(2)地質各論

(1) 新第三系中新統

a 冬部層

分布:太田ほか(1957)により、小泊図幅地域内の小泊村冬部沢を模式地として命名されたもので、調査地域では中里町の大石沢に小規模に分布する。

岩相:下部は玄武岩溶岩、上部は粗粒凝灰質砂岩・黒灰色泥岩からなるが、調査地域には玄武岩のみが分布する。一般に著しい変質作用を受けて暗緑色〜黒色を呈する。大部分が溶岩あるいは自破砕状溶岩で、所により本質火山礫や火山岩塊を伴い、弱い堆積構造を示す。小泊層中部の酸性凝灰角礫岩に覆われる。

時代:冬部層は、岩相の類似性から秋田県の台島層に対比され、Patinopecten yamasakii iwasakiensis(Nomura) などを特徴とする貝化石群もその対比に矛盾しないとされた(Mizuno,1964)。またKotaka(1955)は、Chlamys nisataiensis Otuka, Ostrea gravitesta Yokoyama,Terebratalia tenuis(Hayasaka)などの産出により、冬部層と長根層をあわせたものにほぼ相当する桂川層(北村ほか,1972;岩井ほか,1986)を秋田県の西黒沢層及び須郷田層に対比している。冬部層からはZelkova ungeri(Ettings),Tilia distans(Nathorst),Castanea kanekoi(Tanai)などの植物化石も知られている(対馬・上村,1959)。これらの研究成果を踏まえ,本山・丸山 (1995)は、冬部層の時代を中新世前期と中期の境界付近としている。

b 小泊層

太田ほか(1957)により、小泊図幅地域内の小泊集落付近を模式地として命名されたもので、岩相から上・中・下の3部に分けられる。

b−1 小泊層下部

分布:調査地域では、中里町の母沢に小規模に分布する。

岩相:主として硬質頁岩からなり、一部珪藻質泥岩を伴う。硬質頁岩は、5〜15cm間隔の明瞭な板状層理を示し、珪質で堅く、割れ目は貝殻状を示す。本層の上部は塊状の珪藻質泥岩となっており、小泊層中部の酸性凝灰角礫岩に覆われる。

時代:本山・丸山(1995)は、放散虫のEucyrtidium asanoi帯とEucyrtidium inflatum帯A亜帯、及び珪藻のDenticulopsis hyalina帯とDenticulopsishustedtii帯の存在を認め、本層は中部中新統に相当するとしている。

b−2 小泊層中部

分布:調査地域では、中里町の尾別川中流から金木町の金木川上流まで、北北西−南南東方向に連続的に分布する。

岩相:主として凝灰角礫岩ないし軽石凝灰岩からなり、細粒凝灰岩を挟む。

また、最上部には玄武岩質火山礫凝灰岩を伴う。凝灰角礫岩は直径数cmの軽石・流紋岩・安山岩・玄武岩・黒曜岩などの角礫を多含し、時に硬質頁岩や細粒凝灰岩を含む。新鮮部は青灰色を呈するが、風化すると灰白色や黄白色を呈する。

また、本層にはしばしば流紋岩の溶岩や貫入岩を伴っている。流紋岩は、紫灰色を呈し、ガラス質・細粒緻密である。硬質であるが、割れ目が発達し、細かく割れやすい。なお、北部地域の流紋岩は岩体が小さく、不規則な分布を示すので、活断層図には特に図示していないが、五所川原市の前田野目川上流にはこれに対比される流紋岩の比較的大きな岩体が分布しており、こちらは図示している。

最上部の玄武岩質火山礫凝灰岩は、暗灰〜黒色を呈し、スコリアの配列による弱い層理を示す。本岩は中里町の衛門四郎沢付近に小規模な分布が見られる。小泊層中部層は、不動滝層に整合的に覆われるほか、中里町の尾別川中流付近では立山層に不整合に覆われる。

時代:本山・丸山(1995)は、本層に対比される太田凝灰岩部層の黒雲母のK−Ar年代(13.9±1.1Ma)(須崎・箕浦,1992)から、中部中新統に相当するとし、さらに本山・丸山(1996)は、太田凝灰岩部層の堆積の開始時期は珪藻のDenticulopsis simonsennii の出現からD. hyalinaの急減までの14.2〜13.1Maと推定されるとしている。

b−3 小泊層上部

分布:調査地域では、五所川原市の飯詰川中流から前田野目川上流にかけて、北北西−南南東方向に連続的に分布する。

岩相:黒灰色〜暗灰色のいわゆる黒色泥岩を主体とし、硬質頁岩を挟む。

通常は5〜30cm間隔の弱い層理を示すが、硬質頁岩や細粒凝灰岩を挟む所では層理が明瞭となる。黒色泥岩は、風化すると2〜3cm以下の細片となり、剥離する。細粒凝灰岩は、厚さが30cm程度以下で、新鮮な部分は青灰色を呈するが、風化すると明黄灰色の粘土となる。本層は、不動滝層に整合的に覆われ、一部味噌ヶ沢層に不整合に覆われる。

時代:本山・丸山(1995)は、小泊層上部の大部分については、年代を示唆するデータは今のところはないが、わずかに三角山付近における小泊層最上部から、放散虫のLychnocanona. Magnacornuta 帯及び珪藻の Thalassiosira yabei帯の存在を認め、後期中新世と考えられるとし、更に本山・丸山(1996)では、年代は約11.6〜9.9Maの間に収まるとしている。

c 不動滝層

飯塚(1930)により、五所川原市飯詰不動滝を模式地として命名されたもので、調査地域では中里町の尾別川中流から五所川原市の前田野目川上流にかけて、北北西−南南東ないし南北方向にほぼ連続的に分布する。本層は主として珪藻質の泥岩からなるが、上部に下部二本松凝灰岩部層と金木川異常堆積層を伴う。なお、下部二本松凝灰岩部層は分布が局部的であるため、活断層図には金木川異常堆積層に含めて図示している。

c−1 不動滝層(下部二本松凝灰岩部層及び金木川異常堆積層を除く主部)

分布:調査地域では、金木町の金木川上流から五所川原市の前田野目川上流にかけて、南北ないし北北西−南南東方向に概ね連続的に分布する。

岩相:珪藻質泥岩を主体とし、所により砂岩や礫岩、細粒凝灰岩を挟む。

珪藻質泥岩は、塊状で暗灰〜黒褐色を呈し、風化すると硫黄分が析出して黄褐色を呈するようになる。上部は次第に砂質となり、所によってはシルト質極細粒砂岩とでもいうべきものが見られる。

北部地域では、しばしば厚さ数mの細粒〜粗粒砂岩を挟み、互層状を呈することがある。金木川上流では、玄武岩の角礫を多含する厚さ約4mの礫岩層を挟んでいる。

細粒凝灰岩は、シルトサイズで灰白色を呈し、ガラス質である。厚さは10cm以下のものが多いが、所により1m程度のものを挟んでいる。

時代:本山・丸山(1995)は、珪藻のT. yabei帯〜Rouxia californica帯及び放散虫のL. magnacornuta帯〜“Anthocorys akitaensis”帯が認められることから上部中新統に対比されるとしている。なお、調査地域外の津軽半島東部において不動滝層相当層とされる塩越層中の今別安山岩類から、全岩K−Ar年代(8.6±0.4Ma,6.94±0.25Ma,6.86±0.25Ma)(通商産業省資源エネルギー庁,1989)が得られている。

c−2 金木川異常堆積層

分布:調査地域では、中里町の尾別川中流から金木町の小田川上流にかけて、北北西−南南東ないし南北方向にほぼ連続的に分布する。

岩相:典型的なものは金木川上流の林道沿いに見られ、凝灰岩ないし凝灰質砂岩中に、珪藻質泥岩の岩塊が取り込まれている。珪藻質泥岩には軽石粒を多含することがある。ここから南北へ離れると、含軽石砂岩・軽石凝灰岩・珪藻質泥岩のセットとして追跡されるが、南端の金木町小田川上流では細粒砂岩が卓越する。なお、本層の下部に軽石凝灰岩からなる下部二本松凝灰岩部層があるが、調査地域では金木町の相野股沢付近で局部的に認められるにすぎないので、活断層図では金木川異常堆積層に含めて図示した。

時代:本山・丸山(1966)は、本層に対比される土石流堆積物層はStichocorys delmontenis からStichocorys peregrinaへの進化的移行と、味噌ヶ沢層最下部に認められるLychnocanoma parallelipesの出現の間に挟まるとし、土石流堆積物層及び不動滝層上限の年代は8.2〜6.8Maと結論されるとしている。

(2) 新第三系鮮新統

a 味噌ヶ沢層

田口(1959)により、五所川原市不動沢の北方地域を模式地として命名されたもので、調査地域では中里町の尾別川中流から五所川原市の神山川上流まで、ほぼ連続的に分布する。本層の中部に、上部二本松凝灰岩部層を伴う。

a−1 味噌ヶ沢層(上部二本松凝灰岩部層を除く主部)

分布:本層は中里町の尾別川中流から金木町の新川上流まで、北北西−南南東方向に細長く連続する。同町大東ヶ丘で段丘堆積物に被覆され、一旦露出が途絶えるが、同町の小田川中流から再び露出する。また、大淵川上流で広く分布するが、南へ向かうにつれて次第に狭く断片的となる。

岩相:灰色〜黄灰色を呈する凝灰質細〜中粒砂岩を主体とし、砂質凝灰岩・細〜中礫岩・シルト岩等を挟む。砂岩にはしばしば平行葉理やセット厚0.1〜0.3mないし1〜2mの斜交層理が発達し、軽微な侵食面の見られることもある。全般に固結度が低く、露頭では砂状を呈するものが多い。砂岩中には、未固結〜半固結時に生じたと考えられる癒着した正・逆断層(いわゆる“面無し断層”)が認められ、その多くは東西性である。下位の不動滝層との関係は、北部地域では整合的であるが、南へ向かって次第に不整合的となり、五所川原市の飯詰川中流から前田野目川上流にかけては、尾根上に小泊層上部の黒色泥岩層を著しい不整合で覆い分布している。

時代:本山・丸山(1996)は、本層下部に放散虫のLychnocanoma parallelipesの出現と連続的な産出を認め、中新世最後期としている。また本層上部は、放散虫のCycladophora sakaii 帯下部に相当し、その年代を3.4Ma〜約2.7Maまでと判断するとしている。

a−2 上部二本松凝灰岩部層

分布:中里町の中里川上流から金木町の小田川上流まで、北北西−南南東ないし南北方向にほぼ連続的に分布する。

岩相:白色〜灰白色を呈する塊状のデイサイト質軽石凝灰岩からなり、しばしば5〜15cmの軽石片を多含する。基質は、主に軽石粒よりなり、黒雲母・角閃石・輝石等を含む。

時代:本山(1991)は、上部二本松凝灰岩部層より下位の味噌ヶ沢層最下部は放散虫の Cycladophora akitaensis帯とLychnocanoma sp.A帯の境界を含み、味噌ヶ沢層中部からはClathrocyclas sp.H帯を示す放散虫が産出することから、二本松上部凝灰岩部層の年代は中新世最末期であるとしている。なお、本山・丸山(1996)は、中新統/鮮新統の境界は本層付近に位置すると考えている。

(3) 第四系更新統

a 大釈迦層

分布:名称は Nomura and Hatai(1935)の“Daishaka shell−beds”に由来するが、地層名としての使用は岩井ほか(1982)などによる。根本・千田(1994)により再定義されている。調査地域では、五所川原市の長橋溜池東方から浪岡町の大釈迦川上流にかけてと、同町の浪岡川中流から本郷川上流にかけて分布する。

岩相:平行層理や斜交層理の発達する粗粒〜中粒砂岩を主体とし、シルト岩を挟む。砂岩はしばしば礫質となり、細礫を含むことがある。斜交層理はセット厚が1〜5mの大規模なものから、0.1〜0.6m程度の小規模なものまである。調査地域南部の本層は、斜交層理をなす砂岩中に大量の貝化石破片を含み、一部化石床状となることがある。泥質岩相は、灰白色〜灰色のシルト岩が多く、層厚1m以下で砂岩中に挟まれる。味噌ヶ沢層と同様に、砂岩には未固結〜半固結時に生じたと考えられる東西性の癒着断層が認められる。

最下部には、軽石粒を大量に含む中粒〜粗粒砂岩が認められることがあるが、二本松凝灰岩部層に相当するような粗粒かつ厚い凝灰岩層は、本地域では認められない。

時代:従来、大釈迦層は味噌ヶ沢層に対比され、鮮新統と考えられてきた。

しかし、根本・千田(1994)は、津軽半島南東部地域(津軽断層以東)において、岩相上から味噌ヶ沢層に対比されてきた層相を大釈迦層として扱い、以下の理由で更新統としている。すなわち、上部二本松凝灰岩部層に対比されてきた、大釈迦層の下部を占める大滝沢凝灰岩部層(岩井,1965,1986;三村,1979など)が、凝灰岩の鉱物組成と堆積速度の観点から、青荷層(村岡・長谷,1990)に対比されること、青荷層の年代が1.6〜0.9Ma(村岡,1986)であることから、大釈迦層は更新統とされるとしている。

b 立山層

田口(1959)により、金木町嘉瀬東方の立山を模式地として命名されたもので、基底部に鶴ヶ坂凝灰岩部層が発達する。調査地域では中里町の尾別川中流から金木町の新川中流にかけてと、同町の小田川中流から浪岡町の本郷川上流にかけて、断続的に分布する。

b−1 鶴ヶ坂凝灰岩部層

岩相:両錐石英(β−石英)を含むデイサイト質軽石凝灰岩を主体とし、灰色〜灰白色を呈する。本層の基底部は多くの場合下位層の層理を削り込む構造(scour and fill structure)や、平坦な侵食面で下位層の層理を切る斜交関係を持っている。前者の場合、基底直上の岩相は、異質礫を大量に含み凝灰質で斜交層理をなす礫岩であることも多く、河川などの環境下で堆積した陸成層から始まると考えられる。後者では、層厚5〜20mに達する塊状の軽石質粗粒凝灰岩からなり、乾陸上で堆積した可能性がある。本層の層厚は、調査地域では南部ほど厚く、五所川原市前田野目付近では約40mである。一方、北部の中里町尾別川付近では5〜10m程度と薄く、平行層理や斜交層理が見られる。

b−2 立山層(鶴ヶ坂凝灰岩部層を除く主部)

岩相:中〜粗粒の凝灰質砂岩を主体とし、細〜中礫岩やシルト岩を挟む。

砂岩にはしばしばセット厚0.3〜0.6mの斜交層理が発達する。下位の大釈迦層・味噌ヶ沢層とは、侵食面を介して累重することが多く、不整合関係にあると考えられる。

時代:津軽半島地域において、鶴ヶ坂凝灰岩部層を不整合に覆う八甲田熔結凝灰岩(岩井,1965)は、その噴出年代は2.0Ma(フィッショントラック法;西村ほか,1977)と報告されたが、八甲田地域の第四紀火山岩について検討した結果では、0.35〜0.80Ma(K−Ar法)となっている(新エネルギー総合開発機構,1987)。村岡・高倉(1988)は、鶴ヶ坂凝灰岩部層を八甲田第一期火砕流堆積物に含め、その年代を0.65Maとしている。いずれにしても、鶴ヶ坂凝灰岩部層を含めた立山層は、更新統に相当すると考えられる。

c 段丘堆積物

ここでは、吾妻(1995)の地形区分に従って堆積物を区分し、その層相を記載する。

c−1 Tm段丘堆積物

Tm面は、調査地域南部の津軽山地西縁部の浪岡−原子地域において、北北西−南南東方向に連続して分布し、高度5〜100mである(吾妻,1995)。

地域により岩相が大きく異なり、浪岡町浪岡スキー場駐車場では、下位より灰白色中粒砂層、黄灰色中粒砂層、白色シルト層、斜交層理を持つ細礫層、暗赤色粘土層よりなり、火山灰層は認められない。一方、中岱東方では、N46°W、8°Sの走向・傾斜をもって緩く海側へ傾く段丘堆積物が観察される。ここでは、下位より灰白色細粒火山灰層、淡紅色粘土層(火山灰?)、淡橙色火山灰層、粗粒砂混じり灰緑色粘土層、チョコレート色中粒砂混じり粘土層、軽石・長石片を含む粘土層、粗粒砂サイズの軽石層、赤褐色中粒砂混じり粘土層からなり、礫層の発達は見られない。付近の表土層下には腐植土と褐色ローム層が分布する。浪岡町館野北方に分布する段丘堆積物は、礫層を含まず、軽石火山灰を含む中〜粗粒砂・シルトから構成されている。

c−2 Uf段丘堆積物

調査地域北部の金木町〜中里町川倉にかけて分布し、高度30〜150mを占める(吾妻,1995)。金木町大東ヶ丘西方では、砂層を主体とする段丘堆積物が観察される。この地点での堆積物は、下位より淡緑灰色細粒砂、淡緑灰色シルトからなる。また、金木町川倉では、下位より亜円〜亜角礫を含む中礫層、白色粘土、砂混じりシルト、白色〜赤灰色シルトからなる段丘堆積物が観察される。最上部には風化した火山灰層も含まれるが、強く風化しており、露頭での同定は困難である。金木町藤枝溜池東方では、良く円磨された円礫層を含む段丘堆積物が観察される。

c−3 Vm段丘堆積物

調査地域中部〜北部の、五所川原市原子から飯詰付近にかけて分布し、高度20〜40mを占める(吾妻,1995)。中里町深郷田南方では、砂礫からなる段丘堆積物が観察できる。砂層は灰白色を呈する。礫層は泥質岩の角礫を主体とし、基質は中粒〜粗粒砂からなる。中里町中里西方では、段丘地形を有するものの、地形面上には薄い泥質の氾濫原堆積物を有するのみで、厚い段丘堆積物は認められない。中里町向日町北方では、立山層砂岩を覆う砂質礫層からなる段丘堆積物が観察されるが、段丘面上の堆積物は層厚70cm程度で、砂質礫層とシルト層からなり、非常に薄い。

金木町嘉瀬南西方〜五所川原市長富北方の地域では、沖積面中に島状に突出して分布する微高地が認められる。この微高地を構成する堆積物は、淘汰のよい中粒砂を主体とし、ローム層・腐植土に覆われる。中粒砂は淘汰が良く、泥質堆積物を含まないことから、古砂丘堆積物の可能性がある。

c−4 Wf段丘堆積物

調査地域中部の五所川原市原子から同市飯詰付近にかけて分布し、分布高度は10〜20mである(吾妻,1995)。五所川原市金山東方大開では、Wf面に属する段丘堆積物の内部構造を観察することができる。ここでは、下位より細礫〜中礫サイズの亜円〜円礫層、粘土混じり中粒砂層、インブリケーションを持つ細礫サイズの亜角〜亜円礫層、灰白色粘土層、インブリケーションを持つ細礫サイズの亜角〜亜円礫層、白色火山灰層、灰白色シルト層、チョコレート色シルト層からなっている。この露頭の10m西側の露頭では、礫層は尖滅して、シルト層や中粒砂層となっており、この地域では堆積物の側方変化が大きいことが分かる。また、五所川原市飯詰東方では、Wf段丘堆積物が立山層を削り込んで堆積しているのが観察される。

また、同地域金山南方では、リニアメントに相当する段丘面上に、幅50m、段差8m程度の凹地状地形が認められる。この付近では、中部に腐植土を含む砂礫・シルトからなり、その上部にローム層を含んでいる。

(4) 第四系完新統

a 扇状地堆積物

本地域で認められる扇状地堆積物は、山間部の小沢部に小規模に分布する。五所川原市野里東方では、未固結の細礫サイズの角礫層、白色シルト層からなる層厚15m程度の扇状地堆積物が観察できる。

b 氾濫原堆積物

氾濫原堆積物は、調査地域全域にわたって広く分布している。礫・砂・砂混じり粘土・粘土・腐植土からなると考えられ、主に耕地(水田)・溜池として利用されており、詳細は不明である。ただし、五所川原市高野南方では、氾濫原堆積物上に造成された水田の高度が、西側に順次低くなるといった原地形の傾斜と推定される地形が残されており、道路上にもわずかな凹地状地形が存在する。

c 地すべり堆積物

地すべり堆積物の分布は、調査地域においては極めて局所的かつ小規模であり、丘陵部や山岳部に認められる。最も大規模なものは、五所川原市松野木東方の山岳部の不動滝層分布域に認められるもの(幅約350m,長さ100m程度)である。その他の地域に認められるものは、幅100m以下、長さ150m以下の小規模なものである。なお、地すべり堆積物に類似する例として、不動滝層や味噌ヶ沢層分布域には、沢や河川の攻撃斜面側に、小規模な崩壊が認められることがある。

d 現河床堆積物

現河床堆積物は、各河川の流路部に形成され、亜角〜亜円の細礫〜中礫層、細粒〜粗粒砂層、泥質物層より構成されている。