※　本アーティクルは，北海道大学理学研究院在職時に行った検討を元にしたものです．
論文に準じた体裁をとっていますが，『学術論文』に該当するものではありません．ご了解ください．

蝦夷層群

　北海道の中央部（空知－エゾ帯）には，白亜紀の前弧海盆堆積体である蝦夷層群（Yezo Group）が南北に狭長に分布しています．蝦夷層群はその名が示す通り北海道（蝦夷）を代表する地層で，アンモナイトや恐竜化石の産出で知られています．砂岩・泥岩を主体とする陸源性砕屑岩からなり，全体の厚さは 8,000 m 以上の厚い地層です．しかし，蝦夷層群あるいはそれが堆積した海域（エゾ海盆）の発達史やテクトニクスについては，まだ解明されるべきことが多く残されています．

中蝦夷不整合

　蝦夷層群の中には，不整合現象の存在が既に1950年代の図幅調査などから指摘されており，猪間（1969）はそれが示す変動を蝦夷層群中に記録された普遍的なものとし，『中蝦夷地変（Intra-Yezo Disturbance）』と呼びました．この不整合（以下，中蝦夷不整合と呼びます）の存在については，西・高嶋（1999）によって疑問が表明され，その存在の否定が提示されました．しかし，川村ほか（1999），Ueda et al. (2002) によっていくつかの地域で不整合の存在が再確認されています．特に三石地域では不整合面直上の堆積相は河川性で，この不整合が隆起－陸化を伴った “構造性” のものであることを示しています．
　現在のところ中蝦夷不整合が確認されたのは，空知－エゾ帯の南部地域の東側（蝦夷東帯）に限定されています．つまり中蝦夷不整合は蝦夷層群にとって普遍的なものではなく，きわめてローカルなものです（第１図）．別な言い方をすれば，猪間らの考えと西・高嶋らの考えは『どちらも正しく，どちらも間違っている』．つまり，中蝦夷不整合は明らかに存在しますが，それはエゾ海盆全域に普遍的に存在するものでもない，ということになります．

　この層序区分試案を簡単に説明すると以下のようになります．

①蝦夷層群の層序区分は地域ごとに大きく異なっており，その全体に共通する層序区分は成立しない．

②一般的な鍵層準と考えられているアルビアン後期の珪長質凝灰岩層は層序区分と斜交する．

③中蝦夷不整合が地理的に限局されている．

　なお中蝦夷不整合のハイエタスは図中には表現されていません．また，従来の三層群区分（下部蝦夷層群・中部蝦夷層群・上部蝦夷層群）がもはや意味を持たないことも示されています．本稿では，それらに対応する部分をそれぞれ便宜的に，蝦夷層群下部層準・中部層準・上部層準と呼びます．これらはあくまでも便宜的呼称で “層序学的単位” ではありません．

不整合下位の地質体

　この中蝦夷不整合自体は，既に述べたように，1950年代から知られていたわけですが，川村ほか（1999）などによってはじめて明らかにされた重要な事実は，『蝦夷層群中部層準が低温高圧型変成岩（神居古潭付加体）を不整合に覆う』ということでした（第２図）．神居古潭付加体の変成年代は白亜紀前期から最末期（～一部古第三紀）にわたりますので，白亜紀前期の蝦夷層群前弧海盆堆積体がそれを不整合に覆うということは，ある意味非常にパラドクシカルなことです．

第２図：　蝦夷層群中部層準基底に存在する不整合部分の切断研磨標本（採集：川村信人・望月　貴）．新ひだか町アブカサンベ川．CG: 中部層準基底礫岩．GS: 緑色岩（岩清水コンプレックス）．赤矢印が不整合面．

　上の顕微鏡写真は，中部層準基底部に含まれる低温高圧型変成岩砕屑粒子で，特徴的な青色角閃石が認められます．青色角閃石はおもに magnesio-riebeckite で一部 glaucophane を含みます（川村ほか，2000；EPMA分析：鳴島 勤氏）．

ハイエタス

　最近，今津ほか（2016）によって，中蝦夷不整合の示すハイエタスが 15 m.y. 以下であることが砕屑性ジルコン年代からあきらかになりました．このことと神居古潭付加体の変成深度から，不整合を形成した変動の上昇速度は 0.16 ～ 0.27 cm/y と見積もられます．これは，静穏な陸域の上昇速度（≒ 0.02 cm/y）のおよそ10倍以上の速度になり，例えば日高衝突山脈の上昇速度（0.26 cm/y；在田ほか，2001）にも匹敵するものです．一般に前弧域はテクトニックに静穏な海盆域であり，この大きな上昇速度については何らかの説明が必要です．

　中蝦夷不整合によるハイエタスの形成プロセス模式を第４図に示します．まず，低温高圧型付加変成体である神居古潭帯岩清水コンプレックスの変成ピーク≒上昇開始年代は 125 Ma 前後とされています（Nakagawa and Naksno, 1987；Ueda et al., 2002 など）．今津ほか（2015）によると，三石地域の蝦夷層群中部層準基底礫岩中に含まれる砂岩礫の砕屑性ジルコン年代も 125 Ma です．この砂岩礫は蝦夷層群下部層準のものと岩相が類似しており，富良野地域奈江川の同層準砂岩のジルコン年代が 125 Ma である（今津ほか，2015）ことと調和的です．このことは，蝦夷層群の下位に存在していた神居古潭変成付加体が上昇を始めた時に，蝦夷層群下部層準の堆積がまだ続いていて，堆積盆底は沈降を続けていた可能性を示しています．この後，変成付加体の上昇の進行に伴って堆積盆底は遅れて上昇を開始し（＝上昇ラグ），当該地域での蝦夷層群下部層準の堆積は終了しました．

　上昇運動の結果，神居古潭変成付加体（と蝦夷層群下部層準）はエゾ海盆内に陸域となって露出し，陸上浸食を受けました．少なくとも三石地域では蝦夷層群中部層準基底部の砕屑物として超苦鉄質岩は見出されていませんので，それは神居古潭変成付加体とともに上昇陸化したのではなく，その上昇体上部に生じたデタッチメント断層によって深部において側方へ除去されたと推定されます．
　この上昇運動は 110 Ma 頃に沈降へと転化し（インバージョン），神居古潭変成付加体と蝦夷層群下部層準は中部層準基底河川成堆積物によって覆われ，すぐに浅海に没しました．

岩清水古陸

　中蝦夷不整合の形成に先立つ隆起によって形成された狭長な陸域をここでは “岩清水古陸”（Iwashimizu Paleoland）と呼びます．第５図は岩清水古陸とその周辺のエゾ海盆の状況を示す模式断面図です．岩清水古陸の規模は分かりませんが，現在の蝦夷層群分布から大胆に類推すると，幅 10 - 20 km 程度，長さは数十 km のオーダーだったのではないかと考えられます．高さについてはノーアイデアであり，図はまったくの not-to-scale です．
　現在の神居古潭帯は基本的に新第三紀に形成された “複背斜” 上昇帯ですが，その原型は約１億年前にエゾ海盆内で岩清水古陸として成立していたことになります．ただし，岩清水古陸がエゾ海盆内に孤立した “島（列）” であったかどうかについては必ずしも明らかではありません．その詳細はここでは省略しますが，中部層準基底部の砕屑物組成から，西方陸域に接続した上昇帯であった可能性も残っています．第４図はその意味で，可能性の一つを表現したものに過ぎません．

前弧リッジ

　このような形で形成された岩清水古陸の構造スキームを考えるうえで注目されるのは，『前弧リッジ（Forearc Ridge）』（Pavlis and Bruhn, 1983）の概念です．前弧リッジは前弧域に発達する狭長な陸域（上昇帯）で，小アンティル諸島東方の Barbados 島を含むリッジや，アリューシャン弧東部の Kodiak 島を含む島列などにその典型例があります（第６図）．北海道とその近傍では，歯舞－色丹諸島が千島弧の前弧リッジですが，その西方延長である根室半島－釧路東部にかけての部分も，陸域に接続した前弧リッジであると考えられます．これらの前弧リッジを作っている地質体は，おもに前弧海盆堆積体や非変成の付加体堆積岩です．

　それでは，前弧リッジに（岩清水古陸のように）低温高圧型付加体変成岩類が露出する例は地球上にあるのでしょうか？　その実例は，エーゲ海の Hellenic Arc（第７図）にあります（Marsellos et al., 2010）．

　ここでは，低温高圧型変成作用を受けた含Na角閃石変成岩ユニット（冷却年代：9 ～ 14 Ma）がリッジ中央部に露出し，その上位には低角デタッチメント断層を介して新第三紀以前の炭酸塩岩・フリッシュ互層が載っています．Marsellos らによると，このような付加変成体の上昇は，アフリカプレートの沈み込み速度の急減少によって slab roll-back と trench retreat が起こり，それに伴って前弧域に発生した伸長変形によるとされています．

形成モデル

　これらのことから，岩清水古陸は 110 Ma 以前にエゾ海盆中に出現た前弧リッジであり（第８図），110 Ma 前後に再び海中に没したと考えられます．リッジの構成地質体として低温高圧型付加変成岩が含まれることから，上昇の “根（root）” は前弧海盆基盤＝トラップされた海洋地殻（空知層群）と上部マントル（超苦鉄質岩）のさらに下位にあると推測されます．このような前弧リッジの形成要因は今のところ不明です．Hellenic Arc のようなある意味特殊なプレート配置や沈み込み条件は今のところこの時期のエゾ海盆周辺では想定されていません．考えられることとしては，海山体の連続付加による機械的持ち上げや沈み込み角度の変化などがありますが，確実なことは不明です．

テクトニクス

　下図は，この時期の北海道周辺のプレート沈み込みテクトニクスに関する仮説的な模式構造断面です．前期白亜紀，125 Ma 以前のある時期に海溝ジャンプが起き付加ゾーンも渡島帯から東へジャンプしました（“神居古潭海溝”）．これに伴って火山フロントもジャンプし，礼文－樺戸帯が形成されました．礼文－樺戸帯と新しい海溝との間にトラップされた海洋地殻上に形成された前弧海盆がエゾ海盆です．この前弧海盆中に 115～110 Ma の時期に短時間に形成された前弧リッジが蝦夷前弧堆積作用を中断させ，岩清水古陸を形成しました．その上昇速度は衝突山脈にも匹敵するもので，前弧テクトニクスが活発なものであったことを示唆しています．この前弧リッジが急速に沈降場へと転化した要因はまだ不明ですが，上昇帯内部における何らかの変化を反映したものかもしれません．

　最後に，一般に比較的静穏とされている前弧海盆に活発な上昇テクトニクスが起きる場合があることを “岩清水古陸” や Hellenic Arc は示しています．しかしそれがグローバルに見て普遍的なものなのか，それともある意味稀（unusual）なことなのかについては，まだよく分かりません．しかし少なくとも日本列島の過去あるいは現在の沈み込み帯では，このようなことは報告されていないのではないでしょうか？

（2019/04/11）（2023/12/08 再構成・加筆）

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