[S-VC29] 火山・火成活動および長期予測

[SVC29-02] 秋田県南部の三途川カルデラの形成時期：　第四紀に発生した巨大カルデラ噴火

*伊藤 久敏¹ (1.財団法人電力中央研究所)

キーワード：カルデラ、U-Pb法、ジルコン、第四紀、東北地方

秋田県南部に位置する三途川カルデラは，東北地方脊梁地域において中新世～鮮新世に形成されたとされる80個以上のカルデラ群のうちで最大規模のカルデラである（伊藤ほか，1989；Yoshida et al., 2014）．本カルデラはカルデラ形成時に堆積したとされる軽石流堆積物（虎毛山層）により埋積される．虎毛山層は主に結晶に富むデイサイト質の火山礫凝灰岩，ブレッチャ，凝灰岩からなり，全体の層厚は1500m以上である（大木，2016）．本カルデラの形成年代（虎毛山層の年代）は，K-Ar年代に基づき，6～5 Maと4～3 Maの2時期が推定されていた（竹野，1988）．これに対し，伊藤（2000）は，ジルコンのフィッション・トラック（FT）年代から虎毛山層の火山活動は1 Ma頃まで継続したとした．さらに，大木（2016）は，K-Ar法により，虎毛山層の年代を1.2 Maと推定した．一方，産総研の「第四紀火山」データベースでは，三途川カルデラは6 Maに形成され，1.2Maに軽石流を噴出して三途川カルデラが形成されたという大木（2016）の主張は受け入れがたいと記載されている．三途川カルデラの形成時期を明らかにすることは，鮮新世にカルデラ形成，更新世に成層火山が発達したという東北地方の火山発達モデル（Yoshida et al., 2014）の再考を促すことにも繋がる．そこで，今回，ジルコンのFT法よりも閉鎖温度の高いジルコンのU-Pb法により，虎毛山層の年代測定を行った．その結果，竹野（1988）によりカルデラ中央部の隆起域で6.0 ± 1.6 Ma （誤差は2σ，以下同様）が報告された試料からは，4.38 ± 0.12 MaのジルコンU-Pb年代が得られた．伊藤（2000）によりFT法で1 Ma程度の年代が得られたカルデラ西部の試料からは，6～1 Maの様々な単粒子のU-Pb年代が得られた．また，Ito (1996)によりFT法で1.2 ± 0.4 Maが得られたカルデラ西部の試料から1.70 ± 0.14 MaのU-Pb年代が得られた．以上から，三途川カルデラの形成は6 Ma頃に開始したが，虎毛山層が厚く分布するカルデラ西部では2～1 Maもしくは1.5 Ma頃に大規模なカルデラ噴火があったと推定される．三途川カルデラの南方に位置する赤倉カルデラについても，カルデラ噴火は3～1.4 Ma頃と推定されており（大竹，2000），秋田県南部～山形県北部地域で2 Ma頃に巨大噴火が複数回発生したものと考えられる．今回の例のように，ジルコンU-Pb年代測定を進めることで，東北地方では3.5～1.5 Maに火山活動が停滞したという主張（Kimura et al., 2015, Mahony et al., 2016）は再検討が必要になると考えられる．

文献：　Ito, 1996, Ph. D. thesis of Kyoto Univ. Fac. Sci., 122p；伊藤，2000，日本地熱学会誌，22，9–21；伊藤ほか，1989，地質学論集，32，409–429；Kimura et al., 2015, Geochem. Geophys. Geosyst., 16, doi:10.1002/2015GC005854；Mahony et al., 2016, Geochem. Geophys. Geosyst., 17, doi:10.1002/2016GC006362；大木，2016，JpGU，SVC48-P06；大竹，2000，地質学雑誌，106，205–222；竹野，1988，地質調査所報告，268，191–210；Yoshida et al., 2014, Geol. Soc. Spec. Publ., 385, 335–387．