[B-CG06] 地球史解読：冥王代から現代まで

[BCG06-P05] 上部ジュラ系～下部白亜系鳥巣式石灰岩の形成要因

*鬼頭 岳大¹、中田 亮一²、狩野 彰宏³、白石 史人¹ (1.広島大学、2.海洋研究開発機構、3.東京大学)

上部ジュラ系～下部白亜系の鳥巣式石灰岩は，南は九州，北は北海道まで広く分布し，一般的に砂岩や泥岩などが卓越する地質体中に小規模岩体として産する (例えば，田村, 1960)．このことは，ジュラ紀後期～白亜紀前期のある時期に，炭酸塩鉱物の供給量が陸源砕屑物の供給量を局地的に上回るイベントが，ユーラシア大陸東縁の比較的広い範囲で起こったことを意味する．しかしながら，鳥巣式石灰岩はしばしば下位の砕屑岩との境界露頭を欠いていることに加えて，その年代が精度よく決定された石灰岩体がいまだに限られていることもあり，炭酸塩鉱物の相対的な供給量の増加に至った原因は十分に理解されていない．本研究において，愛媛県西予市城川町で詳細な地質調査を行ったところ，新たに鳥巣式石灰岩と下位の砕屑岩の連続露頭を発見し，これを中津川セクションとした．また，中津川セクションを含む石灰岩体に次いで規模の大きい石灰岩体に菊乃谷セクションを設定した．これらのセクションにおいて，石灰岩・砕屑岩の構成要素を明らかにする．また炭素・酸素同位体比測定により，石灰岩形成時の環境変化や続成作用の影響を評価する．さらには，石灰岩に対してSr同位体層序学を適用し，堆積年代を高精度で決定する．これらの結果を統合することで，鳥巣式石灰岩形成の開始・終了に至った要因について明らかにすることが本研究の目的である．
中津川セクション周辺では，岩相が下位からハンモック状斜交層理を伴う砂岩泥岩互層，平板型・トラフ型斜交層理を伴う砂岩，層状石灰岩，塊状石灰岩へと変化した．このことは，石灰岩が浅海化に伴って形成したことを示唆する．XRD分析およびポイントカウンティングの結果，中津川セクションの岩相は下部から上位に向かって，主に陸源砕屑物とペロイドからなるグレインストーン，主に石灰泥と陸源砕屑物からなるワッケ・パックストーン，主に造礁性生物，微生物被殻，被覆微生物からなるフレームストーン，主に陸源砕屑物を含む基質，放散虫と思われる粒子を含むワッケストーンと変化した．炭素同位体比は，石灰岩体下部において上方への増加傾向を示しており，これは石灰岩形成の開始時に生物生産性が増加していた可能性を示している．一方で，菊乃谷セクションは塊状石灰岩のみからなり，XRD分析に基づくと全ての層準で方解石が90%以上であり，陸源砕屑物は最大で7.2%であった．このような，中津川セクションよりも低い陸源砕屑物含有量は，石灰岩体上下の砕屑岩との漸移部分が露出していないことに起因すると考えられる．これらの結果を踏まえると，石灰岩の形成は，浅海環境における流速の低下と石灰質骨格を持つ生物の生育により開始し，水深増大によって終了したことが示唆される．
また，中津川セクションの中部から発見した腕足動物の殻に対し，白石ほか (2005) の手法に基づいてSr同位体層序学を適用したところ，147.5 (±0.5) Maという堆積年代が得られた．これは，先行研究がSr同位体層序によって推定した他の石灰岩体の堆積持続期間と同時期であることを意味する．

引用文献
白石史人, 早坂康隆, 高橋嘉夫, 谷水雅治, 石川剛志, 松岡淳, 村山雅史, 狩野彰宏(2005) 高知県仁淀村に分布する鳥巣石灰岩のストロンチウム同位体年代. 地質学雑誌. 111(10), 610–623.
田村実 (1960) 鳥巣層群および類似層の層位学的研究. 熊本大教育紀要, 8, 1–40.