東海層群の層序と東海湖堆積盆地の時代的変遷 - 豊橋市の博物館

豊橋市自然、史博研報
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東海層群の層序と東海湖堆積盆地の時代的変遷
牧野内猛*
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東海層群とは
伊勢湾や濃尾平野の周辺には,丘陵を構成する淡水
成の鮮新・更新統が広がる (
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)
. これらは,伊勢
湾西岸では奄芸層群(小川, 1919-1920), 知 多 半 島 で
は常滑層群(小瀬, 1
9
2
9
),濃尾平野以東では瀬戸層群(槙
9
5
0
)とよばれ(Fi
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.2
),古くから研究されてきた.
山
, 1
大阪層群をはじめとする第三瀬戸内累層群の研究のな
か で , 上 記 3層 群 は 同 ー の 堆 積 盆 地 に 形 成 さ れ た 地 層
群と認識されるようになった.その堆積盆地が東海湖(竹
9
6
1, 1
9
6
4
),堆積物の総称が東海層群(石田 ・
原ほか, 1
9
6
9
)である.
横山, 1
本報告では,第 1
1
4固化石研究会のシンポジウム「東
1日)で発表した内容に,
海湖←研究の現状J(2000年5月2
その後の検討・資料を加え,東海層群の層序と東海湖
の変遷過程などについて,研究の現状を概観する.
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キーワード:東海層群,東海湖,堆積盆地,火山灰層序,鮮新一更新世.
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目
34
牧野内猛
東西あるいは南北が50km以上の広がりをもつが,日
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本におけるほぼ同時代の非海成堆積盆地のなかでは,
このように大規模なものは見当たらず,新生代後期の
Seto Group
in Nagoya. Seto,Toh円 oh.
andunderthe Nohbi Plain
地質区としては特別な位置を占めている.
口E却 附 図 抽urface
東海層群の層序
東海層群は,上述のように,淡水成の喋・砂・泥層
からなり,火山灰層や亜炭層などをはさむ.積算層厚
は2400mに達し,固結はかなり進んでいる.火山灰層
は多数はさまれ,それらをもとに,詳細な層序が組み
。
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立てられている (
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4
).
PacificOcean
このうち,名古屋東部丘陵の北東縁部および東濃地
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域(岐阜県東部)には,いわゆる陶土層が東海層群の基
なお,第二瀬戸内累層群(池辺, 1
9
5
7
)は,大阪層群(大
阪湾周辺の丘陵構成層)のほか,古琵琶湖層群(琵琶湖
P
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.3,
4
)
. 陶土層は,石英粒,
底部を構成している (
炭質物や風化雲母を含む粘土層,珪砂層などの互層か
周辺の丘陵構成層),東海層群など,西南日本の島弧
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らなり ,P
内で,ほぼ東西に列状に並ぶ非海成の堆積盆地に形成
の中では最も古いフロラを包含する地層である(三木
,
された地層群である.その時代は中新世末期
更新世
1
9
4
8;那須, 1
9
7
2
)
. 後述のように,間土層の時代は
前期で,堆積盆地列は現在の瀬戸内海をさらに東へ延
やや古くなるので,東海層群本体とは区別して扱う.
ばしたように配列していた.それぞれの堆積盆地は,
そこで本稿では,東海層群本体に対して「東海層群」
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血
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臨時制崎川悦附加弔問
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1
9
8
6ほか).
濃尾平野以東
の語句を用いる.
記載・議論の便宜上,本稿では, Fig.4に示されるよ
東海層群の露出は,南の知多半島か
ら途切れることなく名古屋市東部の正陵に続いている
うに,主要な火山灰層の層準付近をもって東海層群を
(
F
i
g
s
.1,2
)
. この地区では,濃尾傾動地塊運動(桑原,
区分し,最下部・下部・中部・上部・最上部とよぶこ
1
9
6
8
)をこうむった結果,上位の第四紀層は西に厚く
とにする.
かっ深くなっており,東海層群も同様な傾向にあると
東海層群はこの地区において最も厚く
推定されている.丘陵部では,東海層群下部から中部
かっ大規模に広がり,南の松阪市周辺から,鈴鹿・養
の下半部までが露出し,東部に下位の層準,西に向か
老両山地にはさまれた北の岐阜県上石津町まで,ほほ
つて上位の層準になる.主に牒・砂・泥の互層からな
途切れることなく露出する (
F
i
g
.2
)
. この地区では東
白n
で、ある(森, 1
9
7
1
b
;中山, 1
9
8
7ほか).
り,層厚は約3
2
最 t部がみられ,全体として,北に向か
さらに東の東濃地域では,砂喋層からなり,厚さは
伊勢湾西岸
海層群下部
つてより上位の層準が露出する.積算層厚は 2400mに
150m前後以下で、ある(陶土団研グループ, 1
9
9
9ほかに
達する.伊勢南部では下部
濃尾平野の地下については,下限の層準など未解明の
中部がみられ,下部は砂
疎層,中部は砂泥互層からなる .伊勢中
部
北部では中
最上部がみられ,主に砂泥互層と礁泥互層からな
る(吉田, 1
9
9
0ほかに
知多半島
東海層群の最下部から中部の下半部まで
部分も多いが,平野南部では東海層群中部
がり, 1
1仙 n以上の層厚を有す(古津, 1
9
9
0
;吉田ほか,
1
9
9
1
)
. 平野北西部では東海層群中部の上半部
最上
部があると推定され,その厚さは 600mを超える(須貝 ・
が露出し,基底部は砂牒層,主体部は砂泥互層からな
杉山, 1
9
9
9
).
る.南部に下位の層準が露出し,北に向かつて上位の
3地区の対比
層準になる.積算層厚は約 770mで、ある(吉田・尾崎,
上部が広
東海層群の露出は,伊勢湾をはさん
で西と東に分けられる.両者をつなぐ火山灰層は,伊
3
6
牧野内猛
勢湾西岸の阿漕(あこぎ),知多半島の大谷・大田 ,i
農
東海層群の時代
尾平野以東の東郷・中津川で,これらが同ーの火山灰
層であることは,森 (
1
9
7
1
a,
b
)による最初の対比以来,
F
i
g
s.3,4に示されるように,東海層群の火山灰層に
岩質記載・鉱物分析などの資料も加わり,大方の認め
ついては数多くの FT年代測定が行われている.これ
るところである.現在のところ,このほかに両者をつ
らの年代値に基づけば,東海層群最下部(知多半島南部)
なぐ火山灰層は見つかっていない.しかし,フイッシ
の堆積開始は約 7Ma(中新世末期:吉田ほか, 1
9
9
7
b
),
ヨン・トラック (FT)年代や古琵琶湖層群・大阪層群
また最上部(北勢地域)の堆積終了は 0 . 9~0.7Ma( 中期
との対比などから, F
i
g
s
. 3,4に示されるような対比
更新世初頭:吉田, 1988;古津, 1990)である.堆積
がなされている.全体として,露出域の南
場所は時代とともに移つてはいるものの,東海層群は
位の層準,北
東部に下
西に向かつてより上位の層準が露出す
知多半
いっぽう,陶土層については,はさまれる火山灰層
東濃に露出する .中部は伊
のFT年代がlOMaより古いことが,最近になって判明
る.最下部は知多半島南部,下部は伊勢南部
島中部
名古屋東部丘陵
勢中 ・北部
知多半島北部
名古屋東部丘陵西縁部の
ほか,濃尾平野南部地下にも広がっている .上部は伊
勢中 北部に露出し,濃尾平野地下にも広がっている.
最上部は養老・鈴鹿両山地にはさまれた北勢地域に露
出し,濃尾平野北西部地下にも存在が推定されている.
5Okrn
およそ 6
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.
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.にわたって堆積が継続したことになる.
)
. したがって,その時代は
した(吉田ほか, 1997a,c
中新世後期である.
東海湖堆積盆地の時代的変遷
東海湖堆積盆地の時代的変遷を,各層準の露出域や
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3
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東海層群の層序と東海湖堆積盆地の時代的変遷
F
I
年代などから推定すると,以下のようになる (
F
i
g
.5
)
.
源が北アルプス地域に想定された(長橋, 1993;黒川
中新世後期,現在の名古屋東部正陵北東縁部から東
ほか, 1994などに伊勢湾をはさんで東海層群をつな
濃地域にかけては,小規模な堆積盆地が点在し,盆地
ぐ阿漕・大谷・東郷火山灰層もそのひとつである (
Kuro
内に陶土層が堆積した.
-kawaa
n
dTomita,1
9
9
8
)
.
中新世末期 (7~6.5Ma) に,露出域東南端にあたる
東海層群にはさまれる広域テフラ
上述の給源とも
現在の知多半島南部に,中央構造線とほぼ平行な
関連するが,火山灰層のなかには,本ナト│中央部の広域
NE-SW方向に延びる堆積盆地が生まれた.これが広
テフラと認定できるものも出てきた.詳細については
i
g
.5の
大な東海湖堆積盆地の始まりである(発生期:F
里口ほか (
1
9
9
9)などを参照されたい.
A).ここには東海層群の最下部が堆積した.鮮新世
東海層群の堆積相解析
これも進んでおり (Naka-
前半 (5~3.5Ma) には,その伸長軸をひとつ北西側に
yama, 1996;吉田, 1992など),三日月湖など沼沢地
移すとともに,北東と南西に拡大し(拡大期:F
i
g
.5の
が点在し,蛇行河川がゆったりと流れる氾濫原が推定
B
),東海層群下部が形成される.
される. したがって,堆積盆地は東海湖とよばれるも
鮮新世後半 (
3
.
5~2.5Ma) になると, NE-SWの伸長軸
はさらに北西側に移り,伊勢中・北部
濃尾平野
東
濃地域を占め,東海層群中部が堆積した.この時期に
のの,水を湛えた広大な湖が存在した可能性は小さく
なった.
陶土層と東海層群の関係
既述のように,東海層群
堆積盆地の範囲は最も広がったと推定される(最盛期:
の下位には陶土層(瀬戸陶土層:瀬戸周辺;土岐口問
F
i
g
.
5のC
)
.
土層:多治見・土岐周辺)がある.この 上位には,本
鮮新世末期頃からは縮小の傾向となり(縮小期:2
.
5
稿で東海層群に含めた矢田川累層(瀬戸周辺)や土岐砂
~1.5Ma) ,南部と東部から干上がり始めるとともに,
磯層(東濃地域)がのっている.これらの FT年代値(吉
堆積の場を北西に移動させることによって,堆積盆地
田ほか, 1
9
9
7
a,c
)は,陶土層を主とする 10Maより古い
の伸長軸は N-S方向に転換する (
F
i
g
.
5のD).この時期
値と,東海層群に属する 3.6~4.5Ma とに分けられ,両
には東海層群上部が堆積した.
者の聞にかなりの時間間隙があるかにみえた.ところ
.
5~0.8Ma, F
i
g
.5のE
),
縮小はさらに続き(消滅期:1
が,土岐砂疎層の 一部からは P
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aが産出し,
東海層群最上部が形成される.そして,更新世中期の
随伴するフロラは土岐口陶土層のそれから矢 田川累層
初頭に北勢地域を最後に,東海湖堆積盆地は消滅した.
への移行過程を示すものであることが明らかになった(塚
濃尾平野側ではこの時期,現在の濃尾平野につながる
腰ほか, 1
9
9
8
)
. このことから,土岐口陶土層の堆積後,
第四紀の新しい堆積盆地(濃尾傾動盆地)が生まれ,旧
大きな時間間隙をはさむことなく土岐砂喋層の堆積が
期の東海湖堆積盆地と新期の濃尾傾動盆地とが共存し
始まり,矢田川累層堆積後まで継続したと推定されて
ていた可能性が高い.
いる(陶土団研, 1
9
9
9
).土岐砂蝶層のこのように長い
東海層群についての最近の問題
東海層群の層序・時代・東海湖堆積盆地の変遷など
について概観したが,これらに関連する最近の問題を
堆積期間については,さらに資料の収集と検討が必要
と考えられる.
引用文献
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やや旧聞に属するが,濃尾平
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起源の真珠岩片が含まれている (
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設楽層群起源の岩片
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).この層準は YA535(坂東 2
)火山灰層(古津,
1
9
9
0
)の直上で,東海層群上部の基底部付近にあたる.
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当時,鳳来寺 山周辺からのかなり大きな水系が推測さ
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ータである.
火山灰層の給源
東海層 群にはさまれる火山灰層が
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これは古くて新しい問題で
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あった.最近,いくつかの火山灰層について,その給
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どちらから供給されたか
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牧野内猛
いて.竹原平一教授記念論文集:
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. 名古屋市東部,鳴子丘陵の瀬戸層群
長橋良隆, 1
9
9
3
. 岐阜県高山盆地に分布する恵比寿峠
矢田川累層.地球科学, 42:
2
5
7
2
6
6.
古i
皐 明
, 1
9
9
0
. 濃尾平野西南部地下における東海層
群および海部累層 ・弥富累層の火山灰層とその対
i
容結凝灰岩層と東海層群嘉例川火山灰層の対比に
00年大会講演要旨:320.
ついて .地質学会 1
中山勝博, 1
9
8
7
. 愛知県猿投山周辺の瀬戸層群と猿投
6
:8
8
3
9
01
.
比.地質雑, 9
原山
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, 1
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b
. 名古屋市東部の瀬戸層群矢田川累層 .
地質雑, 7
7
:6
3
5
6
4
4.
知多ヒ昇帯.地球科学, 4
1
:1
1
4
1
3
0.
智・宮村学・吉田史郎・三村弘二 ・栗本史雄,
1
9
8
9
. 御在所山地域の地質.地域地質研究報告 (
5
万分の l
図'
1
1
百
),地質調査所, 1
4
5
p
.
地質雑, 9
6
:9
6
7
9
7
6.
池辺展生, 1
9
5
7. 日本の新生代の積成盆地 .新生代の
石田志朗・横山卓雄, 1
9
6
9.近畿 ・東海地方の鮮新・
更新統火山灰層序,および古地理・構造発達史を
糸魚川淳二, 1
9
71.知多半島西北部知多町付近の常滑
Geo
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.
.1
0
1
:1
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.
2
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:1
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.
小川琢治, 1
9
1
9
1
9
2
0.伊勢の第三紀層に就いて.島
累層 .竹原平 一教授記念論文集:8
3
9
8.
黒川勝己 ・富田裕子・青木豊樹 ・三浦光代 ・松倉妙子,
更新世前期火山灰
の給源の予測 .地質学会 1
0
1年大会講演要旨:223.
.andTomita,Y
.,1
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np-OhtaAsh;
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津標本時報:6
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小瀬知常, 1
929.知多半島の地形及地質.地学雑, 4
1:
3
3
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3
4
5
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.
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徹
, 1
9
6
8
. 濃尾盆地と傾動地塊運動.第四紀研
里口保丈 ・長橋良隆・黒川勝己 ・吉川周作, 1
999.本
什│中央部に分布する鮮新 一下部更新統の火山灰層
究
, 7:2
3
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2
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那須孝悌, 1
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7
2
. 第四紀の日本列島生物相.生物科学,
中心とした諸問題.第四紀研究, 8
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1
4
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桑原
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研究, (
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):
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7.
1
9
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4
. 新潟地域の中新世後期
中山勝博・古川周作, 1
990.
東海層 群の古地磁気層序.
猛
, 1
9
7
5
. 知多半島南部の常滑層群.地質雑,
序
.地球科学, 53:2
7
52
9
0
.
須貝俊彦 ・杉山雄一
, 1
9
9
9
. 深度 600mボーリング (GS
8
1:6
7
8
0.
牧 野 内 猛 ・檀原徹・磯田邦俊, 1
9
8
3.伊勢湾東岸
NB-l)の分析に基づく過去 90万年間の濃尾平野の
部の東海層群および関連層のフィッション ・
トラ
地下層序.平成 1
0年度活断層・古地震研究調査概
ック年代とその地史的意味.地質雑, 8
9
:2
5
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2
7
0
要報告書:7
7
8
7.
牧野内猛・檀原徹, 1
9
9
6
. 知多半島常滑層群中
部のフィッション・トラック年代 .地 質学会 1
0
3
竹原平一・森下
地盤.名港管理組合, 36p.
竹原平一 ・森下
年大会講演要旨 :1
1
4.
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品 ・糸魚川淳二, 1
9
61.名古屋港の
品 ・糸魚川淳二, 1
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4
. 名古屋港の
地盤,改訂版.名港管理組合, 4
6
p
.
竹村恵二, 1
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3
. 伊勢湾西岸北部地域の鮮新・更新統.
地団研専報, (
2
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)
:1
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(
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槙山次郎, 1
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. 中部地方.朝倉書庖,東京, 233p.
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, 1
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. 鮮新世以来の近畿並びに近接地域の
遺体フロラに就いて.鉱物と地質,第 9集:1
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5
1
4
4.
宮 村 学 ・吉田史郎・山田直利・佐藤岱生 ・寒川
森
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,
MagnetismandP
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2.
陶土団体研究グループ, 1
9
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9
. 断層境界を伴う基盤ブ
1
9
81.亀山地域の地質 .地域地質研究報告 (
5万分
ロックからなる内陸盆地 一岐阜県多治見市周辺の
の1
地質図幅),地質調査所, 1
2
8
p
.
東海層群堆積盆地の例
忍
, 1
9
7
1
a
. 瀬戸層群,奄芸層群の火山灰層につ
.地球科学,53:
2
9
1
3
0
6.
豊 蔵 勇 ・ 岡 田 篤 正 ・ 牧 野 内 猛 ・堀川義夫・長谷川
東海層群の層序と東海湖堆積盆地の時代的変遷
淳
, 1
9
9
9
.
I
中部国際空港」海域(知多 半島常滑
市沖)の海底地形・地質.地学雑, 108:
5
8
9
6
1
5.
実 ・陶土団体研究グループ, 1
9
9
8.岐阜県笠原
塚腰
町の瀬戸層群土岐砂喋層から産出した P
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iの球果化石.地質雑, 104:
4
9
5
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9
8.
横山卓雄 ・竹村恵二 ・松田 高明
, 1
9
8
0
. 東海層群の火
山灰層のフイツション・トラック年代(その1).
9
:3
0
1
3
0
9.
第四紀研究, 1
吉 田史郎, 1
9
8
4.四日市地域の地質 .地域地質研究報
告(
5万分の l図幅),地質調査所, 8
1
p.
吉田史郎, 1
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. 津東部地域の地質 .地域地質研究報
告(
5万分の l
図幅),地質調査所, 98p.
吉田史郎, 1
9
8
8.鈴鹿 ・養老両山系聞の鮮新 ・更新統
東海層群東海湖終息、期の堆積物
.地球科学,
42:1
1
6
.
吉 田史郎, 1
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9.鈴鹿山脈中部東麓,鮮新・更新統東
海層群.地質学会関西支部会報, (
1
0
7
) :3
4
.
吉田史郎, 1
9
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0
. 東海層群の層序と東海湖盆の古地理
変遷.地調月報, 4
1:3
0
3
3
4
0
.
吉田史郎, 1
9
9
2
. 河川堆積物中のシュートパー堆積物
東海層群亀山累層(鮮新統)における例
.地質
雑
, 98:
6
4
5
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吉 田史郎, 1
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. 岐阜県南宮 山周辺の東海層群牧目黒
層と東海層群上部のフイツシ ョン・トラック年代.
地質学会 1
0
6年大会講演要旨:3
1
8.
吉田史郎, 2000.伊勢湾周辺の東海層群の年代と対比.
地質学会 1
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7年大会講演要 旨 230.
吉 田史郎・尾崎正紀, 1
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8
6
. 半田地域の地質 .地域地
質研究報告 (
5万分の l図幅),地質調査所98p.
吉 田史郎 ・竹内 圭史 ・吉川清志, 1
9
9
0
. 東海層群最上
部と力尾累層(弥富累層相当層)の対比とその地史
6
1
3
6
9
.
的意義.第四紀研究, 29:3
吉 田史郎 ・栗本史雄・宮村
学
, 1
9
91.桑名地域の地
質.地域地質研究報告 (
5万分の l
図│隔),地質調査
戸
斤
1
5
4
p.
吉 田史郎・中山勝博・檀原
徹
, 1
9
9
7
a
. 瀬戸層群下
部のフィッション・トラック年代.地球惑星関連
9
9
7年大会予稿集:584.
学会 1
吉 田史郎・牧野内
猛 ・ 檀 原 徹 , 1997b.知多半島
中南部,東海層群下部のフィッション・トラック
4
9
7
5
1
0.
年代.地調月報, 48:
吉田史郎・ 中山勝博・檀原
徹・同士団体研究グルー
9
9
7
c
. 東海層群矢田川黒層・土岐砂蝶層 の
プ
, 1
フイツション・トラック年代.地質学会 104年大
7
4
.
会講演要旨:3
3
9