日本東北-南鹿半島門前組地層的再研究

word文檔可自由復(fù)制編輯日本東北——南鹿半島門前組地層的再研究摘要：門前組地層位于赤島組和野村川組及臺(tái)島組之間，標(biāo)準(zhǔn)剖面的位置在門前到赤島的海岸線上及西Oga半島上。與赤島組接觸的底部為斷層而與野村川組和臺(tái)島組接觸的頂部為不整合。以由下至上的地層順序，門前組被重新劃分為以下段：舞臺(tái)島玄武巖、龍島英安巖、長(zhǎng)樂寺砂礫巖、長(zhǎng)樂寺玄武巖、長(zhǎng)崎英安巖、毛無山英安巖和真山流紋巖。長(zhǎng)樂寺玄武巖局部與長(zhǎng)樂寺砂礫巖互層。在門前組地層中占主要成分的火山巖是在極可能從36ma到34ma這段較短的時(shí)間內(nèi)火山噴發(fā)進(jìn)而在張應(yīng)力作用下緩慢開裂的陸地到淺海區(qū)域內(nèi)形成的火山機(jī)構(gòu)。門前組形成的地質(zhì)作用可能表示早中新世迅速張開的日本海的前奏。但是在門前組和上覆的臺(tái)島組之間存在超過107年的較長(zhǎng)時(shí)間間隔，因此擴(kuò)展研究區(qū)域以尋找在兩個(gè)地層單元之間缺失的地層是十分必要的。關(guān)鍵詞：門前組、臺(tái)島組、野村川組、始新世、早中新世、后弧盆地、張裂、火山作用。主要內(nèi)容：門前組以南鹿市的門前到赤島的海岸為標(biāo)準(zhǔn)剖面的產(chǎn)地，其位于赤島組的上部并為野村川組或者臺(tái)島組所覆蓋，以火山巖為主體。與下部的赤島組以斷層接觸，與上部的野村川組以及臺(tái)島組存在不整合關(guān)系。出露地表的門前組從火山巖的巖相組合和其空間的展布這兩方面出發(fā)，可以相互識(shí)別。該套地層單元，以由下至上的順序可以劃分為舞臺(tái)島玄武巖、龍島英安巖、長(zhǎng)樂寺砂礫巖、長(zhǎng)樂寺玄武巖、長(zhǎng)崎英安巖、毛無山安山巖和真山流紋巖。其中長(zhǎng)樂寺砂礫巖和長(zhǎng)樂寺玄武巖為指狀交互關(guān)系。構(gòu)成該組主體的火山巖，是在不斷沉降的水域或水域之外的陸地上，在34——36Ma這一極短的時(shí)間范圍內(nèi)噴發(fā)的，并且相互重疊構(gòu)成若干火山巖體。從門前組地層中讀取的地質(zhì)信息被認(rèn)為是日本海擴(kuò)張的前兆。但是門前組和其上部的臺(tái)島組之間存在超過1000萬年的時(shí)間間隔，因此對(duì)于在22——20Ma以后活躍起來的日本海的擴(kuò)張作用與門前組形成時(shí)的火山作用之間的關(guān)系，有必要在更廣的領(lǐng)域內(nèi)研究。前言南鹿半島（圖1）早在上世紀(jì)二十年代就進(jìn)行過地質(zhì)調(diào)查，因?yàn)樵谄渌貐^(qū)先進(jìn)行過研究并且明確了其層序和構(gòu)造特征，所以該區(qū)就成為日本東北綠凝灰?guī)r發(fā)育的、新生界的標(biāo)準(zhǔn)剖面產(chǎn)地。集南鹿半島地質(zhì)學(xué)研究之大成者首推藤岡先生。綜合由前人所做的火山巖研究成果，藤岡所提出的地層層序，雖然在后來由其本人進(jìn)行過多次修改，但其大的框架沒有變化，直到現(xiàn)在。圖1：南鹿半島西部地質(zhì)圖，臺(tái)島組和潮瀨岬砂礫巖地質(zhì)圖由Sato所做。但是有關(guān)每套地層、巖體的年代學(xué)證據(jù)，自1970年以來，隨著微體古生物化石地層學(xué)研究和放射性年代測(cè)定的進(jìn)展，已經(jīng)有了很大的變化，尤其是以火山巖為主體，此前被認(rèn)為是中新世的、南鹿半島最下部的赤島組和其正上方的門前組，依據(jù)放射性年代測(cè)定數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，如今認(rèn)為赤島組是始新世前期的地層，而門前組是后始新世末期到前漸新世的地層。圖1：南鹿半島西部地質(zhì)圖，臺(tái)島組和潮瀨岬砂礫巖地質(zhì)圖由Sato所做。巖相層序方面也存在問題。在火山巖分布和疊置復(fù)雜的赤島組和門前組中，構(gòu)成上述地層的火山巖種類繁多且分布廣泛，因此在有關(guān)層序疊置關(guān)系方面仍待研究。盡管其他研究機(jī)構(gòu)或個(gè)人也做過相當(dāng)多的努力，但仍舊沒有解決問題?；谶@樣的背景，筆者在最近數(shù)年內(nèi)，主要以巨厚堆積火山巖的門前組為對(duì)象，致力于研究火山噴發(fā)、堆疊樣式和噴發(fā)環(huán)境，識(shí)別各種火山巖相、揭示火山巖相之間的相互關(guān)系和重新建立巖相層序等工作。結(jié)果，識(shí)別出廣泛分布于南鹿半島西部，由火山巖組成的臺(tái)島組不整合地覆蓋構(gòu)成門前組的各種火山巖。在本論文中，再一次研究了野村川組之下，廣發(fā)分布于南鹿半島西部的門前組地層的層位和定義以及巖相層序的劃分。門前組的層位和定義出露在南鹿半島的新生界地層，由火山巖極為發(fā)育的赤島組、門前組、臺(tái)島組以及超覆于其上的西黑澤組和女川組等地層組成。其最下部的赤島組由玄武質(zhì)熔巖、火山碎屑巖（赤島熔巖類）和英安巖質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r組成，分布于入道崎到赤島之間。在赤島組的正下部存在角閃石黑云母花崗巖，赤島組不整合地分布于其上。但是花崗巖點(diǎn)狀分布在赤島組熔巖之中且出露面積較小。因花崗巖體整體上受到侵蝕，所以其與赤島組熔巖的關(guān)系很可能是一種捕虜體。門前組的火山噴出物質(zhì)成分復(fù)雜且產(chǎn)狀不同，廣泛分布于研究區(qū)的東南側(cè)，相當(dāng)于赤島組殘留地層的上部。與赤島組之間的層位關(guān)系雖然因植被和土壤的覆蓋而不能觀測(cè)，但是在接近侵蝕海岸的地方兩者出露的高度大致相同，所以判斷為以高角度斷層相接觸。藤岡先生把門前組劃分為潛巖熔巖類、真山流紋巖類和潮瀨岬砂礫巖類（1959，1973）并把潛巖熔巖類和加茂熔巖類定位在下部，把潮瀨岬砂礫巖類和真山熔巖類定位在上部。真山流紋巖類是在底部夾有流紋巖質(zhì)的火山碎屑巖及凝灰質(zhì)砂礫巖，主要由流紋質(zhì)熔巖組成的地質(zhì)單元，覆蓋加茂熔巖類且因?yàn)樘盥衿鸱姆纸缑娑軌蛎黠@地與加茂熔巖類相區(qū)別。圖2：門前組地層劃分的變遷圖2：門前組地層劃分的變遷加茂熔巖類和潛巖熔巖類在組成巖相上相似，而在放射性年齡上沒有差別，所以兩者被認(rèn)為是同時(shí)異相。然而加茂熔巖類和潛巖熔巖類都由各種組成成分和不同產(chǎn)狀的火山巖構(gòu)成。因?yàn)樽粉櫥鹕綆r的分布十分困難，所以就有必要研究各種火山巖相和測(cè)定火山巖的產(chǎn)狀。本研究的先行者小林等（2004）認(rèn)為：分布于真山流紋巖類占主體的真山北側(cè)，以前定為加茂熔巖類的火山巖，巖相雖然與加茂熔巖類相似，但是卻不整合地覆蓋真山流紋巖，根據(jù)放射性測(cè)年數(shù)據(jù)，可定為有效的、年輕的地質(zhì)單元，并被命名為野村川組（圖1、圖2及圖3）。野村川組由凝灰質(zhì)砂礫巖、英安巖質(zhì)火山碎屑巖、玄武質(zhì)熔巖和火山碎屑巖組成，為西黑澤組和女川組所覆蓋，巖相和標(biāo)準(zhǔn)層序都大致與臺(tái)島組火山巖對(duì)應(yīng)，因此很有必要在將來重新研究臺(tái)島組之后，將兩者合二為一，并重新劃分地層（小林等，2004）。關(guān)于以潮瀨岬命名的砂礫巖，雖然定位在門前組，但是與其他地質(zhì)單元的層位關(guān)系是模糊的（藤岡，1959）。根據(jù)筆者的研究，分布在舞臺(tái)島附近的、藤岡認(rèn)為是砂礫巖的巖石是構(gòu)成火山碎屑丘的火山噴發(fā)物質(zhì)的一部分，西南鹿集團(tuán)研究組確定的立島礫巖是泥流沉積物。藤岡認(rèn)為潮瀨岬砂礫巖為臺(tái)島組帆掛島石英安山巖（英安質(zhì)熔結(jié)火山角礫巖、凝灰?guī)r）所覆蓋，因此把它定位到門前組。后來，鈴木（1980）發(fā)現(xiàn)在潮瀨岬砂礫巖中存在來源于真山流紋巖的礫巖或鋯石，指出它可能是在真山流紋巖類形成之后堆積而成。但是，根據(jù)鹿野等人（2007，2008）的最新研究，真山流紋巖類和潮瀨岬砂礫巖的放射性年齡值相近，而且，構(gòu)成真山流紋巖類底部的火山碎屑巖成因的碎屑顆粒大量地混入到潮瀨岬砂礫巖層的凝灰質(zhì)砂巖中，所以潮瀨岬砂礫巖與真山流紋巖類最底部可對(duì)比的可能性較大。臺(tái)島組覆蓋門前組的觀點(diǎn)，是依據(jù)藤岡所確立的潮瀨岬砂礫巖與帆掛島石英安山巖之間的關(guān)系確定的，然而到了近期，觀察了新出現(xiàn)的露頭的鹿野等人認(rèn)為直接覆蓋潮瀨岬砂礫巖的并不是帆掛島石英安山巖，而是包含帆掛島石英安山巖成因的碎屑粒子等的砂礫巖，而且根據(jù)夾在砂礫巖之間的浮石火山角礫凝灰?guī)r的放射性年齡，確認(rèn)可以對(duì)比臺(tái)島組。綜上所述，門前組以南鹿市的門前到赤島的海岸為標(biāo)準(zhǔn)剖面產(chǎn)地，層位上位于赤島組上部且為野村川組或臺(tái)島組所覆蓋，是以火山巖為主體的地層（圖2）。從放射性年齡來看，赤島組為50Ma，門前組為34——36Ma，野村川組和臺(tái)島組為20——22Ma或更晚，赤島組和門前組之間、門前組和臺(tái)島組之間分別存在超過1000萬年的時(shí)間間隔（圖3）。若根據(jù)Gradstein等人（2004）的地質(zhì)年代表，赤島組為前始新世，門前組為后始新世——前漸新世，野村川組和臺(tái)島組可與前中新世對(duì)比。3、門前組的巖相層序門前組主要是由玄武巖——流紋巖這一類熔巖和火山碎屑巖組成，并伴有礫巖、砂巖等碎屑物質(zhì)。這些巖石的產(chǎn)狀表現(xiàn)為多樣性的特點(diǎn)而且?guī)r層疊置樣式復(fù)雜。因此在研究門前組巖相層序時(shí)，在本研究中，根據(jù)巖層的各自產(chǎn)狀，把火山巖作為最小的地質(zhì)單元，識(shí)別其可區(qū)分的巖相，研究其分布狀況。在劃分巖相的時(shí)候，根據(jù)表面形態(tài)把陸上的熔巖分為繩狀熔巖、塊狀熔巖。對(duì)水下熔巖有許多分類。在本研究中，按照火山巖產(chǎn)狀匯編委員會(huì)的方案，根據(jù)表面形態(tài)分為水下繩狀熔巖和水下塊狀熔巖。熔巖穹是塊狀熔巖的一種，但是對(duì)通常呈薄片狀的塊狀熔巖來說，一種或多種熔巖集合組成穹狀熔巖的，則選擇別的劃分方案，水下熔巖穹也同樣處理。除此之外，在本報(bào)告中所用的火山巖術(shù)語，只要不特別說明，都參考火山巖產(chǎn)狀匯編委員會(huì)的方案。圖4B：圖4B：戶賀灣南部門前組地層剖面圖圖4A：戶賀灣北部門前組地層剖面圖在本論文中，按上述做法識(shí)別各種巖相并研究其分布，而且根據(jù)各巖相的組合特征和其空間的分布狀況把門前組按從上至下的順序劃分為舞臺(tái)島玄武巖、龍島英安巖、長(zhǎng)樂寺砂礫巖、長(zhǎng)樂寺玄武巖、長(zhǎng)崎英安巖和毛無山安山巖（圖1、圖2和圖3）。以下對(duì)這些巖相層序的產(chǎn)地、層序關(guān)系、層厚、分布和巖相這幾方面分別敘述之（圖1、圖3和圖4A、B）.另外，附加在地層單元上的玄武巖和英安巖這一類名稱，其意義是從斑晶組合等記錄巖石學(xué)特征的結(jié)構(gòu)來說有代表性的巖質(zhì)，在象征性地使用著。實(shí)際上構(gòu)成各自地層單元的巖石種類是多樣的，例如舞臺(tái)島玄武巖及長(zhǎng)樂寺玄武巖的全巖化學(xué)分析結(jié)果是從玄武巖到玄武巖質(zhì)粗面安山巖、玄武巖質(zhì)安山巖，而龍島英安巖的全巖化學(xué)分析結(jié)果則跨越粗面安山巖到流紋巖的范圍。但是由于判斷其是否為堿性巖的肉眼特征不明顯，所以以下除了特征性的例子以外，都看作是非堿性巖。關(guān)于斑晶，因受到不同程度的變質(zhì)，所以除了特征性的例子之外，不特別說明。3.1、舞臺(tái)島玄武巖地層名：新定標(biāo)準(zhǔn)剖面：南鹿半島門前北西方向，位于舞臺(tái)島及其周邊海岸地區(qū)。層序關(guān)系：底界不確定。在大部分地區(qū)被龍島英安巖整合地覆蓋，但在本山的西部為真山流紋巖所不整合地覆蓋。分布和地層厚度：從加茂的青砂到門前沿海岸廣泛分布。地層厚度在大棧橋附近為220米以上，在毛無山附近發(fā)育得更厚。巖相：主體為堿性橄欖石玄武巖和玄武巖——玄武巖質(zhì)安山巖的枕狀熔巖。熔巖的主體為褐灰色塊狀并發(fā)育有柱狀節(jié)理。厚度在幾米到20米之間，在其上下發(fā)育有相同厚度的火山熔渣（破碎角礫巖），火山熔渣總體上呈現(xiàn)帶狀的紫灰色，含有暗紅色的巖屑。在熔巖之間夾有厚度為幾厘米——十幾厘米的、連續(xù)性良好的、呈現(xiàn)暗紅色的、與熔巖成分相同的凝灰?guī)r——火山角礫巖。圖5：構(gòu)成舞臺(tái)島玄武巖質(zhì)火山碎屑丘的玄武巖質(zhì)火山碎屑層在舞臺(tái)島及面向舞臺(tái)島東側(cè)的海蝕崖下，火山渣形成的火山碎屑堆積物占主要成分（圖5）?；鹕皆逊e物幾乎都是火山角礫，因粒度不同形成的不明顯層里存在于其中，同時(shí)還伴有直徑超過幾十厘米到一米的火山彈。此外，富含多面體巖屑平行到波狀層理明顯的巖涌堆積物與其協(xié)調(diào)地共生。這套地層主要向南南西向傾斜，但其傾向并不確定。再者，在位于舞臺(tái)島南東方向的帽子巖內(nèi)構(gòu)成下部地層的火山渣堆積物上重疊有前述的具有波狀層理的堆積物質(zhì)，向南南東方向傾斜。這種具波狀層里的堆積物由粒徑從數(shù)毫米到5厘米的紅色火山渣巖屑和粒徑從幾厘米到三十厘米的暗色多面體巖屑組成，向上由細(xì)到粗，構(gòu)成傾角為30度左右的、穩(wěn)定的層狀構(gòu)造。缺少火山灰物質(zhì)而且分選良好。因上述事實(shí)，分布于舞臺(tái)島及其周邊的堆積物質(zhì)，其主要成分是火山渣碎屑丘，帽子巖相當(dāng)于其南部的邊緣相。形成火山渣丘的火山口因堆積物向南傾斜，所以應(yīng)該位于舞臺(tái)島的北側(cè)，但是因剝蝕嚴(yán)重而無法識(shí)別。在面向舞臺(tái)島東側(cè)的海蝕崖的最上部，藤岡認(rèn)為分布有叫做舞臺(tái)島礫巖的火山碎屑堆積物，這些堆積物富含花崗巖等異巖巖屑，咋一看是礫巖，但混有大量的多面體形狀的玄武質(zhì)火山角礫，如果從組成成分的特征和分布位置來說，認(rèn)為是在火山活動(dòng)末期，從火山渣丘里釋放出的巖漿水蒸氣發(fā)生爆炸形成的產(chǎn)物。在本山西部的長(zhǎng)巖地區(qū)，因分選不好而發(fā)育由組分復(fù)雜而且大量的巖屑組成的凝灰質(zhì)基質(zhì)支撐的礫巖（泥流沉積物），而且伴有含紅褐色——橙褐色的不定形——紡錘形火山彈的玄武質(zhì)安山巖——安山質(zhì)凝灰角礫巖和火山角礫巖（垮塌火山碎屑堆積物）。凝灰質(zhì)礫巖間夾凝灰質(zhì)砂巖，它們呈互層狀產(chǎn)出，形成火山麓扇狀體。放射性年齡：測(cè)得的全巖K——Ar年代值為31.1±0.7、32.5±0.8、32.8±0.8、33.8±1.1Ma。3.2、龍島英安巖地層名：新定標(biāo)準(zhǔn)剖面：南鹿半島門前以西，從龍島連續(xù)到北西斜坡一帶。層序關(guān)系:整合地疊置在下部的舞臺(tái)島玄武巖質(zhì)上，被長(zhǎng)樂寺玄武巖所覆蓋。分布和地層厚度：分布在戶賀以北的廣闊區(qū)域內(nèi)、鹽濱周邊、加茂的青砂和門前之間的山腰上。頂層厚度在戶賀以北最大達(dá)到600米，在加茂的青砂以南，重疊有厚度超過10米的熔巖，形成高度為200米左右的陡崖。在其南部和北部尖滅。圖6：龍島英安巖中的英安巖質(zhì)火山巖塊、火山灰流堆積物（潛巖北側(cè)）。露頭高度10米左右。巖相：在戶賀以北，塊狀的或角礫狀的紫灰色粗面巖——英安巖質(zhì)熔巖（塊狀熔巖）發(fā)育，并伴生有英安巖組分的塊狀無層理火山角礫巖——凝灰角礫巖（火山巖塊、火山灰流堆積物）和浮石火山角礫凝灰?guī)r（浮石流堆積物）、凝灰質(zhì)礫巖和砂巖。火山巖塊、火山灰流堆積物在潛巖周圍由幾乎無氣孔的灰白色巖屑和更細(xì)的巖屑組成，厚度超過30米（圖6）。礫石分選不好，無層理且在局部侵入下部，保留有重力印模。在最上部多轉(zhuǎn)變?yōu)榱Ｐ驅(qū)永淼纳皫r。根據(jù)這些特征認(rèn)為：這些礫巖和砂巖是泥流堆積物（圖7）。這些泥流堆積物在上部發(fā)育，在南部以緩慢的傾斜覆蓋具有30度以上傾角的熔巖，極有可能包圍以熔巖為主體的、傾角更大的火山主體而構(gòu)成坡積扇。在戶賀以南，和戶賀以北相同，厚層的塊狀熔巖發(fā)育，而且顏色的變化多樣性，從暗灰色——暗紫色到帶狀的綠灰色，組成成分也以英安巖為主的粗面巖或者安山巖變化為流紋巖，而且還少量伴有同組分的火山碎屑巖。熔巖在立島——長(zhǎng)巖之間尤為發(fā)育，厚度大，形成穹狀的山體。圖7：歌舞伎巖以北的龍島英安巖中的泥流堆積物，錘子的長(zhǎng)度為30厘米。放射性同位素年齡：測(cè)定的全巖K——Ar年代值為27.1±0.6Ma，而鋯石裂變軌跡年代值為31.5±1.7Ma和29.8±0.6Ma。3.3、長(zhǎng)樂寺砂礫巖地層名：新定。標(biāo)準(zhǔn)剖面：南鹿半島的門前，長(zhǎng)樂寺禮拜路的入口附近。層序關(guān)系：在門前地區(qū)，侵蝕舞臺(tái)島玄武巖并覆蓋于其上,而且和長(zhǎng)樂寺玄武巖互層。長(zhǎng)樂寺砂礫巖在門前地區(qū)的海蝕崖處夾有長(zhǎng)樂寺玄武巖中的玄武質(zhì)熔巖,另外沿著長(zhǎng)樂寺東側(cè)的沼澤,長(zhǎng)樂寺玄武巖夾有與標(biāo)準(zhǔn)剖面產(chǎn)地的砂礫巖相似的碎屑巖。在門前地區(qū)的東部，臺(tái)島組地層覆蓋長(zhǎng)樂寺砂礫巖和長(zhǎng)樂寺玄武巖。分布和層厚：僅分布在門前地區(qū)的周圍，厚度大約20米。巖相：長(zhǎng)樂寺砂礫巖由含有玄武巖、玄武質(zhì)安山巖、英安巖等各種巖質(zhì)的次棱角——圓形的厚度為40厘米——數(shù)米的凝灰質(zhì)礫巖及厚度為數(shù)厘米——10厘米、波狀層理明顯的砂巖、粉砂巖薄層和凝灰質(zhì)含礫砂巖的互層組成。在層位的最下部含有來自于龍島英安巖的磨圓較好的礫巖。3.4、長(zhǎng)樂寺玄武巖地層名：新定。標(biāo)準(zhǔn)剖面：南鹿半島門前地區(qū)，長(zhǎng)樂寺禮拜道周邊。層序關(guān)系：長(zhǎng)樂寺玄武巖在戶賀以北的歌舞伎巖、白巖附近和戶賀以南的加茂青砂——舞臺(tái)島之間與龍島英安巖整合地接觸，在龍島英安巖尖滅的舞臺(tái)島以南，直接地覆蓋下部的舞臺(tái)島玄武巖，其上被毛無山安山巖和真山流紋巖所覆蓋。在鹽濱南部，以斷層方式與龍島英安巖接觸。在長(zhǎng)樂寺周邊，和長(zhǎng)樂寺砂礫巖指狀交互在一起。分布和層厚：廣泛地分布在戶賀以北的歌舞伎巖、白巖周邊和戶賀灣南岸——加茂青砂之間的海岸以及加茂青砂——門前之間山地的高處。關(guān)于入道崎南東向的北海岸和大明神崎周邊分布的玄武質(zhì)安山巖為主的巖相，由于以“飛來峰”形式孤立地分布，所以不能確認(rèn)其層位關(guān)系，但是在巖相的相似性方面判斷，其中含有長(zhǎng)樂寺玄武巖。地層厚度在戶賀以北的歌舞伎巖地區(qū)大約是250米，在戶賀以南發(fā)育最厚的本山及阿治島附近地區(qū)。其厚度為180米左右。巖相：長(zhǎng)樂寺玄武巖含有堿性橄欖石玄武巖——玄武巖質(zhì)粗面安山巖和貧堿的玄武巖——玄武巖質(zhì)安山巖兩者，大多數(shù)以灰黑色——暗紫灰色——褐灰色的熔巖形式產(chǎn)出。熔巖的產(chǎn)狀具多樣性，有時(shí)呈枕狀，有時(shí)伴有氧化的熔渣等，因地區(qū)和層位的不同而有差異。常常夾有由同組分的火山礫石、火山礫凝灰?guī)r（巖涌成因的火山碎屑堆積物）及組分類似的巖屑和組分不同的巖屑組成的凝灰質(zhì)角礫巖和凝灰質(zhì)礫巖。圖8、戶賀灣北部、歌舞伎巖處長(zhǎng)樂寺玄武巖中的玄武巖質(zhì)安山巖枕狀熔巖在戶賀以北，枕狀熔巖為主體，上部發(fā)育有其他熔巖（圖8）。在相當(dāng)于下部層位的位置，枕狀熔巖向南南東方向變成1.5——0.5米的繩狀熔巖并隨時(shí)變細(xì)形成分支（圖8），而且在白巖地區(qū)同樣可識(shí)別出向南南東方向流出的這種產(chǎn)狀。因?yàn)楸砻媸艿角治g，所以一般不能判斷其外表構(gòu)造特征，但在繩狀熔巖的表面有時(shí)可識(shí)別出“條紋狀”構(gòu)造，所以可以認(rèn)為這些熔巖形成于水面附近。圖9：戶賀灣以北，歌舞伎巖處玄武巖質(zhì)安山巖的其他熔巖在加茂青砂的西部，長(zhǎng)崎周邊的海岸，在玄武巖質(zhì)安山巖的水下塊狀熔巖中，玄武巖質(zhì)火山渣形成的火山碎屑堆積物和巖涌堆積物及其他熔巖按順序重疊。在這種水下塊狀熔巖中，大量的同組分的巖脈侵入其中且分布復(fù)雜，而且這種巖脈的若干表現(xiàn)出不規(guī)則的外形。因?yàn)樵阽R下可見到迅速冷卻的組分，所以可將其看作是飽和水的地表附近侵入而形成的巖脈，其延伸方向是北北東——南南西方向，在長(zhǎng)崎的南側(cè)，侵入有相同方向延伸的玄武巖質(zhì)集塊組成的巖脈和流紋巖等巖脈（圖10），這些巖脈的密集部分寬度為10——20米，一部分巖脈穿透玄武巖質(zhì)火山渣碎屑堆積物和巖涌堆積物，也可見巖脈擴(kuò)展到其他熔巖中。構(gòu)成集塊巖脈的各種熔巖碎屑呈紅褐色，在高度熔結(jié)的地方呈現(xiàn)灰黑色并延長(zhǎng)開來?；鹕皆樾汲练e物雖然熔結(jié)程度低，但是一部分卻表現(xiàn)為類似于集塊巖脈的外觀，可認(rèn)為是從巖脈中噴出的，同時(shí)集塊巖脈可看作是充填巖脈延長(zhǎng)方向的裂縫形成的火山通道充填堆積物。圖10：吉良賓館北側(cè)海蝕崖處的長(zhǎng)樂寺玄武巖巖相圖放射性同位素年齡：大口等（1995）所測(cè)得的全巖K——Ar年代值如下：26.9±0.6，29.9±0.7，31.5±0.8，32.5±0.8，34.3±0.9，34.5±0.9，33.6±0.8Ma。3.5、長(zhǎng)崎英安巖地層名：新定。標(biāo)準(zhǔn)剖面：南鹿半島，加茂青砂北西向的長(zhǎng)崎附近。層序關(guān)系：覆蓋下部的長(zhǎng)樂寺玄武巖，因地區(qū)不同被毛無山安山巖、真山流紋巖、野村川玄武巖等地質(zhì)單元所覆蓋。受剝蝕的區(qū)域較多，在上部達(dá)到7米厚，伴有來源于長(zhǎng)崎英安巖的巖屑所組成的再堆積形成的巖相。南鹿山牧場(chǎng)附近的長(zhǎng)崎英安巖在相當(dāng)于湯本斷層南側(cè)延伸部位的東緣發(fā)生角礫化，和上部的女川組地層以直線界面（可能是高角度斷層）相接觸。圖11：吉良賓館北側(cè)的長(zhǎng)樂寺玄武巖中的玄武巖質(zhì)巖涌堆積物，鏡頭蓋的直徑為6厘米分布和層厚：除了標(biāo)準(zhǔn)剖面產(chǎn)地——長(zhǎng)崎以外，在三目瀉周邊、南鹿山牧場(chǎng)附近以小區(qū)域的形式分布。地層厚度在標(biāo)準(zhǔn)剖面位置為30米，在三目瀉為100米。巖相：呈淡紫色——亮灰色，由包含不同數(shù)量的異巖巖屑的熔結(jié)凝灰?guī)r組成（火山灰流堆積物）。底部巖屑富集，其最上部由巖屑較少的非熔結(jié)凝灰?guī)r或者細(xì)粒凝灰?guī)r組成，為層狀。長(zhǎng)崎北部及戶賀以北的長(zhǎng)崎英安巖主要由英安質(zhì)火山角礫凝灰?guī)r組成，并伴有斜層理發(fā)育的凝灰質(zhì)砂巖。熔結(jié)凝灰?guī)r的熔結(jié)程度是不同的，在標(biāo)準(zhǔn)剖面產(chǎn)地——長(zhǎng)崎，流動(dòng)形成的拉長(zhǎng)透鏡體和流動(dòng)褶曲局部可見（圖12）。圖12：長(zhǎng)崎英安巖中的熔結(jié)的、局部褶曲的英安巖質(zhì)火山碎屑流堆積物，長(zhǎng)崎北側(cè)的吉良賓館，錘子的長(zhǎng)度為30厘米。放射性同位素年齡：測(cè)得的鋯石裂變軌跡年齡為27.1±1.3Ma，35.5±1.2Ma。3.6、毛無山安山巖地層名：新定。標(biāo)準(zhǔn)剖面：南鹿半島門前地區(qū)北部沿海到毛無山沼澤。層序關(guān)系：底部為凝灰質(zhì)礫巖和細(xì)粒泥質(zhì)堆積物，重疊在長(zhǎng)樂寺玄武巖之上。在毛無山周邊等地，因?yàn)榉钦系馗采w在下部層位之上，所以其一部分被解釋為不整合接觸關(guān)系。在弁天岬和毛無山，被上部的真山流紋巖所覆蓋。分布和層厚：在戶賀以北——弁天岬之間的海岸部位及內(nèi)陸位置，分布在戶賀以南的毛無山——門前地區(qū)之間的地形高點(diǎn)處。層厚在戶賀以北為130米，在戶賀以南為160米。巖相：在加茂的青砂到門前地區(qū)之間，安山質(zhì)水下塊狀熔巖發(fā)育?？傮w特征為遇水破碎。在冷水川流域，可識(shí)別從塊狀相到遇水破碎巖的漸變（圖13）。而且由類質(zhì)巖屑組成的火山角礫凝灰?guī)r和凝灰質(zhì)角礫巖相伴生。在戶賀以北，富含斜長(zhǎng)石斑晶的厚層塊狀安山質(zhì)熔巖為主體。圖13：毛無山安山巖中的遇水破碎熔巖，錘子的長(zhǎng)度是30厘米。放射性同位素年齡：測(cè)得的全巖K——Ar年齡值為：31.4±0.8，31.9±0.9Ma。3.7、潮瀨岬砂礫巖地層名：藤岡命名。標(biāo)準(zhǔn)剖面：南鹿半島潮瀨岬。層序關(guān)系：根據(jù)鹿野等人的研究，該地層為臺(tái)島組砂礫巖以角度不整合的形式所覆蓋，而且和周圍的門前組地層的關(guān)系無法確定。但是根據(jù)從構(gòu)成潮瀨岬砂礫巖的火山渣堆積物中提取的鋯石所測(cè)定的放射性年齡值，以及火山渣堆積物正下方的砂巖含有來自于真山流紋巖底部的火山碎屑巖中的黑云母、酸性火山玻璃等碎屑物質(zhì)來判斷，其極有可能與真山流紋巖底部的層位大致相當(dāng)。Sato和鹿野等人指出：在廣布于潮瀨岬砂礫巖南部的臺(tái)島組地層中存在破火山口，而且該套地層很可能是破火山口形成時(shí)，潮瀨岬砂礫巖和其南部的臺(tái)島組帆掛島石英安山巖垮塌到破火山口內(nèi)所形成的塊體。其上下限都不明確，地層厚度超過40米。巖相：由下到上按順序出現(xiàn)以安山巖巖屑為主要成分的火山礫巖、硅長(zhǎng)質(zhì)凝灰?guī)r和凝灰質(zhì)砂巖互層、塊狀中粒砂巖、波狀層理細(xì)砂巖、極細(xì)粒砂巖、粉砂巖——泥巖、玄武質(zhì)火山碎屑巖、砂巖和礫巖。下部的火山礫巖為塊狀、分選不好，且含有大量的氣孔不發(fā)育的暗黃綠色火山角礫。玄武質(zhì)火山碎屑巖中直徑30——40厘米以下的火山渣和異巖巖屑富集的巖層以及缺乏該物質(zhì)的巖層互相平行或波狀起伏，重復(fù)地疊置在一起，形成厚度為40米的地層，因含有火山豆石等，所以認(rèn)為是火山碎屑巖涌堆積物（圖14）。其正下方的砂巖——泥巖接觸面明顯，砂泥巖發(fā)生重力變形，形成寬度10厘米以下的巖脈并侵入到巖涌堆積物中，而且在不同的地方，砂巖——泥巖呈楔狀侵入到下覆的堆積物中并將它們分開。覆蓋玄武質(zhì)火山碎屑巖的砂巖發(fā)育水平——波狀層理，所見之處都夾有透鏡狀礫巖。主要的組成物質(zhì)是火山玻璃和斜長(zhǎng)石，含有黑云母。圖14：潮瀨岬砂礫巖中的火山渣堆積物，錘子的長(zhǎng)度為30厘米。放射性同位素年齡：從玄武巖質(zhì)火山碎屑巖的火山渣中提取的鋯石的放射性年齡數(shù)據(jù)為：32.8±1.5Ma和34.7±1.9Ma。圖15：（A）真山流紋巖底部的礫巖，鏡頭蓋的直徑是6厘米。（B）真山流紋巖底部的砂礫巖（長(zhǎng)崎以北），照片的高度為10米左右。3.8、真山流紋巖地層名：隨著門前組地層劃分的變化，為了使地層單元的名稱一致，把藤岡（1959）劃分的真山流紋巖類中的“類”字撤銷，改為真山流紋巖。標(biāo)準(zhǔn)剖面：南鹿半島的真山。層序關(guān)系：不整合地覆蓋門前組的各種巖相。在真山流紋巖的底部可以識(shí)別出來源于加茂熔巖類或者潛巖熔巖類的砂礫巖。而且被野村川組不整合地覆蓋。分布和層厚：僅在戶賀以北最南端的弁天岬小規(guī)模地出露。在戶賀以南，從真山、毛無山到加茂河流域進(jìn)而到加茂青砂周邊的海岸連續(xù)分布。在海岸地區(qū)進(jìn)一步地向北斷續(xù)分布，在內(nèi)陸地區(qū)的野村川河流域，多數(shù)呈窗狀出露。在真山的西部發(fā)育最厚，可見的層厚超過200米。巖相：以含黑云母流紋質(zhì)熔巖為主（水下塊狀熔巖），在底部伴有凝灰質(zhì)礫巖、砂巖和流紋質(zhì)火山角礫巖（圖15），熔巖全部為玻璃質(zhì)，由中部的塊狀巖相和隨后逐漸變厚的角礫巖相組成。塊狀相的邊緣破裂為“拼圖玩具”的形狀，相變?yōu)橥鈧?cè)的角礫巖（圖16）。此外，一部分塊狀相沒有表現(xiàn)出和角礫巖的漸變關(guān)系，示現(xiàn)出自侵入相的特征。圖16：真山流紋巖中的遇水破碎流紋質(zhì)熔巖，鏡頭蓋的直徑為6厘米熔巖總體的可見厚度變化明顯，從本山到毛無山，在加茂青砂以南發(fā)育的門前組火山巖體形成的高處僅有較薄的地層分布，而在北部的真山到加茂青砂周圍迅速地變厚，而且在加茂青砂附近，流紋巖侵入到流紋質(zhì)火山碎屑巖中。這種厚度的變化和侵入層的存在暗示了在真山周圍存在熔巖的噴發(fā)中心。噴發(fā)中心似乎也存在于其他位置，除了在海鷗巖附近發(fā)育的管狀巖脈以外，在中島，切開真山流紋巖下部層位的火山角礫巖、凝灰質(zhì)角礫巖（火山通道充填堆積物）切穿周圍的構(gòu)造呈圓筒狀分布（圖17）。放射性同位素年齡：根據(jù)鹿野等人的測(cè)試結(jié)果，黑云母的穩(wěn)定同位素年齡是34.04±0.16Ma（平均值），黑云母的K——Ar同位素年齡是34.06±0.16Ma。還有鈴木及其他人測(cè)定的裂變軌跡年齡為25.3±0.2Ma和23.7±0.7Ma，但是鹿野從同一塊樣品中提取出的鋯石的FT年齡值是36.7±1.3Ma，可以認(rèn)為真山流紋巖的地質(zhì)年代大約是34Ma。3.9、巖脈及巖床因比例尺小，所以在地質(zhì)圖中沒有表示，但是在門前組及其上部的野村川組地層中可大量識(shí)別向北東——南西方向延伸的寬度為0.5米——幾十米的巖脈。尤其在戶賀——加茂青砂之間的海岸線上，門前組的分布區(qū)域，巖脈大量地侵入到地層。因?yàn)槌雎读己?，所以可以高精度地測(cè)定巖脈的侵入方向。構(gòu)成巖脈的巖性有斑狀英安巖、流紋巖、粗粒斑狀玄武質(zhì)安山巖——安山巖、玄武質(zhì)安山巖——玄武巖和粗粒玄武巖等，呈現(xiàn)多樣性。此外，在潮瀨岬砂礫巖中侵入有粗粒玄武巖和玄武巖巖床。圖17：吉良賓館西側(cè)、中島周邊地質(zhì)圖，表示火山通道充填堆積物的分布和構(gòu)造在巖脈中，測(cè)得K——Ar或者裂變軌跡年齡值的樣品是斑狀英安巖和斑狀玄武質(zhì)安山巖形成的年齡。潮瀨岬砂礫巖中的粗粒玄武巖——玄武巖巖床中的斜長(zhǎng)石的K——Ar年齡也與野村川組大致相同，年代為21.3±1.1Ma。象斑狀英安巖一樣，富含斜長(zhǎng)石斑晶的硅長(zhǎng)質(zhì)巖石在門前組中不太發(fā)育，但是分布在真山流紋巖或者長(zhǎng)崎英安巖和龍島英安巖之中。大多數(shù)流紋巖巖脈是真山流紋巖中的管狀巖脈，它們具備與真山流紋巖相同的特征，多數(shù)侵入到真山流紋巖中但在野村川組地層中沒有發(fā)現(xiàn)，可以確認(rèn)其相變?yōu)闃?gòu)成舞臺(tái)島玄武巖和長(zhǎng)樂寺玄武巖的噴發(fā)物質(zhì)。此外，在真山流紋巖中，除了玄武巖——粗粒玄武巖之外，也能看到斑狀玄武質(zhì)安山巖——安山巖的巖脈。根據(jù)這樣的事實(shí)，可以推測(cè)各種巖質(zhì)巖脈的侵入時(shí)期如下：斑狀英安巖：門前組真山流紋巖或長(zhǎng)崎英安巖、龍島英安巖的形成期。流紋巖：門前組真山流紋巖的形成期。斑狀玄武質(zhì)安山巖——安山巖：野村川組形成期。玄武巖質(zhì)安山巖——玄武巖及粗粒玄武巖：門前組形成期——野村川組形成期。據(jù)小林等人的統(tǒng)計(jì)，發(fā)育在南鹿半島西海岸的巖脈的寬度，合計(jì)大約達(dá)到940米，該值相當(dāng)于門前組分布地區(qū)的NW——SE向的4公里寬的6.5%。但是巖脈的分布并不均一，尤其在鹽濱——加茂青砂一帶集中分布，在這里巖脈的寬度合計(jì)為815米。巖脈寬度的比率占沿岸巖脈發(fā)育區(qū)寬度的18%。4、地質(zhì)構(gòu)造門前組和上部的野村川組一起，沿著南鹿山牧場(chǎng)的一邊為湯本斷層所切斷。湯本斷層的存在可以推測(cè)其發(fā)育到南鹿山牧場(chǎng)的南側(cè)，在東南延長(zhǎng)線上即使存在該斷層，也是西黑澤組的底礫巖向東傾斜與門前組和野村川組相接，在其東側(cè)不能識(shí)別門前組和野村川組的分布情況。在湯本斷層和其延長(zhǎng)線西側(cè)出露的門前組向南西——北東方向上延伸并緩慢地彎曲下去，因同方向的正斷層作用而不同程度地發(fā)生位移。這些褶曲和斷層的走向與門前組中巖脈的延伸方向大致相同。在戶賀灣以北向南側(cè)緩慢傾斜的龍島英安巖和長(zhǎng)樂寺玄武巖、毛無山安山巖地層序列為正斷層所斷開并反復(fù)地出現(xiàn)。因?yàn)槿蹘r的流動(dòng)方向和泥流堆積物構(gòu)成的扇體與正下方熔巖的關(guān)系等原因，可以推測(cè)北部海上存在層火山（圖4，A、B）。在戶賀灣的南部，長(zhǎng)樂寺玄武巖、真山流紋巖以及野村川組沿著海岸分布到加茂青砂附近。從長(zhǎng)樂寺玄武巖到野村川組的地層序列被北西——南東向的正斷層所切斷，向北西或南東方向傾斜，被同方向上延伸的大量巖脈所貫穿。野村川組覆蓋真山流紋巖以下的門前組火山巖形成的洼地，廣泛地分布于海岸到內(nèi)陸地區(qū)，和下部的門前組相同，被北西——南東向的正斷層所切斷。在加茂青砂以南，龍島英安巖、長(zhǎng)樂寺玄武巖、長(zhǎng)樂寺砂礫巖和毛無山安山巖堆積在舞臺(tái)島玄武巖之上，構(gòu)成以毛無山為中心的高地。各自的地質(zhì)單元從毛無山或其東側(cè)，向北西、西或南西方向分岔或者相互重疊，暗示著火山噴發(fā)物質(zhì)是從毛無山方向流動(dòng)過來，所以該高地極有可能反映其原來的火山巖體構(gòu)造。真山流紋巖從真山附近向四方傾斜，在其北西向的延長(zhǎng)線上覆蓋下部的各種層位并達(dá)到加茂青砂海岸。在真山北側(cè)的斜坡上堆積有來自于真山流紋巖以下的門前組火山巖為來源的礫石，野村川組覆蓋在其上。5、討論5.1、和以前巖相地層劃分的比較藤岡以從下到上的順序把門前組劃分為潛巖——加茂熔巖類、潮瀨岬砂礫巖和真山流紋巖，關(guān)于潛巖——加茂熔巖類，根據(jù)組成成分的不同在巖相上三分為粗面巖——安山巖、玄武巖和流紋巖。該劃分方案雖在名稱上多少有些差異，但是與宮城的方案基本一致。西南鹿集團(tuán)研究組把真山流紋巖劃分為噴出相和侵入相，進(jìn)而根據(jù)斑晶組合、化學(xué)成分和殘余磁異常把侵入相劃分為兩部分。在侵入相中，占一半以上的流紋巖含有特征性的黑云母斑晶，含有歪長(zhǎng)石。另一種侵入相的組成物質(zhì)——流紋巖含有特征性的斜方輝石，K2O/Na2O相對(duì)較低，其分布也僅限于本山的山頂附近。受此影響，藤岡等人把本山山頂附近的巖石包括在可對(duì)比臺(tái)島組的帆掛島石英安山巖地層中的英安巖或其火山碎屑巖中。在本報(bào)告中，效仿鹿野等人的觀點(diǎn)，把其歸結(jié)為野村川組的英安質(zhì)熔結(jié)火山碎屑巖中。大口等人對(duì)潛巖——加茂熔巖類進(jìn)行了分析，顯示出其全巖K——Ar同位素年齡大致相同，把兩者看作是位于立島礫巖之下的在大致相同的時(shí)間內(nèi)噴發(fā)出的火山巖體構(gòu)成的地質(zhì)單元，分為階段Ⅰ到階段Ⅳ。但是這些火山噴出物主體構(gòu)成的地質(zhì)單元因戶賀灣的分隔而使分布中斷，所以把分布在戶賀灣以北和以南的地質(zhì)單元分別定義為潛巖熔巖段和加茂熔巖段。周藤等人大致沿襲了大口等人的地層劃分方案，在金崎和加茂青砂附近和毛無山向南南西方向延續(xù)的棱線附近，修改了巖相劃分方案，把潛巖——加茂熔巖類劃分為A(粗面安山巖)、B（變晶安山巖和它們的堆積物）、C（玄武巖）、D(斑狀安山巖)這四個(gè)地質(zhì)單元。本論文的門前組巖相地層劃分方案是把藤岡等人的劃分方案細(xì)化的產(chǎn)物，每個(gè)地質(zhì)單元的分布范圍也大致與其對(duì)應(yīng)。但是，對(duì)于加茂青砂和龍島之間分布的火山巖，本論文認(rèn)為在龍島英安巖的正下方存在泥流堆積物發(fā)育的層位，在其下部存在舞臺(tái)島玄武巖。而周藤等人認(rèn)為在加茂青砂的正南方，立島礫巖覆蓋C(與長(zhǎng)樂寺玄武巖大致相當(dāng))并夾有斷層，在其南東方向，更下部的A（相當(dāng)于龍島英安巖）和B（戶賀以北的長(zhǎng)樂寺玄武巖）缺失，存在兩套C地層。兩者之間的差異與在龍島英安巖和其下部可見部位玄武巖發(fā)育的巖相之間是否識(shí)別斷層有關(guān)，但在兩者界面的附近觀察斷層存在的明顯特征還不能確定。關(guān)于組成門前組的礫巖，正如藤岡所指出的，可見于各個(gè)層位之中。據(jù)筆者的研究。藤岡定義的立島礫巖堆積物（在立島附近）是由不同磨圓程度的火山角礫和凝灰質(zhì)基質(zhì)組成的厚度從數(shù)十厘米到數(shù)米的、無層理的砂礫巖，可以判斷為泥流堆積物。另外，藤岡定義為舞臺(tái)島礫巖的堆積物，在其地質(zhì)圖中表示為西黑澤組堆積物，但如前所述，舞臺(tái)島附近的地層是埋藏火山碎屑丘類型火山口的火山碎屑巖。門前村北西，沿道路分布的砂礫巖是本報(bào)告所說的長(zhǎng)樂寺砂礫巖，在其上下伴有玄武質(zhì)熔巖。但是在門前港附近的海岸所分布的礫巖，因?yàn)楹形髂下辜瘓F(tuán)研究組確立為侵入相的兩種流紋巖，所以極有可能被定位為野村川組之上的西黑澤組礫巖。如前所述，潮瀨岬砂礫巖可能是與真山流紋巖下部大致同時(shí)期的堆積物。西南鹿集團(tuán)研究組確認(rèn)真山流紋巖正下方廣泛分布的礫巖，把它定義為立島礫巖。根據(jù)筆者的研究，構(gòu)成該地層的礫巖，其層位因地而異，與舞臺(tái)島玄武巖和龍島英安巖的泥流堆積物或者在毛無山安山巖的底部局部分布的礫巖相對(duì)應(yīng)。環(huán)境預(yù)測(cè)門前組由34Ma或其以前的火山噴發(fā)物組成。雖然含有泥巖、凝灰質(zhì)砂巖和粉砂巖，但是幾乎不產(chǎn)化石，可以根據(jù)火山噴發(fā)物質(zhì)的產(chǎn)狀推測(cè)其形成環(huán)境。舞臺(tái)島玄武巖分布于加茂青砂到門前。其地層的主體為熔巖，在舞臺(tái)島附近可以確認(rèn)巖漿水蒸氣爆炸堆積物形成的火山渣丘。但是在舞臺(tái)島北部的下部層位夾有含枕狀熔巖的玄武質(zhì)火山碎屑巖。所以舞臺(tái)島玄武巖的形成環(huán)境最初認(rèn)為是淺水水域，隨后轉(zhuǎn)變?yōu)殛懙丨h(huán)境。構(gòu)成舞臺(tái)島玄武巖主體的熔巖噴發(fā)中心