, Northeastern Japan Arc, Jour.Fac.Sci., Hokkaido Univ., Ser.Ⅳ,23,175,175-197
山岸宏光・黒沢邦彦．(1987)． 5万分の1地質図幅「原歌および狩場山」および同説明書北海道立地下資源調査所