北里 洋

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application/pdf博士学位論文の要旨及び審査結果の要旨 (Summary of Thesis(DR))484708 bytesothe

北里, 洋

Tohoku University Repository (TOUR) / 東北大学機関リポジトリ

Biofacies analysis on benthonic for aminiferalfauna from the Upper Cenozoic of BosoPeninsula (房総半島上部新生界の底生有孔虫群の群集解析)著者 北里 洋号 494発行年 1976URL http://hdl.handle.net/10097/23968 氏名・(本籍) 学位の種類学位記番号学位授与年月日 学位授与の要件研究科専攻学位論文題目論文審査委員 .きたざとひろし 北里洋(東京都)理学博士 昭和51年3月25日 学位規則第5条第1項該当東北大学大学院理学研究科 (博士課程)地学専攻 B圭。至ac量esana五ys量sonbe11轍onicforaminiferai ね撒afrom臆eUpPerCe賢Ozo量cofBosoPenhlsula (房総半島上部新生界の底生有孔虫群の群集解析) (主査)教授高柳洋吉教授小高民夫助教授北村信舗 魔 羅 次Abstract 亙ntroduction Ad≧n。wledgmen土s UpperCenozoicStrati露r&phyofthe呂osoandMiura 靴eninsulaswithSpecia1R“ferencet・theU6Ko「izonGeochronologyoftheU6HorizonandtheRateofSedimentationMethodofStudy1)Sampling2)Sedimentologicalanalysis 3)Foraminiferalanalys圭s 、、Speciesdiv色rsityandspeci6sequitabilityFactoranalysisReeul.ts -264一l ) Sedimentological analysis 2 ) Foraminiferal analysis a ) Planktonic foraminifera b ) Benthonic foraminifera Distribution of the benthonlc foramlnlfera Species diversity, ((H(s)" Species equitabi I i t)( "E(s)'1 Distribution of species Di scuss i on Populat ion Dynamics of B~lirnina ac~leata Con"luslon Ref erences Appendix I. List of sampling localities _u. Computer program for the calculation of species diversi ty, species equitability, and other useful ecological indices - 265 -論文内容要旨 ◎序論 1930年項にはじまった底生有孔虫類の群集生態学的研究によって,現在,海洋の深度・地 理的な拡がりと群集系との相関が明らかにされている。しか㎏群集系の構造・相互関係あるい は時間的変遷などについてはほとんど解明されていない。ことに群集系の変遷に関する研究は, 地層中の化石を対象としてなされることであるが古群集生態学的方面の探究はまだきわめて浅 いのが現状である。 底生有孔虫の生物地理.区的見地からいえば,日本は北極海区とシナ区の境界にあたり,群集系 の変遷を研究するにはきわめて適した場である。ことに房総半島には火砕岩薄層を数多く挾在す る後期新生代の海成層が広く分布しており,底生有孔虫化石の群集組成は時代を追って大きく変 化している。中でも梅ケ瀬層中部に産出するBμ島煽艇αc説εα齢群集は過去の黒潮水の 存在を示すものと考えられており,その上位の,明らかに亜北極中層水に特徴的なU画8c冠πα α碗齢ε照お群集へのU6鍵層をはさんでの急激な群集の変化に比較しうるものは,房総半島 の他層準や他地域において観察しえない。 以上の観点から,本研究は房総半島から三浦半島にかけて追跡されるU6鍵層の層準を対象に, 過去の海洋における群集系の変遷を時間の経過にしたがって詳細にすることを目的としている。 ◎U6層準の層位的位置づけとU6層準の地質 U6鍵層は梅ケ瀬層中部に位置し,西は横浜南部より,東はヒ総一一ノ宮まで東西約80Kmに わたり追跡される。U6鍵層は9層の火砕岩薄層の組合わせによって定義される。U6層準の岩 相は,西部地域(小糸川以西)では砂質シルト岩,東部地域(小櫃川以東)では砂泥互層である。 房総半島西部で1本層準は雨宿層,東臼笠層の砂岩と同時異相の関係にある。 ◎U6層準の年代および堆積速度 微化石にもとづいて房総半島上部新生界の古地磁気層序の記録と海洋底において確立されてい る古地磁気層序とを対比すると,U6層準はBru11hesEpoc11とMatuyamaEpochのJar- amifloEventとの間に位置づけられる。また,本暦準の堆積速度は400α7～/1000年 と推定される。 ◎研究方法 試料の採取……U6層準の岩相の変化に対応させて,7地点(Loc.1,5,8,10,16,23,30,)を 選択」それぞれの地点で5層準(A,B1,B2、C、D)の火砕岩鍵層の直下より試料を採取し た。試料の採取にあたっては試料が等時間を含むようにU6-D層準の厚さの変化にあわせて採 取するようにした。シルト岩の堆積速度から概算すると1試料の表わす時間は約86年であり, U6暦準全体では約3475年である。 一266一 堆積学的検討……自動粒度分析機を用いて,4.0φ以上の粒径分析を求め,あわせて含泥率を 算出した。 有孔虫の解析……80gの岩石試料を処理し,200meshの節上に残った部分を,底生有孔 虫化石が200個体以上になるように分割し,その分割に含まれる底生および浮遊性有孔虫は全 て拾い出した。群集解析には電子計算機を用いて,S且annon-Weaverの情報理論にもとづく 包括的多様性指数およびMacArthUrの均衡度指数を求め,さらにR法因子分析を行なった。 ◎結果と解析 堆積学的検討……粒径分布にもとづき,3,5φより粗粒部をType1,2,細粒部をTypei, H,皿に区分けそれぞれのTypeの堆積環境を推定した。粗粒部は調査地域の西部地域のみに分 布し,主にType1である。東部地域は細粒部のみであり,層準A,Dは静穏な,B1,B2,C は変動の激しい堆積環境を示す。 市乳虫の解析 浮遊性有孔虫一一親潮水域を代表する左巻きの(弼。餌8εr厩α々α面γ4εr鵬と黒潮水域を 代表する。P班亮'z`碗顔αo尻破顔'o偲1伽αとの分布は逆相関を示し,U6層準では強 勢な水塊が黒潮『>親潮→黒潮と推移したことが推定される。 底生有孔虫……底生有孔虫は94属296種を同定した。ForaminぽerainLlmberは西方 に向って高い値を示す。群集の包括的多様性指数はLoc.8,10で高く,Loc.16で殿も1壌い値 を示す。それに対して,群集の均衡度は多様1生指数と逆に,Loc.8,10で低い。 各地点,各層準間の生態学的優占順位の入れ換わりは,1,2位の種に比べ,3～5位の種の入れ 換わ9が激しい。 因子分析の結果から因子負荷量0、60以ヒの種を選択し,それぞれの因子についての群集わけ を行なった。その結果FactOr1,H,凱'群集のみ識別することができた。(第1図) 来Factorl群集一・Bo」五偏圧`協.9鵜4r`'碗8辺,G`。δ。昭s5弼認諾αsめ8∫0ゐ一一 〇Sα,P3eμ吻η0・吻πノα〃0雇。μη!,E7ゆh認施mc'r島ρ～〃～占,σめ`C認e3ノ・5θ認0翻8ef卜 απ'弼,α尻。認esrげ諺ge・凋,の黒潮水域浅海種に代表される。 米FactorH群集……σα55`d翼`砿。αr`μα麺,召oJ`"疏αノ・8ε認op薦。αむαの黒潮 水域大陸斜面種で代表される。 来Factor田群集・・一Cα55`dμ!`πo`ゴes左脚偽πo`,亙。耐。ηθ`'`πα!αδrαdor`cα の混合水域大陸斜面種で代表される。 これらの群集は,西部地1或ではFactorI群集が,東部地域ではFactorI,且,皿群集が層 準B1を軸として上下対称に,またLoc。8,10ではFactorI,豆群集がそれぞれ分布する。 この群集の分布が強勢な表層水塊の変遷とほぼ1対1の対応関係にあり,FactorI,n,皿群 集が水塊の挙動に反応していることを示している。 一267一 しかしながら,FactorI,且,皿の群集は全体の35%強の共分散を占めているにすぎない。 そこで残り65%の共分散を説明するために,因子負荷量が0.60以下で,特徴的な分布を示す 種に注目して群集わけをおこなった(第2図)。 。Loc.16はBo島"Zπσroゐμ島α,μo氾!`z甜αどαη∫ρρoηど。α,Bμ!'η彦πα規αr8Z几一 碗αに代表される黒潮から混合水域にかけての浅海性群集が卓越する。 ・Loc.8,10の下半部属準はBo'砂碗``α@α4r甜α館rαに代表される黒潮水域の浅海 性種が卓越する。 ・Loc.8の上半部層準は捌"`のμ肌。'α"碗泓・ηに代表される混合水域から親潮水域にかけ ての浅海性種の卓越する。 ・Loc.5～30の層準G,Dはσγro`d`παorゐ`o'4αr`5,Br`zα'∠1辺sμ65ρ`η8ε一 。ε耐に代表される黒潮水域の大陸斜面種が卓越する。 ・Loc。5～30の層準Bエ,B2,はBr`z耐`照るrαdり4に代表される混合水域の大陸斜 面種が.卓越する。 ・Loc.5～30の層準A,B1はU窃8θr厩αα厄`αεπ訂s,U。わrα4γα照に代表される親 潮水域の大陸斜面種が卓越する。 これらの群集の分布を見ると,群集の推移はFactOrI,H,皿群集の場合とは異なり,黒潮系→ 混合水域→観潮系と変化したと認められる。 以上の結果より,水塊の挙動に1対1の対応を示す群集系と対応を示さない群集系とがあるこ とが明らかになった。生態学的優占順位を考慮すると,前者は優占順位1～2位の種が主要であ り,後者は3位以下の種が主要である。 ,◎Bμ闘那加ααc認ε伽αの個体群動態論 前述2グループ相互の関係を知るために,生態学的優占順位1,2位のグル～プに属するB認ぴ 圃脇αc記θ碗αの室数の分布を調べることによって,個体群動態を検討した。その結果B. αc配εα`αの室数分布はLoc.1-D,3-D,5-D,23-C,をのぞいては室数7の殻が 少なく,室数7における死亡率の減少が考えられる。このことより,この時期を境にして,室数 6以下の殻と室数8以上の殻との間での形態的あるいは生理的な変質がおこってくることが考え られる。そこで,B・ασ認e碗αの殻について2通りの計測をおこない,形態的差異について検 討した。 1.)B.αc翼eα臨の縦断面を二等辺三角形として近似し,底辺と高さを室数8の殻について は室数6までと室数8までについて,室数6の殻については室数4までと室数6までについて計 測した。.測定結果よりそれぞれの三角形の相似をt検定によって検定した。 その結果,室数8の殻の形態は室数6以下の殻の形態と異なる。 2.・)殻の各成長段階における殻直径(m)を測定し,初室直径〔ro)で割って規準化した。 一268一 その結果室数6～8の段階でm40の値が拡散するとみなせ,何らかの変質が室数6～8 の段階にあることが明らかになった。 次に年令分布における室数7の死亡率の減少と環境要素との関連を知るために,現世堆積物中 でのB認謡齢αα昭島碗αの年令分布を調査した。その結果B.αC認εα厩の生息深度 の上限セある1,000彫以浅において室数7の死亡率の減少が観察された。このことより深度効 果を含め何らかの異常な環境下におかれた場合室数7の死亡率が減少することが推定される。 U6層準でLoc.8の場合は,B.αc説εα鶴の分布の西緑にあたるための死亡率の減少で あろう。 また,層準Aの場合は,層準Dと比較して深度が急激に変化したとは考えられず,深度効果で は説明できない。生態学的優占順位でB認`耽顔α乙。瞬e碗αの下位を占める種が,混合水域 から親潮水域の種であるためにおこる生態学的圧力によるのであろう。 このことから,生態学的優占順位1,2位の種グループは,3～5位のグループからの影響を受け ていると考えられる。 ◎結論 以上の解析結果は次のように要約される。 。召巫'伽`πααo'4εα孟αzoneとU"`8e冠r↓αα碗'αeπ5`εzoneとの境界部に位 置するU6層準の,約4,000年に相当する時間内で起こった底生有孔虫化石群集の変遷を明ら かにした。 ・U6層準の西部地域は浅海域であり,黒潮水域から混合水域にかけての群集が卓越する。 ・Loc.8は浅海域と大陸斜面域の境界であり,下半部層準においては黒潮水域の群集が卓越し, 上半部層準では親潮水域の群集が卓越する。 ・東部地域は大陸斜面域にあたり,そこの底生有孔虫化石群集は2グループにわけられる。1つ は水塊の挙動に反応するグループであり,黒潮→親潮→黒潮と強勢な水塊が交代するのに一致し て,黒潮系→混合水域系→黒潮系と群集が変化する。このグループを構成する種は生態学的優占 順位1刀1・2位の種で代表される。もう1つのグループは水塊の挙動1こ反応しないグループであ り,黒潮系→混合水域系→親潮系と群集が変化する。このグループを構成する種は生態学的優占 順位の3～5位を占める種の一部で代表される。 ・前者のグループに属する翫島編πααc読e碗αの個体群は3位以下の群集の影響を強く受 ける。 ・B.αc認ε・α`αは室数7の段階に成長の変移点を持つ。 ・東部地域の層準B・,B2,Cの変動の激しい環境でのシルトの堆i積は水塊の移動にともなう底 層流の強さを示す。 一269一 置A(:TOR図置麟麗鞘翻 rfA    ダ●へ/.、・＼§蕊1、_濫  遠遮一  て、～   7ラ.z.〃7勿%霧彩強,、董.繋総L一＼ぐ＼§ミミ潜熱》灘麟   舞444..1、ノヌX〉鶉画塾眺藍鰯一輪臨 ㈱鱗訂2器認黙認窟番鵬智 。癬5図1 1第雛欝臨鞠翻一一一噸一脚 叫坤監翻露髄辮1輔瑠臨塾勲肇黛寄盤訟製儀 ノゴ鯉醜藷麟禽'奮避爵翻鑑禽 緬欝劇撫鑓舞ザ謹建軍翻囎講曹娯癖器講の 欝～鎗需蒔擢魏藷4羅療解讃翻騨4£爵轡 聾欝婁謬螂億4臨言轟轟惑齪$轟離岩留盆轟謹'韓 薦瀟欝講r“㎜鷲鑓懸 F旛飆飆わ即納鋸盤描冑警費 爵5盤ギ理由恥壷訥静謙虚聖§禽盤醗30曲 誌31〔 綜勤瓢牒雛響§き 〔.恥 Φ魯⑫砂動軸ゆ壷⑮Φ曲輪《}毒侮砂塵鴫畠愈⑲ 爲此雌轟轟轟轟&島蕊蕊轟蝕愈愈ぬ幽幽忍轟魎塩軸幽幽愈ゆ轟壷軸ゆ帝 Ψ㎜卓 灘4雛輻懲驪竜輻鱗噸鵠 嘱⑪俺聰 鬼.き醐 τ岬㎜㎜㎝悶岨胡皿肥皿牒離 ■御削 堀1  “.籠欝誌轟鰻馨幅駿聡鵬} 韓聾鞭鴎恥賊嘔曳轄亀鳴ゆ鴫軸麹恥鈴鰍■ 鰹舳唖韓⑰賦悪叫鍵穐㌦蝿蕊嶋聰膣鳴迦㎜ 鋤轟鱒ゆ愈ゆ魯ゆ⇔骨面ゆ範⑫動軸心鹸)曙脅昏ゆ@含むび⑪⑪命⑪脇 魁{レー§     転㌦罵輻ト礁鞭蝿豊難葦饑歳膣恥鵜嘱瞼齪編雛㌔葭蕊囑Φ.鶴轍麟轍麟蓑璽塞鍵樋葉■   糠    ⊂雄慧Φ臨遮Φ亀。晶叢餅旛鰭繋翻然麹鋸盤描掌   囑⑪⑬⑪Φ⇔《)働噛魯魯⑬愈愈爵朝騒(》魯聰(》愈魂馨薯虚曲食薦盤惚曲恥壷2瞳舗重壁§禽盤醗3麟聡 警。幅図2第 一270一 論文審査の結果の要旨 底生有孔虫の群集生態学的調査の進行に伴い,その海洋における深度的・地理的群集の分化が 明らかにされてきている。しかし群集系の詳細な構造および時間的変遷に関しては,まだほとん ど解明されておら鴫ことに後者の変遷に関する研究は未着手に近い。このような状況をふまえ て,北里洋提出の論文は,房総半島に発達する梅ケ瀬層中のU6層準と称される有孔虫化石群集 の大変化の見られる層準を対象にえらび1過去の群集系の時間的変遷の暴悪を明らかにすること を目的としたものである。 野外調査において,北里は火砕岩鍵層を東西約8餌魎にわたり追跡し,その層準における岩相 変化を調べるとともに,これに基づき火砕岩薄層を同一時間面と仮定の.ヒその時間的枠組みの なかで,各試料が等時間を表わすように7地点で5層準を選定し,試料を採取した。 これらの試料によって堆積物ならびに有孔虫の解析がなされたが,とくに有孔虫の解析には化石 群集の生態学的意味を考察する手段として,Sl職m]on-Weaverの包括的多様性指数および鍛一 acArtilUrの均衡度指数が計算により求めら礼ついで因子分析が行なわれた。その結果次の 点が明らかにされた。(11U6暦準の西部地域は浅海域であり,黒潮水域から混合和或にかけての 群集が卓越している。(2)中間地域にあたるLoc.8は浅海域と大陸斜面域の境界であり,下半 の層準では黒潮水域の群集が,上半の層準で親潮水或の群集がそれぞれ卓越している。(3)東部 地域は大陸斜面域にあたり,そこでは底生有孔虫化石群集は2群にわけられる。1っは水塊の挙 動に反応するグループであり,黒潮→観潮一>黒潮と強勢な水塊が交代するのと一致して,黒潮系 ■串混合.水域系一〉黒潮系と群集が変化する。このグループの構成種は生態学的優占順位のi～2位 の種で代表される。もうiつのグルー7は水塊の挙動に反応することなく,黒潮系→混合水域系 一一親潮系と群集が変化する。このグ・レーブでは構成種は生態学的優占順位の3～5位を占める糧 の一一部で代表される。 上述の2グルーフの旧里知謀を究めるために,生態学的覆占順位の1～2位のグルー・ブに属す る8〃舜r漉ηααC～Z偲飾αの室数の分布が講査さ1紘その個体群動態が検討されて,あわせ' て2通りの殻の計測が行なわれた臼こオしにより,君、αε訂ε薦σの鯛体群は3位以下の群集の 影響を強く受けること,さらに室数7の段階で成.浸の変移点を持つことが見出された。 以上は底生有孔虫の群集生態学的研究に定一量的手法を導入して,地質時代の特定時間内におけ る海況の変化に対応して生,起した群集グ)変遷をつまびらかにしただけでなく,群集系の構造,すな わち種構成・順位等の意義解明への道を開いたものとして評価される。これは北里洋が自立して 研究活動を行なうに必要な高度の研究能力と学織を有することを示すものである。よって北里洋 提出の,論文は理学博士の学位論文として合格と認める。 一271一

Biofacies analysis on benthonic for aminiferal fauna from the Upper Cenozoic of Boso Peninsula (房総半島上部新生界の底生有孔虫群の群集解析)

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