[HQR06-P05] 関東平野中北部・宝木台地における最終間氷期以降の地形発達史
キーワード：関東造盆地運動、海洋酸素同位体ステージ、河成段丘、地形解析、ボーリング解析、テフロクロノロジー
1．はじめに
関東平野北部に位置し、隆起・沈降運動が相対的に不活発とされる（貝塚1987；鈴木・小池2000）宝木台地においては、相対的隆起域である関東平野東部・南部と比較して、万年単位での地形発達史の復元事例は少なく、下流部で連続する猿島台地（秋山ほか2019など）との境界も明らかになっていない（図1）。本研究では、宇都宮市から坂東市付近まで続く、宝木・猿島台地を対象として、GISを用いた地形解析と、掘削調査から得られたボーリングコア試料及び既存柱状図の分析を行い、宝木台地の形成過程について明らかにすることを目的とした。
2．手法
国土地理院の5mメッシュDEMをもとに、ArcGIS10.6を用いて、レインボーコンターマップ（杉中ほか2018）、谷密度図、陰影起伏図、傾斜量図を作成した。これらの主題図と空中写真判読の結果を参考に、地形解析を行い、宝木・猿島台地と段丘開析谷の範囲を認定した。
また、台地上で掘削された4本のボーリングコア（北から順に、UT-ST1、 GC-OY2、GC-OY1、GC-NG1コア）の、深度30m以浅を対象に、コア試料の観察、記載と保存を目的とした剥ぎ取り標本の作製および層相の記載、粒度分析、帯磁率の測定を行った。また、コアから火山灰を分取して、実体顕微鏡・偏光顕微鏡を用いた鉱物組成・火山ガラスの形状の観察およびSEM-EDSを用いた火山ガラスの主成分化学分析を行った。これらの解析結果を総合して掘削コアを複数の堆積ユニットに区分し、地形解析の結果と統合して、最終間氷期以降の堆積環境の変化を推定した。
3．結果・考察
空中写真およびDEMによる地形判読の結果、宇都宮から取手にかけての宝木・猿島台地の分布および段丘開析谷の分布を確認した。宝木台地上の開析谷は古河付近から、流向が南北方向から北西-南東方向へと変化する傾向がみられた。加えて、古河付近を境とした下流側で谷密度が高くなることが確認できた。テフラ分析の結果、UT-ST1、GC-OY1、GC-OY2の各コアでは、風成ローム層下部において姶良丹沢火山灰（AT：30ka;町田・新井2003）、赤城鹿沼軽石(Ag-KP：44ka；町田・新井2003)に対比されるテフラが、最下流部に位置するGC-NG1コアでは、風成層下部からAg-KPもしくは赤城湯ノ口軽石(Ag-UP：50ka）に対比できる可能性のあるテフラが検出された。また、各コアは、次に述べる5つの堆積ユニットU1:風成ローム堆積物、U2:泥流堆積物、U3:網状河川堆積物、U4:蛇行河川堆積物、U5:デルタフロント堆積物に区分された。なお、U4の蛇行河川堆積物は河床・自然堤防・後背湿地の堆積物で構成され、いずれのコアでも層厚が15～20 mに達し、軽石層を多数挟む一方、U3の網状流路堆積物はGC-NG1ではみられなかった。
地形面区分、地形解析およびコア試料の分析結果から、以下の地形発達史が復元できる。海洋酸素同位体ステージ（MIS)5eに少なくとも小山付近まで海域（古東京湾）が拡大した後、U5の形成に伴って海退が進み、デルタプレーン上では、古鬼怒川の河川氾濫が繰り返され、蛇行河川帯（U4）が形成された。最終氷期に古鬼怒川によって礫が運搬され、扇状地（U3）が形成された。扇状地は扇面を南へ徐々に拡大させたが、扇端がGC-OY1とGC-NG1の間に到達した頃、下刻傾向に転じ、その後間欠的な溢流を経ながら、宝木台地南部(小山～野木)においてはAg-KPの降下年代（44ka）にかけて（U2）宝木台地が段丘化（U1）したと推定される。また、地形解析およびテフラの分布から、宝木台地と猿島台地の境界を古河-下妻付近に設定できる可能性が示唆された。
本研究で使用したGC-NG1、GC-OY1、GC-OY2コアは，経済産業省資源エネルギー庁委託事業「平成30年度高レベル放射性廃棄物等の地層処分に関する技術開発事業（地質環境長期安定性評価技術高度化開発）」の一環で採取されたものである。UT-ST1コアは下野市都市計画課に許可をいただき、東京大学でパーカッション掘削により採取したものである。剥ぎ取り資料の採取や層相の記載の際には、中央大学理工学部の丹羽雄一博士にご協力いただいた。
引用文献： 秋山ほか（2019）地学雑誌 128（6),905-920貝塚爽平(1987) 地学雑誌96(4) 217-230.杉中ほか(2018)日本地球惑星科学連合 2018 年大会発表要旨HQR04-15.鈴木・小池（2000)東京大学出版会 日本の地形4関東・伊豆小笠原,180-183.町田 洋・新井房夫 (2003) 東京大学出版会
関東平野北部に位置し、隆起・沈降運動が相対的に不活発とされる（貝塚1987；鈴木・小池2000）宝木台地においては、相対的隆起域である関東平野東部・南部と比較して、万年単位での地形発達史の復元事例は少なく、下流部で連続する猿島台地（秋山ほか2019など）との境界も明らかになっていない（図1）。本研究では、宇都宮市から坂東市付近まで続く、宝木・猿島台地を対象として、GISを用いた地形解析と、掘削調査から得られたボーリングコア試料及び既存柱状図の分析を行い、宝木台地の形成過程について明らかにすることを目的とした。
2．手法
国土地理院の5mメッシュDEMをもとに、ArcGIS10.6を用いて、レインボーコンターマップ（杉中ほか2018）、谷密度図、陰影起伏図、傾斜量図を作成した。これらの主題図と空中写真判読の結果を参考に、地形解析を行い、宝木・猿島台地と段丘開析谷の範囲を認定した。
また、台地上で掘削された4本のボーリングコア（北から順に、UT-ST1、 GC-OY2、GC-OY1、GC-NG1コア）の、深度30m以浅を対象に、コア試料の観察、記載と保存を目的とした剥ぎ取り標本の作製および層相の記載、粒度分析、帯磁率の測定を行った。また、コアから火山灰を分取して、実体顕微鏡・偏光顕微鏡を用いた鉱物組成・火山ガラスの形状の観察およびSEM-EDSを用いた火山ガラスの主成分化学分析を行った。これらの解析結果を総合して掘削コアを複数の堆積ユニットに区分し、地形解析の結果と統合して、最終間氷期以降の堆積環境の変化を推定した。
3．結果・考察
空中写真およびDEMによる地形判読の結果、宇都宮から取手にかけての宝木・猿島台地の分布および段丘開析谷の分布を確認した。宝木台地上の開析谷は古河付近から、流向が南北方向から北西-南東方向へと変化する傾向がみられた。加えて、古河付近を境とした下流側で谷密度が高くなることが確認できた。テフラ分析の結果、UT-ST1、GC-OY1、GC-OY2の各コアでは、風成ローム層下部において姶良丹沢火山灰（AT：30ka;町田・新井2003）、赤城鹿沼軽石(Ag-KP：44ka；町田・新井2003)に対比されるテフラが、最下流部に位置するGC-NG1コアでは、風成層下部からAg-KPもしくは赤城湯ノ口軽石(Ag-UP：50ka）に対比できる可能性のあるテフラが検出された。また、各コアは、次に述べる5つの堆積ユニットU1:風成ローム堆積物、U2:泥流堆積物、U3:網状河川堆積物、U4:蛇行河川堆積物、U5:デルタフロント堆積物に区分された。なお、U4の蛇行河川堆積物は河床・自然堤防・後背湿地の堆積物で構成され、いずれのコアでも層厚が15～20 mに達し、軽石層を多数挟む一方、U3の網状流路堆積物はGC-NG1ではみられなかった。
地形面区分、地形解析およびコア試料の分析結果から、以下の地形発達史が復元できる。海洋酸素同位体ステージ（MIS)5eに少なくとも小山付近まで海域（古東京湾）が拡大した後、U5の形成に伴って海退が進み、デルタプレーン上では、古鬼怒川の河川氾濫が繰り返され、蛇行河川帯（U4）が形成された。最終氷期に古鬼怒川によって礫が運搬され、扇状地（U3）が形成された。扇状地は扇面を南へ徐々に拡大させたが、扇端がGC-OY1とGC-NG1の間に到達した頃、下刻傾向に転じ、その後間欠的な溢流を経ながら、宝木台地南部(小山～野木)においてはAg-KPの降下年代（44ka）にかけて（U2）宝木台地が段丘化（U1）したと推定される。また、地形解析およびテフラの分布から、宝木台地と猿島台地の境界を古河-下妻付近に設定できる可能性が示唆された。
本研究で使用したGC-NG1、GC-OY1、GC-OY2コアは，経済産業省資源エネルギー庁委託事業「平成30年度高レベル放射性廃棄物等の地層処分に関する技術開発事業（地質環境長期安定性評価技術高度化開発）」の一環で採取されたものである。UT-ST1コアは下野市都市計画課に許可をいただき、東京大学でパーカッション掘削により採取したものである。剥ぎ取り資料の採取や層相の記載の際には、中央大学理工学部の丹羽雄一博士にご協力いただいた。
引用文献： 秋山ほか（2019）地学雑誌 128（6),905-920貝塚爽平(1987) 地学雑誌96(4) 217-230.杉中ほか(2018)日本地球惑星科学連合 2018 年大会発表要旨HQR04-15.鈴木・小池（2000)東京大学出版会 日本の地形4関東・伊豆小笠原,180-183.町田 洋・新井房夫 (2003) 東京大学出版会