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[SVC29-P07] 長崎県島原半島南部口之津地域に分布する玄武岩の年代と岩石学的特徴
キーワード：島原半島、玄武岩、岩石学的特徴
1.はじめに
島原半島は別府島原地溝帯の西縁に位置し、その主体は約50万年前から活動する雲仙火山によって形成されている。さらに古い基盤としては、南島原火山岩類と口之津層群が広く分布している。この内、島原半島南部口之津地域の早崎半島に分布する玄武岩は約4.4MaのK-Ar年代をもち（宇都ほか,2002）、大塚ほか（1995）は、早崎半島の玄武岩が別府島原地溝帯の熊本―島原地域の最初期に起こった火山活動として位置づけている。
本研究では、島原半島南部口之津地域の久木山港付近で、この年代よりさらに古い年代値をもつ玄武岩を新たに確認したので、年代の測定結果と岩石学的特徴について報告する。
2.溶岩の分布
調査位置は、口之津地域久木山港の北西方向に約100ｍ沖合の岩礁で（Fig.１）、長さ約400ｍ、幅約280ｍの東西方向に延びる岩体として確認できる（Fig.2）。同岩体は陸側にも確認でき、連続的につながる可能性もある。
3周辺の層序と得られた年代値
本調査地域の陸側には同様な玄武岩が確認されており、大塚ほか（1995）では、これを早崎半島の玄武岩の一部と同時期のものとして考えた。一方、寺井（2018）は、この玄武岩を早崎半島の玄武岩とは異なる岩体として区分している。現地で観察される層序として、最下位に青灰色シルト層が認められ、その上位に玄武岩質溶岩流、さらに上位に角閃石安山岩を含む凝灰岩、チャートや変成岩類、花崗岩などを主とする円礫層が覆う。この角閃石安山岩を含む凝灰岩は、寺井（2018）で“南島原凝灰岩”として新称され、口之津層上部と下部を分ける鍵層として識別されている。そのため、凝灰岩より下位にある本研究対象の玄武岩質溶岩流は口之津層下部か、或いはより古い年代のものであると推定できる。
上記玄武岩より試料を採取し、K-Ar年代を測定したところ、6.2±0.4Maの結果が得られた。このことよりこの玄武岩の活動は、口之津層形成以前の火山活動であることが分かる。また、これまで島原半島で最も古い火山活動の記録は約4.4Maとして考えられていたが、これは更に古い年代値の火山岩と言える。
4.岩石記載及び全岩化学組成
全体的にやや黒緑色を呈し、かんらん石斑晶が目立つ。円形から楕円形の気孔が顕著に認められ、一部に沸石等の鉱物が充填している。自形～半自形のかんらん石斑晶を含む斑状組織で、石基はインターグラニュラー組織を示す。斑晶は、スピネルを包有したかんらん石を主として、微斑晶の単斜輝石と斜長石を少量含み、総斑晶量は8-9 vol%であった。石基は主に斜長石、かんらん石、単斜輝石および不透明鉱物から構成され、少量のガラスを含む。
新たに採取した試料の全岩化学組成分析を行った結果、SiO2 = 53 wt%、MgO = 6~7 wt%、FeO*/MgO = 1.3 ~ 1.4であった。SiO2はMgO含有量の減少に対してほぼ一定を示す。Ni = 94~97ppm、Cr = 325ppmの値を示す。SiO2-(Na2O+K2O)図(Macdonald & Katsura ,1964)では、サブアルカリ系列に、Nb-Zr-Y区分図(Meschede、1986)ではプレート内ソレアイト玄武岩に区分される。
5.まとめ
島原半島南部における火山岩類の活動史や岩石学的特徴を明らかにする目的で、口之津地域を重点的に調査した結果、これまで報告されている火山岩の年代よりも古い約6.2Maの玄武岩を確認した。また、同玄武岩の全岩化学組成分析は、サブアルカリ系列に区分されることが分かった。今回得られた結果は局所的なものであるので、陸域への繋がりなど、より分析値を増やして詳細な分布や火山層序を把握する必要がある。角縁ほか（2019）では、島原半島南部の早崎半島（約4.4Ma）の玄武岩について詳細な化学分析を行っており、これらと比較研究を行うことで別府島原地溝帯形成前後のマグマの化学的進化について解明できる可能性がある。
島原半島は別府島原地溝帯の西縁に位置し、その主体は約50万年前から活動する雲仙火山によって形成されている。さらに古い基盤としては、南島原火山岩類と口之津層群が広く分布している。この内、島原半島南部口之津地域の早崎半島に分布する玄武岩は約4.4MaのK-Ar年代をもち（宇都ほか,2002）、大塚ほか（1995）は、早崎半島の玄武岩が別府島原地溝帯の熊本―島原地域の最初期に起こった火山活動として位置づけている。
本研究では、島原半島南部口之津地域の久木山港付近で、この年代よりさらに古い年代値をもつ玄武岩を新たに確認したので、年代の測定結果と岩石学的特徴について報告する。
2.溶岩の分布
調査位置は、口之津地域久木山港の北西方向に約100ｍ沖合の岩礁で（Fig.１）、長さ約400ｍ、幅約280ｍの東西方向に延びる岩体として確認できる（Fig.2）。同岩体は陸側にも確認でき、連続的につながる可能性もある。
3周辺の層序と得られた年代値
本調査地域の陸側には同様な玄武岩が確認されており、大塚ほか（1995）では、これを早崎半島の玄武岩の一部と同時期のものとして考えた。一方、寺井（2018）は、この玄武岩を早崎半島の玄武岩とは異なる岩体として区分している。現地で観察される層序として、最下位に青灰色シルト層が認められ、その上位に玄武岩質溶岩流、さらに上位に角閃石安山岩を含む凝灰岩、チャートや変成岩類、花崗岩などを主とする円礫層が覆う。この角閃石安山岩を含む凝灰岩は、寺井（2018）で“南島原凝灰岩”として新称され、口之津層上部と下部を分ける鍵層として識別されている。そのため、凝灰岩より下位にある本研究対象の玄武岩質溶岩流は口之津層下部か、或いはより古い年代のものであると推定できる。
上記玄武岩より試料を採取し、K-Ar年代を測定したところ、6.2±0.4Maの結果が得られた。このことよりこの玄武岩の活動は、口之津層形成以前の火山活動であることが分かる。また、これまで島原半島で最も古い火山活動の記録は約4.4Maとして考えられていたが、これは更に古い年代値の火山岩と言える。
4.岩石記載及び全岩化学組成
全体的にやや黒緑色を呈し、かんらん石斑晶が目立つ。円形から楕円形の気孔が顕著に認められ、一部に沸石等の鉱物が充填している。自形～半自形のかんらん石斑晶を含む斑状組織で、石基はインターグラニュラー組織を示す。斑晶は、スピネルを包有したかんらん石を主として、微斑晶の単斜輝石と斜長石を少量含み、総斑晶量は8-9 vol%であった。石基は主に斜長石、かんらん石、単斜輝石および不透明鉱物から構成され、少量のガラスを含む。
新たに採取した試料の全岩化学組成分析を行った結果、SiO2 = 53 wt%、MgO = 6~7 wt%、FeO*/MgO = 1.3 ~ 1.4であった。SiO2はMgO含有量の減少に対してほぼ一定を示す。Ni = 94~97ppm、Cr = 325ppmの値を示す。SiO2-(Na2O+K2O)図(Macdonald & Katsura ,1964)では、サブアルカリ系列に、Nb-Zr-Y区分図(Meschede、1986)ではプレート内ソレアイト玄武岩に区分される。
5.まとめ
島原半島南部における火山岩類の活動史や岩石学的特徴を明らかにする目的で、口之津地域を重点的に調査した結果、これまで報告されている火山岩の年代よりも古い約6.2Maの玄武岩を確認した。また、同玄武岩の全岩化学組成分析は、サブアルカリ系列に区分されることが分かった。今回得られた結果は局所的なものであるので、陸域への繋がりなど、より分析値を増やして詳細な分布や火山層序を把握する必要がある。角縁ほか（2019）では、島原半島南部の早崎半島（約4.4Ma）の玄武岩について詳細な化学分析を行っており、これらと比較研究を行うことで別府島原地溝帯形成前後のマグマの化学的進化について解明できる可能性がある。