地質調査研究報告 Vol.59 No.7/8 (2008)｜出版物とサービス｜産総研地質調査総合センター / Geological Survey of Japan, AIST

地質調査研究報告 Vol.59 No.7/8 (2008)

特集：第9回太平洋地域新第三系層序に関する国際会議

表紙

常磐地域下部中新統中山層の大型植物化石

常磐地域の中山層は約 17 Ma の中新世最暖期の動植物化石を多産する。写真は貝類化石の Vicarya 等を含む干潟堆積物より約 20 m 下位の氾濫原堆積物に含まれる植物化石。20 cm ほどの厚さの中に凝灰質砂岩から同質泥岩にいたる数回の堆積サイクルが認められ、その様々な層準に化石が含まれる。泥質堆積物中の葉 (左図) は層理面に並行に堆積し、Machilus ugoana など特定の種類が多産する傾向がある。一方、砂質堆積物 (右図) には Paliurus, Pterocarya, Quercus をはじめ多様な種類の葉が含まれ、折れ曲がったりうねったりした状態で産することが多い。どちらの化石群集も河川周辺の低地植生に由来し、前者は堆積場近傍の局地的要素からなる準原地性の群集、後者はより広範囲の植生を代表する異地性群集と解釈される。産地：福島県いわき市遠野町上遠野東部。

（写真と文：矢部　淳）

タイトル	著者	PDF
序文	小笠原憲四郎・ロイマリンコヴィッチ Jr.・鹿野和彦・柳沢幸夫 (299)	59_07_01.pdf [1 MB]
論文
北太平洋大陸棚地域の生物地理復元：暖温な始新世と冷温な漸新世の比較から	ユーリー B. グラデンコフ (301-307)	59_07_02.pdf [1 MB]
北太平洋地域における漸新統から下部中新統の最新珪藻化石層序	アンドレイ Yu. グラデンコフ (309-318)	59_07_03.pdf [1 MB]
貝殻層のタフォノミーとシークエンス層序に基づいて復元したボゴール堆積盆（インドネシアジャワ島西部）の中期中新世から鮮新世の非対称な堆積環境	アスワン・エミースパルカ・ソニアリジャニ・デシイスンダリ・エマヤンパットリアニ (319-325)	59_07_04.pdf [1 MB]
タイ北部マエモー炭鉱産タニシ類化石の炭素・酸素同位体に記録された古生物地理と古気候の変化	ベンジャヴァンラタナシェーン・高嶋　勲・松葉谷　治 (328-338)	59_07_05.pdf [2 MB]
北太平洋高緯度における中期中新世最温暖期の温暖化の度合：二枚貝 Kaneharaia の成長断面の安定同位体分析に基づいて	アントンオレイニク・ロイマリンコヴィッチ Jr.・コンスタンチンバリノフ・ピータースワート (339-353)	59_07_06.pdf [1 MB]
太平洋と他の海洋の開閉事件に関連した北太平洋地域新生代の貝類化石群集と古気候変動：レビューと今後の展望	小笠原憲四郎・高野征宣・永戸秀雄・中野孝教 (355-364)	59_07_07.pdf [1 MB]
北西太平洋地域古第三紀貝類化石群の生物地理学 ‐中部日本区の形成と四国海盆の拡大‐	本田　裕 (365-368)	59_07_08.pdf [1 MB]
北海道の始新統から産出した Robertsonites 属を含む貝形虫化石の古生物地理的意義	山口龍彦・栗田裕司 (369-384)	59_07_09.pdf [2 MB]
北海道の中新世岩石穿孔性二枚貝による生物侵食構造	鈴木明彦・平中伸英 (385-395)	59_07_10.pdf [2 MB]
本州北東部、常磐および相馬地域の大型植物化石群集から推測される前期中新世の陸上気候	矢部　淳 (397-413)	59_07_11.pdf [4 MB]
北西太平洋中緯度地域における浮遊性有孔虫化石帯 N.15 帯と N.16 帯境界の数値年代	林　広樹・高橋雅紀 (415-422)	59_07_12.pdf [1 MB]
仙台平野南西部に露出する中部中新統?鮮新統の年代データ：奥羽脊梁山地の隆起と関連して	藤原　治・柳沢幸夫・入月俊明・島本昌憲・林　広樹・檀原　徹・布施圭介・岩野秀樹 (423-438)	59_07_13.pdf [4 MB]

要旨集

北太平洋大陸棚地域の生物地理復元：暖温な始新世と冷温な漸新世の比較から

ユーリー B. グラデンコフ

最近のカムチャッカとサハリンの地質調査研究は、太平洋の海からアジア大陸の陸域へと漸移する地域の新生界層序に新たな展開を見せてくれている。これらの地域では、多くの地域層序の「階区分」や異なる生物群や非生物のイベントが認められてきた。カムチャッカでは次のような地域的な階区分を識別している：ユージノ－イルピンスキイ階 (暁新世)、クランスキー・キラキーヌンスキイ・ガイルクハビランスキイ階 (始新世)、それにアルギンスキイ階 (漸新統) である。これらすべての「階」は、浮遊性と底生有孔虫、貝類、大型植物それに珪藻化石を産する。それゆえ、本論でこれらの化石に基づいて、標準的な「階」とその階を細分する「帯」についてその概要を要約する。
暁新統と始新統の「帯」は浮遊性有孔虫の化石帯を、漸新統は珪藻化石帯を用いて確立されている。加えて、底生有孔虫化石に基づいて地域的化石帯が設定され、これは地域の層序対比に用いられている。最近これのデータに、古地磁気層序とマイオマーカーの新たなものが加わった。これらの地域的層序の「階」は基本的に岩相と堆積サイクルに基づいている。暖かい始新世の環境では、炭酸塩の浮遊性生物や貝類、それに亜熱帯的な植物が北太平洋全域に広がり、一方、漸新世に寒冷型の生物が出現したが、この次期、暖水系の生物群は暖かい南方に移動した。それゆえ、主要生物の温暖と寒冷系の相違は、この始新世から漸新世にかけて北太平洋で生じたことになる。

北太平洋地域における漸新統から下部中新統の最新珪藻化石層序

アンドレイ Yu. グラデンコフ

本論では現在の北太平洋地域における漸新統から下部中新統の珪藻化石層序と、加えて過去 10〜15 年間に急速に進歩した内容を述べる。この北太平洋地域での過去 25 年間、特に深海掘削のコア分析に基づいて、漸新統から下部中新統の珪藻化石帯の確立とそれを用いた化石帯の認定が劇的に進歩した。これら珪藻化石帯を基本として、これを陸上域における堆積シークエンスへ適応していった過程があるので、それらの研究意義についても触れる。
北太平洋地域の漸新統から下部中新統は石灰質微化石の産出がまれで、珪藻に代表される珪質のプランクトン生物による生層序区分と年代・対比が最適の手段である。北太平洋地域の様々な堆積盆からの珪藻化石の層序的データを用いた統合的珪藻の生層序によって、漸新統から下部中新統の年代と対比にあらたな展開を見せている現状を紹介する。

貝殻層のタフォノミーとシークエンス層序に基づいて復元したボゴール堆積盆（インドネシアジャワ島西部）の中期中新世から鮮新世の非対称な堆積環境

アスワン・エミースパルカ・ソニアリジャニ・
デシイスンダリ・エマヤンパットリアニ

インドネシア西ジャワのボゴール堆積盆の中期中新統から鮮新統にいたる二つの地域に、様々な貝殻層のタフォノミーの様相や貧化石帯の挟みなどが存在する。この二つとは堆積盆西部に堆積したサカブミ地域のニャリンダン層、および堆積盆東方に発達するカリワング層である。この中新世から鮮新世における 6 オーダーの堆積シークエンス体には、コンデンセイション層や無堆積と侵食などの堆積面などを伴って様々な様式の貝殻層を含んでいる。これらの堆積体にはシークエンス境界や、ラビンメント面、ダウンラップ面、それにコンデンスセクションなどが認められる。ここでは、ある堆積様式の貝殻層の層序的パターンが堆積盆の位置や年代に応じて類似したり繰り返している。例えば、トップラップに関与している貝殻層はニャリンダン層中にのみ認められ、これは海進期堆積体 (TST) の厚い堆積ユニットと高海水準期堆積体 (HST) の薄い堆積ユニットを特徴づけている。対照的に堆積盆の東方にあるカリワング層の堆積サイクルはバックラップとダウンラップの様式で形成され、これは TST が薄く、HST が厚い特徴を有する。このような東西での対照的な堆積サイクルの構築構造は、中新世から鮮新世にかけてのボゴール堆積盆での非対称性の陸棚堆積の形成場を反映したものと解釈される。

タイ北部マエモー炭鉱産タニシ類化石の炭素・酸素同位体に記録された古生物地理と古気候の変化

ベンジャヴァンラタナシェーン・高嶋　勲・松葉谷　治

タイ北部のマエモー炭鉱の R-, Q-, K-石炭帯から産出したタニシ類化石の炭素 13・酸素 18 の同位体分析を秋田大学で行った。その結果、下部層の方が重い炭素同位体比を示した。R-石炭帯の炭素同位体は 3.52-6.92 ‰ PDB で、Q-石炭帯では 4.17-5.77 ‰、K-石炭帯では 1.41-1.34 ‰ PDB 値を示した。酸素同位体比は下部層が上部層より重い値を示し、R 帯で -3.15〜-5.10 ‰、Q 帯で -4.19〜-6.04 ‰、さらに K 帯では -7.05〜-8.04 ‰の範囲を示した。
これらのランパン地域のケウロム鉱床のタニシ類化石の同位体は炭素 δ¹³C 値で -11.01〜-12.19 ‰、δ¹⁸O 値では 6.64〜7.04 ‰ の範囲を示した。これらの結果、マエモー堆積盆では、R 帯から Q 帯、そして K 帯へと徐々に同位体が変化しており、さらに現在のタニシ類の同位体比とは明らかに異なる値である。この R 帯の重い炭素同位体比は、Q 帯やK帯の堆積時より、より冷温であったことを示し、さらに当時の古地理は海に近い環境であったと考えられる。さらに Q帯と K 帯の堆積時は、R 帯と比べて温暖化し、さらに地理的に高緯度化したか高度を増したことが考えられる。これらのマエモー炭鉱での古気候変化は、タイ北部の他の漸新統から下部中新統にかけての環境変化と同調的である。さらに、より温暖な熱帯への気候変化は K 帯と Q 帯の古地磁気層序年代から指示される中期中新世に生じている。これらの古環境変化の原因は、オーストラリア－インドプレートの北上に伴うユーラシアプレートとの衝突によって生じたものであると考えられる。

北太平洋高緯度における中期中新世最温暖期の温暖化の度合：二枚貝 Kaneharaia の成長断面の安定同位体分析に基づいて

アントンオレイニク・ロイマリンコヴィッチ Jr.・
コンスタンチンバリノフ・ピータースワート

16Ma頃の中期中新世最温暖期 (MMCO) は、新第三紀では最も温暖な期間であった。北太平洋地域におけるこの最温暖期のピークは、アラスカとカムチャッカの化石 Kaneharaia (二枚貝網カガミガイ科) に記録されている。Kaneharaia の化石標本は、北太平洋高緯度の初期中期中新世と認定した次の2ヶ所産地から採集した。それはカムチャッカ半島北西部のシーアーチン層準とアラスカのナローケープ層である。これらの産地から多くの Kaneharai 化石を採集し、最終的に成長に伴う炭素と酸素の安定同位体変動の分析可能な標本を得た。これらの化石の成長断面の分析値を、現在の亜熱帯域に生息する Kaneharaia 類似の2種の Dosinia の分析値と比較検討した。海洋の δ¹⁸O の値を Zachos 等の用いた緯度補正を加味して -1.5 ‰ と仮定すると、酸素同位体からのアラスカとカムチャッカの年平均水温は、それぞれ 19.3 ℃ と 23.5 ℃、水温の年較差は 19.8 ℃ と 11 ℃であることが示された。このような温度範囲は、現在の亜熱帯 (北緯40 度) の混合水塊に比較可能で、北太平洋地域での MMCO 期の、まさに最温暖期のピークを示したものと考えられる。
同位体組成の変化幅とそれから推定される水温変動幅は、その層序的な変化パターンとともに、MMCO 期の北太平洋高緯度域の温暖水塊が、現在の低緯度地域の温暖水塊のようには持続的に存在していたわけではないことを示している。そのかわり、表層の温暖水が西太平洋の亜熱帯地域から比較的短期間だけ流入し、一般的に冷温なこれらの地域に温暖性の貝類が入り込んだと判断される。

太平洋と他の海洋の開閉事件に関連した北太平洋地域新生代の貝類化石群集と古気候変動：レビューと今後の展望

小笠原憲四郎・高野征宣・永戸秀雄・中野孝教

   IGCP-355 の研究で、ドレーク海峡やインドネシア海路などの開閉の年代が明確になった。この成果を踏まえると、これまで地域的な地質・古生物学的事件と考えられていた事象が、この開閉事件に関連していることが示唆されるようになった。例えば、サハリンでの漸新世と中新世の境界で認められたシリカのバイオマーカーの変化は、珪藻群集の組成変化であるが、これは北半球高緯度での冷水塊の出現に対応したもので、さらにその出現がドレーク海峡の成立と南極循環流を反映したものであると考えられるからである。また、わが国の八尾－門ノ沢動物群の二枚貝 Hataiarca の本邦への侵入事件は、17 Ma のインドネシア海路が赤道地域で閉鎖された結果、黒潮が形成され幼生が海流に依存してわが国に伝播した可能性が高い。
   本論では日本列島の新生代貝類化石群をあらたな統合微化石層序に基づいて再編し、それらの古環境を再解釈した。特に新第三紀の貝類化石群は明世－椚平動物群 (20-16.6 Ma) と八尾－門ノ沢 (16.4-15.3 Ma)、茂庭動物群 (15.3-15 Ma)、古期と新期の塩原－耶麻動物群などに区分され、これらは基本的に熱帯から亜熱帯・暖温帯・中間温帯・冷温帯へと数百万年単位で、徐々に冷温化した海洋環境を反映したものと解釈される。さらに最新の珪藻化石層序に基づいたベーリング海峡の断続的開閉の年代的変遷の詳細が明確になり、これに伴う本邦の貝類化石群集の変化なども論じた。
   今後の新生代研究の重要課題として、精度の高い年代決定に基づいた地域的な地質学的事件と地球規模の事件を対比すること、さらに、事件と事件の時空分布を検討し、事件が生じた原因を多角的に追究する必要がある。

北西太平洋地域古第三紀貝類化石群の生物地理学 ‐中部日本区の形成と四国海盆の拡大‐

本田　裕

日本を含む北西太平洋地域では、古第三紀貝類の海洋生物地理区の一つ中部日本区が、漸新世に北日本-西オホーツク区と台湾-南日本区の間に誕生した。同区は静岡、紀伊半島及び四国の太平洋岸に面した四万十帯の地域を含み、北日本-西オホーツク区の浅貝-幌内動物群の貝類とともに、多数の固有種 (Lima sameshimai, Adulomya chitanii, Conchocele nakazawai, Pitar hataii, P. kotoi, P. murotensis、及び Emarginula tokuyamai) を産する。いっぽう、九州南東部 (宮崎県) の四万十帯、日南層群 (漸新統-下部中新統最下部) からは、九州北部の芦屋動物群 (漸新世) の特徴種を産することから、同地域は台湾-南日本区に含まれる。中部日本区と台湾-南日本区との境界付近には、九州-パラオ海嶺があって、古生物地理区の境界形成に九州-パラオ海嶺が何らかの関与をしていたと考えられる。四国海盆のリフティングと拡大は、中部日本区の形成と密接な関係がある。

北海道の始新統から産出した Robertsonites 属を含む貝形虫化石の古生物地理的意義

山口龍彦・栗田裕司

北海道の始新統の貝形虫化石を初めて報告する。夕張地域の中部始新統石狩層群赤平層と幌内層から貝形虫化石 5 種が産出した。Robertsonites 属が多産した。この属は現在、北極海を中心にオホーツク海、アラスカ湾、北大西洋北部に分布する。始新統産のものは初めての報告で、最古の記録である。Robertsonites 属は北海道以南の始新統からはまだ報告がない。瀬戸内海の始新統岩屋層から報告されている Hanaiborchella reticularitriangularis も含まれていた。このことは北海道の始新世の貝形虫は、同時代の瀬戸内海の貝形虫と共通性を持つ。しかし両者の種構成は異なっていた。この貝形虫の違いは古水温の違いを反映している可能性がある。新種 Robertsonites ashibetsuensis sp. nov. および他 4 種を記載した。

北海道の中新世岩石穿孔性二枚貝による生物侵食構造

鈴木明彦・平中伸英

北海道羽幌地域の中新統三毛別層から産出する岩石穿孔性二枚貝化石とその生痕化石の詳細な検討に基づいて、古環境変遷を復元した。調査地点の羽幌地域曙では、始新統逆川層と中新統三毛別層の明瞭な不整合が見られる。大型生痕化石 Type I は棍棒型をなし、所属未定のグループに相当する。この生痕化石中には、二枚貝化石Platyodon nipponica が含まれていた。一方、小型生痕化石 Type II はフラスコ型で、Gastrochaenolite turbinatus に同定される。この生痕化石中には、二枚貝化石 Penitella kotakae が含まれていた。不整合におけるこのような産状は、いずれも明らかに自生的な産状を示すものである。
これらは以下のような堆積過程を経て、形成されたと推察した。初めに軟質岩の波食棚が広く Platyodon の穿孔を受け、所属未定の生痕化石を形成した。次に堆積物による充填を経て次第に基盤が固結した。さらに新たな海進が生じて、硬質岩の波食棚が Penitella の穿孔を受け、G. turbinatus を形成した。最後に波食棚は、海進の進行に伴って外浜環境へと移行し、そこではストーム起源による貝化石層が形成されていた。このような穿孔性二枚貝化石による生物侵食構造の解析は、海進初期の特徴、非堆積期間の程度、古水深の推定等の有効な古環境情報を提供するものである。

本州北東部、常磐および相馬地域の大型植物化石群集から推測される前期中新世の陸上気候

矢部　淳

東北日本太平洋側に位置する常磐および相馬地域において、主として海岸低地の植生を代表すると考えられる５つの大型植物化石群集を検討し、前期中新世の植生と陸上気候の変化を明らかにした。
最初期中新世には温帯性の落葉広葉樹と針葉樹からなる植生が広がったが、前期中新世を通じて、温暖な気候に生育する常緑・落葉広葉樹の出現と種数の増加傾向が認められる一方、寒冷な気候に生育する種類が減少する傾向が明らかとなった。現在の東アジアの森林植生区分との比較から、この変化は年平均気温の上昇と年較差の減少によるものと解釈され、後者はとくに前期中新世後半に冬季の気温が上昇したことが原因と考えられる。葉相観に基づく年平均気温の定量的な推定から、最初期中新世からおよそ 20 Ma にかけて気温の著しい上昇が認められたほか、およそ 17 Ma から16 Ma にかけて、さらに温暖な気候が示唆された。これらの温暖期は海棲生物から推測される海洋気候の温暖期に一致する。海成層から報告された花粉などのデータとあわせて考えると、前期中新世の陸上気候と海洋気候は同様な変化傾向を示す。

北西太平洋中緯度地域における浮遊性有孔虫化石帯N.15 帯とN.16 帯境界の数値年代

林　広樹・高橋雅紀

福島県棚倉地域の久保田層下部について詳細な浮遊性有孔虫生層序を検討した結果、化石帯 N.15 帯と N.16 帯の境界を定義する生層準 Neogloboquadrina acostaensis の初産出を凝灰岩鍵層 KT-1 の直上に認めた。この凝灰岩鍵層の放射年代に基づき、本地域における N. acostaensis の初産出年代を 10.6 Ma と見積もった。これまでに報告されている深海掘削のデータから判断すると、この生層準は少なくとも中緯度地域では同時性を示し、年代対比に有用であると考えられる。

仙台平野南西部に露出する中部中新統?鮮新統の年代データ：奥羽脊梁山地の隆起と関連して

藤原　治・柳沢幸夫・入月俊明・島本昌憲・
林　広樹・檀原　徹・布施圭介・岩野秀樹

仙台平野南西部の3つの地質セクションから得られた中部中新統‐鮮新統の年代層序データを報告する。ここで報告する 27 個の FT 年代測定値と浮遊性有孔虫化石および珪藻化石の分析結果は、調査地域周辺のテクトニックな変動の復元に貢献する。名取川下流の河床に露出する旗立層は地質年代として、ほぼ 13 Ma から 11.5 Ma に相当する。綱木層はほぼ 10 Ma から 8.3 Ma の期間に堆積した地層であり、梨野層下部は 6.4 Ma 頃に堆積した。年代と層相のデータを総合すると、この中部中新統‐鮮新統には 4 つの比較的大きな不整合が認められる。それらは 9 Ma 頃、6.4Ma 頃、最後期中新世、および 3.5 Ma 頃である。最も古い不整合は本研究で新たに見出された。これらの不整合の形成時期は、Nakajima et al. (2006) が復元した奥羽脊梁山地の段階的な隆起の歴史と良く対応する。本研究で示したデータは、東北本州弧の隆起時期のより詳しい推定を可能にする。