講演情報
[T12-O-9]関東山地山中層群における白亜紀アプチアン－アルビアン境界付近のオスミウム同位体層序
*塚田 結衣1、藤野 滋弘1、松本 廣直1、鈴木 勝彦2 (1. 筑波大学、2. 海洋研究開発機構)
キーワード：
白亜紀、アプチアン－アルビアン境界、オスミウム同位体比、山中層群
白亜紀中期（約 1 億 2500 万～ 9000 万年前）は，地球史上でもとりわけ顕著な温暖化と，複数回にわたる海洋無酸素事変 (Ocean Anoxic Events: OAEs) が発生した時代である (Percival et al., 2025)．中でも，アプチアン－アルビアン境界付近（約 1 億 1300 万年前）は，ケルゲレン海台火山活動 (Kerguelen LIP)，テチス海・大西洋を中心とした OAE1b，浮遊性有孔虫の大規模絶滅など，地球システムにおける重大な環境変動が同時に生じた転換期である (Matsumoto et al., 2022)．しかし，アプチアン－アルビアン境界に対応する地層は，多くのセクションでハイエイタスになっており，特に太平洋地域では連続した層序記録が乏しい．また既存研究の多くは遠洋域の堆積物を対象としており，陸域や浅海域における環境変動は十分解明されていない．
本研究では，こうした空白を補うため，太平洋西縁で堆積した関東山地北西部に分布する山中層群の瀬林層および三山層を対象として，アプチアン－アルビアン境界付近の連続層序の確立と古環境の復元を目的とした．層序の確立を行うために，オスミウム (Os) 同位体層序を用いた．海水の Os 同位体比 (187Os/188Os) は異なる同位体比を持つマントル・大陸・宇宙由来の Os フラックスを反映し，時代とともに変化する．また，海水中の Os 同位体比は均質であるため，堆積岩に記録された Os 同位体比の値をもとに，高精度の年代決定が可能となる（野崎ほか，2014）．
調査対象は，群馬県神流町の間物沢セクションである．同セクションでは，瀬林層・三山層が 1150 m 以上にわたって露出する．瀬林層下部は細粒～粗粒砂岩を主体とし，部分的に泥岩を挟む．上部では泥岩層や砂岩泥岩互層を経て，粗粒砂岩層，礫岩層へと遷移する．最上部では厚さ 50 m 以上の礫岩層が発達し，その上位に泥岩を主体とする三山層が 600 m 以上にわたって重なる．同セクションにおいてルートマップおよび柱状図を作成し，5–10 m 間隔で計42 地点から泥岩試料を採取した．試料はメノウ乳鉢を用いて粉砕後，前処理を行い，海洋研究開発機構 (JAMSTEC) において Os 同位体比および Re 同位体比の分析を行った．
Os 同位体比分析の結果，瀬林層・三山層の大部分の試料において 187Os/188Os 比は 0.5–0.6 の範囲に収まることが明らかになった．これは先行研究によるアプチアン期のオスミウム同位体比の値 (Matsumoto et al., 2022) と一致する．一方，三山層上部の層準においては，187Os/188Os が 0.7 程度まで上昇し，これはアルビアン期の値に相当すると考えられる．したがって，山中層群におけるアプチアン－アルビアン境界は三山層上部に位置すると考えられる．
文献
Matsumoto, H., Coccioni, R., Frontalini, F., Shirai, K., Jovane, L., Trindade, R., Savian, J.F., and Kuroda, J., 2022, Mid-Cretaceous marine Os isotope evidence for heterogeneous cause of oceanic anoxic events. Nature Communications, 13, 239.
Percival, L.M.E., Matsumoto, H., Callegaro, S., Erba, E., Kerr, A.C., Mutterlose, J. and Suzuki, K., 2025, Cretaceous large igneous provinces: from volcanic formation to environmental catastrophes and biological crises. In Hart, M.B., Batenburg, S.J., Huber, B.T., Price, G.D., Thibault, N., Wagreich, M., and Walaszczyk, I., eds., Cretaceous Project 200 Volume 1: the Cretaceous World. Geological Society, London, Special Publications, 544.
野崎建生，加藤泰浩，鈴木勝彦，2014, Re‒Os同位体を用いた地球化学：年代決定から古環境解読まで，地球化学，48, 279–305.
本研究では，こうした空白を補うため，太平洋西縁で堆積した関東山地北西部に分布する山中層群の瀬林層および三山層を対象として，アプチアン－アルビアン境界付近の連続層序の確立と古環境の復元を目的とした．層序の確立を行うために，オスミウム (Os) 同位体層序を用いた．海水の Os 同位体比 (187Os/188Os) は異なる同位体比を持つマントル・大陸・宇宙由来の Os フラックスを反映し，時代とともに変化する．また，海水中の Os 同位体比は均質であるため，堆積岩に記録された Os 同位体比の値をもとに，高精度の年代決定が可能となる（野崎ほか，2014）．
調査対象は，群馬県神流町の間物沢セクションである．同セクションでは，瀬林層・三山層が 1150 m 以上にわたって露出する．瀬林層下部は細粒～粗粒砂岩を主体とし，部分的に泥岩を挟む．上部では泥岩層や砂岩泥岩互層を経て，粗粒砂岩層，礫岩層へと遷移する．最上部では厚さ 50 m 以上の礫岩層が発達し，その上位に泥岩を主体とする三山層が 600 m 以上にわたって重なる．同セクションにおいてルートマップおよび柱状図を作成し，5–10 m 間隔で計42 地点から泥岩試料を採取した．試料はメノウ乳鉢を用いて粉砕後，前処理を行い，海洋研究開発機構 (JAMSTEC) において Os 同位体比および Re 同位体比の分析を行った．
Os 同位体比分析の結果，瀬林層・三山層の大部分の試料において 187Os/188Os 比は 0.5–0.6 の範囲に収まることが明らかになった．これは先行研究によるアプチアン期のオスミウム同位体比の値 (Matsumoto et al., 2022) と一致する．一方，三山層上部の層準においては，187Os/188Os が 0.7 程度まで上昇し，これはアルビアン期の値に相当すると考えられる．したがって，山中層群におけるアプチアン－アルビアン境界は三山層上部に位置すると考えられる．
文献
Matsumoto, H., Coccioni, R., Frontalini, F., Shirai, K., Jovane, L., Trindade, R., Savian, J.F., and Kuroda, J., 2022, Mid-Cretaceous marine Os isotope evidence for heterogeneous cause of oceanic anoxic events. Nature Communications, 13, 239.
Percival, L.M.E., Matsumoto, H., Callegaro, S., Erba, E., Kerr, A.C., Mutterlose, J. and Suzuki, K., 2025, Cretaceous large igneous provinces: from volcanic formation to environmental catastrophes and biological crises. In Hart, M.B., Batenburg, S.J., Huber, B.T., Price, G.D., Thibault, N., Wagreich, M., and Walaszczyk, I., eds., Cretaceous Project 200 Volume 1: the Cretaceous World. Geological Society, London, Special Publications, 544.
野崎建生，加藤泰浩，鈴木勝彦，2014, Re‒Os同位体を用いた地球化学：年代決定から古環境解読まで，地球化学，48, 279–305.