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大阪織化石研究会16,特別号.第 9 号,
NOM ,
Sp凪 Vol
p.261-270,
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9p.261 ・270,De田川町
1993年 12 月
1993
最上部白亜系 Amphipyndax t
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による古海津環境の推定・
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異なる.本論では,関東山地におけるこのような Amphipyn­
はじめに
drutylo加s 群集の群集組成の差異が,いかなる理由によっ
関東山地の最上部白亜系は.関東山地北西端部と南部の
2 カ所に,およそ南北 40陣織れて分布する.北西端部に小
て生じたものであるのかを推定し.それらがもっ意味を考
察する.
し.や
本研究については1991
分布する地層は初谷層(渡部. 1958) とよばれ,南部繊に分
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布するのは四万十帯に属する小仏層群(藤本
.1931 :酒井.
posium において講演発表したが,その際に九州大学岡田
1987) である (Fig. l).これらの地層あるいは地層群の数地
博有教授にはたいへんお世話になり.また多くの励ましの
点からは比較的保存良好な放散虫化石が産出し,それらは
言葉をいただいた.また.本研究を進めるにあたって,筑
その群集内容から同じ AmPh的判必1x t
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yMaastrichtian) の放散虫化石群集で
波大学小川勇二郎救援には多くの貴怠なご批判とご助言を
あると判断される(高橋ほか.
の討論や,日本付近の古海流分布についてご教授いただい
弁ほか.
1991: 高橋・石井.
1989; 石井ほか. 1990: 石
1
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いただいた.西東京科学大学の松川 l 正樹助教授には現地で
た.さらに,東京学芸大学真山茂樹博士には走査型電子顕
ところが,これら関東山地の晦北 2 地械から得られた放
微鏡の操作技術について,地質調査所の宮地良典氏には文
散虫化石群集は,同じ地質年代を示すにもかかわらず,明
献検索の際にたいへんお世話になった.ここに記して感謝
瞭にその群集組成を異にする.とく lこ,北西端部の初谷層
の意を表する.
からの群集には Am沖約嶋ぬz かw加や A.enω縄仰がま
れであることから.
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n(1 977 ,
地質榎脱
1978) や Sanfilippo
&Riede\(l 985) による低緯度地域の群集とはその印象が
今回論じる放散虫化石群集は,関東山地北西端部の長野
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東山地南部の小仏層群について山梨県須玉町増富の温川最
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上流部および山梨県丹波山村汁i皮の丹波川支流マリコ )11 の
2 地点(それぞれサンプル番号 St-1,ー 2) ,計 7 地点から産
出したものである (Fig. l),
頁 li互層からなる.放散虫化石 'j)首富・丹波両地織とも砂
岩頁岩互層中の黒色頁おから崖出した.
小仏層群は一般に西北西一東南東の志向をもち.北に念、
傾斜する北方上位の同斜構造を呈するように見えるが.そ
初谷膚は藍然と成層した砂岩頁岩互層からな仏大局的
の地質年代は逆に ~t から南に前l かつて順次若くなる極性を
にみると西へ緩くプランジする軸をもっ波長数 km オーダー
示すことから,スラストなどによるくり返しのあることが
の向斜機造を呈する.地表で知られる限りの層厚はおよそ
考えられる(石井ほか,
500m でるるが,第三系に四方を砥われているため下限お
1990) ,
放散虫化石および地質年代
よび金属厚は不明である.砂岩頁岩互層 Iま砂岩優勢のもの
から頁岩優勢のものまで様々な岩相を示し,砂岩優勢の部
放散虫イヒ石の抽出は,それぞれの粂件を等しくするため
位では,数層単に軟体動物化石およびサンゴ化石を含む.
に各地域・各地点すべて嗣ーの手順で行な勺た.また,放
これらの化石は概して保存が慈しその多くが破片として
散虫化石個体への影響を考え,残 l査の後処理に薬品や超音
産する.また,頁法優勢の部位ではしばしば灰緑色の凝灰
波などは用いず,最も単純な方法で作業を行なった.手順
質頁岩ないし酸性凝灰岩の数回~数個の導層を挟む.
本層からは Amano
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arui(1 958) により二枚貝
としては,それぞれのサンプルをクルミ大に削り,約 200
gH% フソ化水素重量本液中 l ニ 24時間浸す.その後, 50μm
砂川のls jaþoni,ωs の産出がすでに報告され,上部臼亜系
および200μm のメヴシュを通し.残i査を双眼実体顕微鏡で
とされていた.放散虫化石は,頁岩優勢互膚中の暗灰色珪
観祭.必要によっては走査型電子顕微鏡を用いて,各地点
質頁岩から産出する.以上のような岩相,地質構造,地質
につきおよそ 100-500個体を観察・同定した.初谷扇およ
年代,そして地理的な位置などから初谷層は西南日本の和
ぴ小仏層群から産出した放散虫化石のリストを Table 1 に
泉層群に比較される前彊海盆准積物であると考えている(石
示す.
井ほか, '199 1),
関東山地の四万十傍小仏層群もまた整然と成層した砂岩
これら関東山地の北西端部および南部両地域から得られ
た放散虫化石群集は,それぞれ特徴的な群集組成をもっ.
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最上部白亜系 Amp刻め明ぬz 砂,/0加 Zone の放散血化石による古海洋環境の推定
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ほか.
1991: 高橋・石井.
1990: 石弁ほか,
199 1).さら
にまた,両群集ともに Amρhipyn血x 砂/0伽s および A.
0.3
1.3
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3.3
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しかし,それぞれの群集に含まれる化石種は共に Foreman
(1977)および Sanfilippo
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36.5 36.4
32.4 35.5
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2.7
できないとしているが,関東山地では Am帥脚"血x かめ加
は A. enesseffi よりも遮れて出現し ,
Amhipyndaxt
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eCampanian 放散虫化石の吉生物地理的分布
は late Campanian から Maastrichtian 末まで生存し,
出するそれぞれの群集は.ほぽ同時代 late Campanian の
Am帥物相dax 仰 esseffi ( ニ A. pseudoconul,術
上述したように,関東山地初谷層および小仏層群から産
Em開on
群集であると言える.では.なぜほぽ同時代の 2 つの群集
Campanian 初頭から late
が,その構成を異にしているのだろうか.以下.関東山地
Campanian で,この両種の生存期聞が重複するのは late
で認められた 2 つのタイプの A m
phipyn
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xty/o伽s 群集そ
Campanian の短い期間に限定される.山崎(1 987) は,西
れぞれに多産する特徴的な属種に関して,これまでに公表
1
:A. enes ・
きれた論文をレビューし,ぞの古地理的分布を明らかにす
seffi が同時に繁栄を開始し, Foreman (I 977) の分併は適用
る.そして,関東山地にみられる late Campanian 放散虫
-Morin , 1982) の生存期間は
南日本の和泉層群では AmPhiþy骨血x か10似s
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高縫修・石井酪
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ki(1987) , and t
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化石の群集組成の差異をもたらした成因について考察する.
日本付近の最上郡白亜系からは,過去多くの研究者によ
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って放散虫化石が報告されている{須鎗・橋本.
まず,初谷層産の鮮集に比較的多〈産し,しかも特徴的
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: Foreman , 1968) で報告,記事E さ
れた.この種は,ベーリング地域 (Vishnevskaya , 1
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北海道湧別層群(Iwata & Tajika , 1986) ,四国和泉層群
{山崎, 1987),四国東部の四万十帯(須鎗, 1986) などから
その産織が報告きれいる.
Theocampealtamonte柑sis も.カリフォルニア (Camp­
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. 1944) で記載.報告された.日本付近では,
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s(く 2.1%) ,
べーリング地域 (Vishnevskaya. 1986) ,明石山地四万十
7為eocampe altamont,即時 (2.1%) についてその分布をみて
倍(村松, 1986) ,四凪和泉層群{山崎. 1987) から産出する.
次に.関東山地四万十帯小仏層群産の君事集に多産する
みる (Fig.2).
Lithomelissa 属 (=BI卸haerocゆhalina?
嵐
Pes.
Theocampeabschnii助(く 3.0%に Myllocerci,抑制n仰n
(2.8%). Dicか'omitra l
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a( く 3.3% に Am.
s
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. 1976) は.カリフォルニア (Campbel1 & C
l
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k
.
1
9
4
4;Foreman. 19ω , p,白sagno , 1976) および中央大
ρhipy掲ぬxenω“が(<1.8%)の特徴的な 4 種について分
西洋 (Foreman , 19ヴ7 , 1978) から報告,記載されている.
布をみる (Fig .3),
T
a
j
i
k
a
.
1986) で Lithomel,伝sa spp. が,四国和泉層群{山崎, 1
9
8
7
)
からは Lit.加脚l必sa hen熔:, L
.Iwplii防. L
.spp. の産出が
地掛から報告,記敏した Tルocampe abschnit胞が比較的
報告されている.
や四国和泉層群fI山崎, 1987) からも報告されている.
日本付近からは北海道湧別層群(Iwata &
小仏層群からは, Em開on- M
orin(1 98 1)が太平洋低錦度
豊富に産出する.この種は,明石山地四万十侍(村松, 1986)
最上部白亜系 AmphiþYnda% ty/o伽s Zone の放散 s{じ石による古海洋環境の推定
*
Amphipyn曲x
・ ThÐocampe
2
6
5
enessミffi
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・ Dictyomil四
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Hashimoto(1985) , Muramat.
su(1986) , Suyari(1986), Yamasaュ
ki(1987) , I
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a& Tajika(1989),
Takahashie
ta
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.(1989) , IsI'吋 i e
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. (1990), and t
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砂
Aかllocercion
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=Schadelルss/erus echtus:
Em問on-Morin , 198 1)は, Foreman(1968) によってカリフ
ォルニアから記載,報告された.岡本付近では.
l
a
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Figs.2 ,
3 を見ると,これら 2 つのタイプの群集に特徴
的な属種の古地理的分布には,明らかに北方あるいは南方
に偏る極性が認められる.関東山地初谷層に多産・特徴的
Campanian では本報告の関東山池小仏層群から報告され
な属種の分布は西隔日本からカムチャ・'1 11 , ベーリング地
ているものだけである.
域におよび,小仏層群に多産・特徴的な属種はおもに西南
Dic加mítra /amellicostata もやはり Foreman (1 968) に
日本に分布する.これはなんらカ明古海洋環境の影響が late
よってカリフォルニアから記事~,報告された.この種は四
Campanian 当時の日本列島付近に存在したことに原因が
国東部四万十帯(須鎗, 1986) および四国和泉層群(須鎗・
あると推測される.
橋本.
1985) からも報告されている.
ところで,このような属種の分布の偏りを古海洋環境に
Amph~砂胃血Z 抑制effi Iま Fo
r
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r
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a
n(1966) によりキュ
ーパから記載.報告された.日本付近では初谷店を含め西
南日本一惨に一般的に産出するが(山崎, 1987 :須鎗, 1986
など) .東北日本およぴ北海道では Iwata
&T
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(1989) による北海道日高層群からの報告があるだけであ
求めるためには.その他考え得る要因について検肘しなく
てはならない.
放散虫化石群集の組成には様々な要因が関与しているも
のと考えられるが,地質年代の差異や古海洋環境の差異の
他には.保存の程度の差異・堆積機構の差異などが大きく
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k
a(1 989) の報告は,よ二れまでの世
かかわってくるものと息われる (Anderson , 1983 などを参
界各地からの Am州伽ぬx eness,酬の報告の産出北限で
照) .本論で取り上げた関東山地初谷膚と小仏層群の計 7
ある . Amρhi抑開血xe稗ω健所は初谷層からも少なからず
試料は,両地域ともチャートなどの遠洋性堆積物の挨みの
産するが{く 0.9%) ,その形館は小仏層群産のものとは若
認められない,主に陸源性砕屑物からなる砂岩・頁岩の有
干異なる.それについては後述する.
律互層中の泥質都から得ら札たものである.また,それら
る.この Iwata
2
6
6
高徳修・石井醇
Empson- M
orin(1 984) によれば, 'It-j市
は正常なグレーディングを示す向斜南翼都(初谷層)あるい
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は同斜構造中の非禍曲部(小仏層群)からのもので,僧幽軸
鶴度帯に特徴的な属種であるとされ,ベーリング地域
部のような著しい地層の撹乱は認められない場所からのサ
ンプリングである.さらに.今回報告した 7 試料の他にも
(Vishnevskaya , 1986) やニュージーランド北東神 (Ba1・
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tal.リ 1989) などの中一高純度地域から主にその産
初谷層および小仏層群からは.産出個体数が少な〈保存の
出が報告されている . Sticho剛 itra liven叫0 1'iω sis もまた,
& Clark , 1
9
4
4
;F
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.
程度の良くない試料がそれぞれいくつか得られているが.
カリフォルニア (Campbell
これらの試料にもそれぞれの群集の梅成種しか見いだせず,
man , 1968) やべーリング地域 (Vishnevskaya , 1986) などの
保存状態が異なったために群集問の差異が生まれたとも考
中一高線度地減から報告されている.また Lithomelissa 属
えづらい.しかしながら,放散虫化石群集がこれら関東山
も, i勇}JIJII 欝,初谷層,和泉層群からは一般的に産するが,
地の 2 地域の 7 試料に完全な状惣て・保存されているとは断
各地の四万十待からは産出の報告はなく.中一高緯!支幣を
定することはできず,保存状態の程度の差奥や雄積機構の
特徴づける可能性がある.さらに.初谷層産の sciadiocap.
差異などの局所的な差異による可能性は残される.
sid は,細かい格子状の殺を持ち. Empson崎 Morin (
19
8
4
)
2
.l
a
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eCampanian
における日本付近の古海洋環境
これまで,古生代から現世の放散虫を用いて古海洋環境
によれば細かい裕子殻の sciadiocapsid は中一高緯度地域
に特徴的なものであるとされる.
の変遷を解析する試みは,古くは Haeckel (1 887) から始ま
以上,これらの属種は,和泉層群・初J 谷層・ i勇別層鮮な
り,それ以後内外の多くの研究者によって行なわれてきて
どに特徴的な属積であり,これらはいずれも中一高綿皮帯
いる(例えば Casey ,
1971 , 1977; Petrushevskaya , 1
9
7
1
を特徴づける属種である可能性がある.
I
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など)が,中生代放散忠化石に限ってみれば古海洋環境を
(1986) は,これらの属種を含む湧別層群産の群集 lこつい
推定した研究は多くはない.中生代放散虫化石による古海
虫化石の地域による群集組成の差異を例にとり,個々の形
て,その組成がカリフォルニア (Campbell & Clark ,
1
9
4
4
; Foreman , 1
9
6
8
; Pessagno, 1976) やサハリン
(Zamoida, 1972) から報告されたものと類似し.西南日本
四万十帯 (Nakaseko & Nishimura , 1981 など)や太平洋
態・種の多様性・種の頻度の 3 つのパラメーターを用いる
の低検度地域 (Empson-Morin , 198 1)からのものとは異な
洋環境推定の研究例としては. E
mpson-Morin(1 984) が挙
げられる
Empωn- M
orin(1984) は, Campanian の放散
ことによって,緯度および深度という,群集組成をコント
ることを指摘し.ぞれが Empson Morin(1 984) の中縛皮
ロールする 2 つの重要な環境要因を導き示した.しかし.
帯の群集に比較される北西太平洋を特徴づける群集である
Empson-Morin(1 984) では,後期白亜紀放散虫化石の群集
と述べている.
の組成に環境要因の差によって生じた i凡世界的な差異があ
それに対して.関東山地小仏層群産の群集には Em戸on
ることは示されたが.その意義についての考察は必ずしも
Morin(1 984) が低一中鱒度帯を特徴づけるものとしてい
十分であったとはいえない.
Empson-Morin(1 984) が掌げた,中生代白亜紀放数民
る Amph~伽伽 eness械が一般的に含まれる(く1. 8%).
Amph~妙Idax eness酬は初谷層産の群集にはまれである
e
n
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.
の群集組成に影響を与えた古海洋環境のひとつとして深度
(<0.9% ),この小仏層群から産する Amphipynぬx
がある.ぞれによると,深度と放散虫化石の多様性あるい
S買がや A.tylo加s は, Foreman (1 966 , 1978) およぴ Emp.
は深度と Supmel1 aria/N asellaria 比が有意な相関関係
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o
n
-Morin(1 982) が低縛度地域から報告した,
にあるとされた,問機な手法で Okamura (1 992) は四園地
nodes の発達の強い典型的な Amphipyndax
ridge や
側esse.がや
減から産する放散血化石群集について検討したが.やはり
A. か10肱s であるのに対して (Fig.4A , 5A). 初谷層から
それらの関に有意な相関関係を認めている.今回関東山地
産出する AmPh的判ぬx enessej汚や A. tylot品、は,
から得られた 2 つの異なる放散虫化石群集にも,属種不明
や node告の発達が弱く,
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の細かい形態をもち
58) ,明らかに Foreman (
19
6
6, 1978) などが低
の Supmellaria が数多く含まれており,それらを含めた
(Fig.4B ,
Supmellaria/Nasellaria 比をそ札ぞれ求めてみると,初
谷層産の群集の S/N 比 (Sh-l :
5.0 , Sh-2:0.9 , Sh-4:
2.0) の方が小仏層群産の群集の S/N 比 (St-l :
0.5 , 5
t
2:0.6) よりも大きな値を示し, 2 つの群集の堆積深度が
織度地域から報告した典型的な Amph~伽抑偶蹄φE や
A.tylotus
とは形態が異なる.炉l 様に ridge や nodes の発
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1
9
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6:須鎗, 1986 など)お
進の強い典型的な Amphipy施中x eness売がや A.
l ま.日本各地の四万十待(村松,
異なっていた可能性が強い.これは,初谷層の数層準にサ
よび和泉層群{山崎,
ンゴイヒ石など浅海性の化石を含むことからも.付けられる.
nodes の発達の弱い Amρh物nぬx enesseffi や A. 砂10加
次に.垂直分布(深度)ではなく水平分布(樟度}について
検討してみる.初谷層に特徴的な属種のうち Theocampe
1987) から報告され.一方 ridge や
は,北海道の日高傍(l wata
& Tajika ,
1989) や和泉膚群
(山崎. 1987) からも報告されていて.その分布が明らかに
2
6
7
最上部白直系 AmPhipyndtzz tylo郎s Zone の放散虫化石による古海洋環境の微定
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Empson-Morin(1984) は,海洋の深きや水
って低綜度地域から報告されており,低一中縁度帯を特徴
温の変化によって放散患の殻構造にはさまざまなヴァリエ
づける可能性が高い.また. E
mpson-Morin(1984) が低一
一ションが見られるとした.例えば先に述べた sciadiocap-
中静度帯を特徴づけるものとした Pseuåωulop加cus f
l
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-
分かれている.
sid は,低一中館度格のものは中←高練度帯のものと比較
esensis や Stichomitra 崎明ba加などの種も,主として小
して,より殻の表面の装飾 (pore frame) カ咽くなる傾向が
仏層群の群集中に留められる.以上の属種は,四万十帯に
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dは遂に低樟度のものほど殻の表面が
特徴的な属種であり,いずれも低一中縁度を特徴づける可
あり.
滑らかになる傾向があるとしている.同様に. AmPhipyn必x
能性がある.
属に関しでも樽度によりその殻構造が違っている可能性が
これまで述べてきたように,関東山地から産する 2 つの
ある.つまり . Amphipynぬxen酎effi および A.tylo加
異なったタイプの Am片的明 dtJX tylo加群集は深度または
とされているもののうち ridge や node宮の発達の弱いもの
水塊の分布,あるいはその両方の修響を受けてその差異が
は.その地理的な分布の北限付近の種の特徴であり,低一
生じた可能性が推定きれる.このどちらであるかは.放散
中樟度帯から産する ridge や nodes の発達の強い典型的な
忠化石が浮遊性であり,それを含む繕積物の水深を直接に
AmPhipy揖ぬx enesse,がや A_ tylo似s のヴァリエーション
は示さないことから断定することはできない.しかしなが
である可能性が考えられる.そのほか,小仏層群産の群集に
ら, Iate Campanian におけるその古生物地理的な分布は
特徴的で比較的質富に含まれる TheoCl17坤'e
abschnitta,
明瞭に南北に分かれており,筆者らは,これらの分布は当
lamellicostata なども
時の水塊の分布を反映している可能性が高いものと考えて
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Empson-Morin(198 1)や Foreman (
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群集組成が大き〈異なり.日本海側の放散虫化石群集 lニは
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前期白亜紀(Ba打emian) には,現在の日本列島付近{剖tか
低樟度地域の化石分梼 (Riedel
らの海流と南からの海流がぶつかる中練度地域に位置して
1978 など)は適用できないとした.そして.日本海側地機
いたことが推測されている.きらに松JII (199 1)は,前期白
と共通の化石後の広がりは,三陸沖やカムチャ・7 カ i中など
亜紀 (Baηemian) には,北からの海流は北西側(大陸側)を.
北太平洋北西部一帯におよぶ可能性があるとしている.こ
南からの海流は南東側(太平洋側)を流れ,現在の日本列島
のことを考え合わせると,東アジア東縁部の海流の流れは.
のよで交差していたものと考えている.このことから類推
すると,
l
a
t
eCampanian
においても.北からの海流と南
からの海流は現在の日本付近で交差し,北からの海流は大
中生代後期から現在にかけて現在と同じ様な流れの分布を
持った時期が多かったという可能性も考えられる.
3.その他の可能性
陸側(湧別層群・初谷局・和泉層君事分布減)を.南からの海
四万十俸を構成する地質体力ヴ.レート運動によって付加
流は太平洋側(四万十侍}を通っていた可能性カ唯察される
された海溝雄積物を主体とするもの(平ほか, 1980 など)と
(
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i(1992)
考えるならば.四万十帯の低一中練度型の放散虫化石群集
は北海道穣別からのオストラコ
ーダの積構成から Campanian 当時の日本付近では,北へ
も南方から移動,付加した雄積物中に含まれていた群集で
の温暖な海水の流れカ唯定され,当時北太平洋と北極海と
ある可能性が推察され得る.しかし,低一中練度型の関東
の連絡はなかったものとしているが, late Campanian に
山地図万十帯の群集は,竪然とした砂岩頁岩互層中の頁岩
関しては,放散虫化石からは南方からの海水の膨響はほぽ
部からの産出であり,それは四万十有害の推積相の中でも主
現在の中央構造線付近までおよんでいたものと考えられる.
に隆源物質から鱗成されるターピダイト性の陵様性海溝堆
最近,本山(1 99 1)は,新第三紀における放散虫化石の層位
積物であると考えられる.このことから,プレート運動に
最上部白亜系 Am戸hipyη血x ,tylo飢s Zone の放散底化石による古海洋環境の推定
よる海溝堆積物の付加を考えたとしても,少なくとも関東
山地四万十帯の放散虫化石群集は,ほほ原地位あるいは原
地位に近い場所で生息していた群集であるものと推察され
る.つまり, Fig.6 に示した分布のパターンとは大幅な差
異はないものと考える.
結闘
関東山地北西端部の初谷層と南部の小仏層群から産出
する 2 つのタイプの AmPhiþyndax か/0加s 群集は,その群
集に特徴的な種の古生物地理的な分布から,古海洋環境そ
れも水塊の分布を反映したものであると推定した.そして
その水塊の分布の様子から, l
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の日本付近で太平洋側を北上する南からの海流と,それよ
り西側(日本海側}を南下する北からの海流が流れていた
可舵性が示された.
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