日本东北,沼泽火山形成史.doc

日本东北，沼泽火山的形成史：喷出物层序、年代以及岩浆喷出量的再研究

编译：王立群

山元孝广

摘要：沼泽火山是位于日本东北——福岛西部的活火山，在火山前缘之后50公里。新的地层学和年代研究数据显示该火山作用的产物是由可与110ka前堆积的芝原空落火山碎屑堆积物相对比的屁吹顶流纹质火山碎屑堆积物、70ka前形成的木冷泽熔岩穹、45ka前形成的水沼英安质火山碎屑岩堆积物、40ka前形成的物山英安质熔岩穹、20ka前形成的前山英安质熔岩穹和公元前3400年前形成的沼泽湖英安-安山质火山碎屑岩堆积物组成。沼泽火山喷发的产物，其总数大约为5DRE立方公里。该火山在110ka这段时间的前60ka喷发了1DRE立方公里的岩浆，而在后50ka喷发了4DRE立方公里的岩浆。岩浆喷发率的增加是由岩浆产出率的增加引起的。
关键词：沼泽火山、活火山、福岛、日本、14C年龄、裂变轨迹年龄、喷发率。
图1 沼泽火山地质图
主要内容：沼泽火山是福岛县西部位于火山前缘后部50KM的活火山。在本研究中再一次研究喷发物层序和喷发年代，并重新制作出了喷发量随时间的估算图。本火山的喷发物层序由约11万年前的屁吹顶火山碎屑堆积物及芝原空落堆积物、约7万年前的木冷泽熔岩、沼御前火山碎屑堆积物以及前山熔岩、公元前3400年左右的的沼泽湖火山碎屑岩组成沼泽火山的总岩浆喷发量约5DRE立方公里，在该火山作用期的前半期的6万年之间岩浆的喷出量约为1DRE立方公里，而后半期的5万年之间喷出了剩余的约4DRE立方公里的岩浆。沼泽火山的岩浆喷发率被认为与岩浆源生成量的上升相应。
1、 前言：沼泽火山是位于福岛县西部，即从日本东北的火山前缘到约50KM处的后弧一侧，为火山口火山（图1）。根据2003年日本气象厅活火山的标准定义新版——在大致过去一万年以内有无火山活动历史来确定是否为活火山，本火山被纳入到活火山的范畴内。使用到目前为止的过去2000年间火山喷发历史资料预测火山将来的发展在时间上是不充分的，这可以根据现存的火山喷发记录远短于火山寿命这一事实得到确认。但是因仅在活火山的数量上单纯增加方面存在问题，所以必须结合可预测将来火山活动的相关研究来进行。新增加的活火山其现在的活动几乎都是不能确认的，其活动历史也只能依赖地质学研究。本次研究中的对象——沼泽火山，其明确的喷发历史也只是两次火山碎屑流喷发（山元，1995），因此还不能完成整个火山的定量活动史研究。
在本研究中，再一次研究了沼泽火山的喷发物层序和喷发年代，并作出了喷发量的时间估算图。对空落堆积物的体积估算，采用了Legros（2000）的简单方法。该方法因为根据一条等厚线的面积确定为总面积的最小值，所以多数情况下真体积是最小值的数倍。在空落堆积物的体积估算中，扩散到远处的细粒物质量的评价难度是个大问题，该方法没有过小地评价细粒扩散物质的量，所以其可信性比较高。Legros（2000）的简单方法是Pyle（1989）方法的扩充，其结果，以应用可信性最高的结晶法实例的平均值为基础的Hayakawa经验方法和理论方法的计算结果是相同的，Legros法的最小体积约是Hayakawa方法所计算体积的1/3。这种情况在第一次逼近计算时，Hayawa经验方法是有效的。在现存的文献中，只要理解该方法确定的值的含义，那么就意味着可以充分地使用。
2、 沼泽火山的层序
沼泽火山的活动史最初由高桥、菅原（1985）定义为1）外轮山熔岩的喷发，2）古火山口的形成，3）中部熔岩丘复合体的形成和水沼火山碎屑岩的喷出，4）沼泽湖火山碎屑流岩体的喷出和火山口形成这样的火山事件顺序。但是，根据属于外轮山熔岩的高森山熔岩、高久原熔岩和认为是最初喷发的小津卷火山碎屑流堆积物样品，测得的年代值代表上新世地层，所以就产生了对古山体重新划分沼泽火山基底的必要性。而且，高桥、菅原（1985）和沼泽研究组（1999）对形成于沼泽湖中的沼泽火山喷发物中的英安质熔岩内，除了构成物山、前山岩体的地层以外，根据便携式磁方位角测量仪的测定结果，揭示出小津卷火山碎屑流堆积物、高森山熔岩、高久原熔岩无一例外都是反磁极地层单元，这些地层也应该包括沼泽火山基底。小津卷火山碎屑流堆积物是上新统上井草组的一部分，包含高森山熔岩、高久原熔岩的上新世安山岩-英安岩构成会津金山火山岩。
在本研究中，所定义的沼泽火山喷发物质从下至上分别是屁吹顶火山碎屑堆积物、木冷泽熔岩、水沼火山碎屑堆积物、物山熔岩、沼御前火山碎屑堆积物、前山火山碎屑堆积物、沼泽湖火山碎屑堆积物。
2•1、屁吹顶火山碎屑堆积物及芝原空落堆积物
分布和岩相
本火山碎屑堆积物是铃木等（1998）在标准剖面产地——屁吹顶的山路横切面露头处观察到的（在原稿执笔时，山道倾斜面植被发育，难以观察）与称为沼泽-芝原碱玄岩的成分基本相同的堆积物。沼泽-芝原碱玄岩是最初发现于福岛县中街最南部西乡村之内的含流纹浮石质空落堆积物（铃木，1992其分布从会津盆地周边，北限到福岛市（图2），南限到枥木县的今市市。另一方面屁吹顶的火山碎屑堆积物由层状构造的流纹质火山碎屑岩涌堆积物组成，由于附近有该岩涌堆积物物源岩相的出现，所以用不同于空落堆积物的名称命名。由于两套地层的分布相隔，所以两种堆积物的前后生成关系还完全不清楚。两者的对比以相对的层序位置和主要组成矿物的岩石学特征的一致为根据。
标准剖面产地屁吹顶的该套火山碎屑岩（图3），矿物成分上由厚度为1.7米的非凝结层状透闪石含普通角闪石的黑云母流纹质凝灰岩组成。结构上由黑云母结晶片状晶体明显发育的粗粒火山灰和玻璃质细粒火山灰构成，具有平行层理和低角度的交错层理，仅仅以透镜状形态夹混有中粒的分选稍稍不好的粗粒火山灰。在镜下，斜长石、石英、绿色普通角闪石的晶体为主要成分，含有透闪石、铁矿、锆石的晶体。虽然火山灰中的火山玻璃物质很大程度上发生了粘土化，但是折射率较低的微浮石还保留一部分。火山玻璃、普通角闪石、透闪石的折射率与到目前为止所发现的沼泽-芝原空落堆积物的折射率具有良好的一致性（表1）。
标准剖面产地位于由海拔标高为580米的上新世火山岩组成的尾根上地区，其岩相表现为细粒的火山碎屑岩涌堆积物。在该地之外没有发现该套火山碎屑堆积物的出露。虽然认为较厚的洼地充填火山碎屑流主要部位的堆积物质有相当多的机会保存为有意义的地层，但是沿着只见川分布的沼泽火山喷出物质的底部没有发现可与之对比的地层。根据这种情况，可以认为在屁吹顶火山碎屑喷发时没有发生大规模的火山碎屑流。
岩浆喷发量
屁吹顶火山碎屑堆积物的体积即便假设在沼泽火山周围半径为3km的范围内堆积1米厚的地层，那么也只有3×10-2km3的体积。该值比使用沼泽-芝原空落堆积物的16cm等厚线图并应用Legros（2000）的岩石换算体积法计算的最小体积7×10-1DREkm3小得多（表2，岩石密度=2.4g/cm3，实测空落堆积物的估算密度=0.7——1.1g/cm3）。因此，因岩浆喷发所产生的总岩浆喷发量以芝原空落堆积物的岩石换算最小体积为代表。
喷发年代
根据距火山口约20km的会津高田镇的旭三寄的芝原空落堆积物的锆石样品，测得其裂变轨迹年代值为110±20ka。本空落堆积物的上部存在约11-9万年前的御月1堆积物和约9万年前的阿苏4空落堆积物，其下部存在最后一个间冰期的最大海进期形成的约13.5-12.5万年前的田头空落堆积物，所以即便在地层序列中发育，但是把该空落堆积物的火山喷发年代值确定为约11万年前是没有问题的。
2．2、木冷泽熔岩
分布和岩相
本熔岩分别分布在沼泽湖北西1km处的海拔高度为652..5米的高点处以及北北东向上距该高点约800米的小山上（图1）。两岩体之间的地形较低，比该岩体年轻的喷发物质堆积在这里。虽然在露头上不能直接观察到其和上覆、下覆堆积物之间的关系，但是在地形上看本熔岩位于物山熔岩的下部。
本熔岩由含气孔的玻璃质块状黑云母普通角闪石流纹岩组成。在镜下含有斜长石（最大长轴直径为2.3mm）、石英（最大直径4.0mm）、普通角闪石（最大长轴直径为2.4mm）、黑云母（1.5mm）以及铁矿这些矿物形成的斑晶，其含量比值按这个顺序减少。所有的普通角闪石都伴有氧化作用。基质为玻璃质变余结构，在火山玻璃中，普通角闪石、黑云母的微晶零散地分布。沿着安装物山山顶电视塔的道路，可观察到红色氧化的熔岩发生角砾岩化。
岩浆喷发量
标准剖面产地——木冷泽右岸的熔岩穹海拔标高约200米。熔岩穹的水平横切面为椭圆形，根据保留的山体等高线推测的地层界面求得的东西两个熔岩穹的总体积是1×10-1DREkm3（岩石密度=2.4g/cm3）。
喷发年代
根据木冷泽右岸本熔岩中的锆石测得裂变轨迹年龄为71±16ka（表3）。该年代值比其上部的水沼火山碎屑堆积物的喷发年代明显地古老，层序上下的关系不相互矛盾。与屁吹顶火山碎屑堆积物的层序关系虽然不能直接确定，但是根据放射性年代值可以判断本熔岩位于上部。
2·3、水沼火山碎屑堆积物
分布和岩相
本火山碎屑堆积物由下至上可分为三个单元（1——3），其物质成分是与含黑云母、铁镁闪石、普通角闪石的英安岩质浮石的沼泽-金山碱玄岩相同的物质，而地层名使用的是高桥等人确定的水沼火山碎屑流堆积物。
单元1是由在白色粘土质火山灰中含有大量粗粒-细粒火山砾异质岩屑的分选极其不好的块状空落堆积物组成。从本堆积物中不能够确定原始成分，但可以判断是水蒸汽爆炸的产物。地层厚度在沼泽湖的周围是40厘米，在其东侧20公里处厚度也有数厘米以上。异质岩屑大多数是变质的白色-灰色的流纹质熔岩和火山碎屑岩。
单元2是由具反向粒序结构的细粒-粗粒变化的英安质浮石火山砾空落堆积物组成。分布的主脉从沼泽湖附近向东发展，其地层厚度在沼泽湖东部达到1米以上，在猪苗代湖附近为16厘米（图4）。浮石的最大粒径在沼泽湖东部是10厘米以上，在猪苗代湖附近为4毫米以下。几乎都由原生浮石组成，异质岩屑只少量分布。
单元3是由富含直径15厘米以下的英安质浮石颗粒的火山碎屑流物质组成，直接覆盖单元2的空落堆积物。虽然主要地层部分以100米左右的厚度埋藏了当时的只见川，但是因河流的侵蚀和沼泽湖火山碎屑堆积物的覆盖，本火山碎屑流的原始形态完全丧失。现在本火山碎屑堆积物的分布只能在距离物源以内6公里范围中确认。沿着只见川发育的本火山碎屑堆积物除了底部数米以外，都发生了熔结，构成柱状节理发育的岩壁。与此相对，底部的非熔结岩相是由在气孔发育的浮石质基质中分选极差的块状火山岩块-火山灰组成，含有单斜辉石、斜方辉石、普通角闪石质英安岩和单斜辉石、斜方辉石、黑云母、普通角闪石质英安岩以及变质程度较高的白色英安岩质岩屑。
岩浆喷发量
单元2的英安质浮石空落堆积物的最小体积使用追加了新数据的16厘米等厚线（图4）所围成的区域，应用Legros（2000）的简便方法进行估算，用岩石换算体积表示为4×10-1DREkm3，其岩石物理参数如表2，岩石密度=2.4g/cm3，实测空落堆积物的体积密度=0.9-1.2g/cm3。单元3中火山碎屑流堆积物的体积在假设只见川主熔岩流向下流动10km左右的条件下，推测的洼地充填堆积物超过1km3，大约不超过2km3。非熔结部分的实测密度是1.3-1.5g/cm3，熔结部分的密度是2.2-2.3g/cm3。假设火山碎屑流体积的最小值是1km3，那么其中1/3是熔结成分而剩余的部分是非熔结成分，这样一来岩石的换算体积就成为7×10-1DRE。全部的水沼火山碎屑堆积物中喷发岩浆的岩石换算体积估计为1km3。
喷发年代
根据本火山碎屑堆积物测得锆石的裂变轨迹年龄为51±14ka（表3）。本研究为了提高水沼火山碎屑堆积物喷发年代的准确度，重新进行了AMS放射性碳同位素年代测定，确定喷发年代大致在45ka。
2·4、物山熔岩
分布和岩相
本熔岩是构成位于沼泽湖北西海拔高度在816米的物山的熔岩穹。熔岩穹现在的相对高度约365米。面向沼泽湖的部分以火山口岩壁的产状夹在其中，除此之外，在其北西面发育有侵蚀谷，北面被滑坡所消截。
本熔岩由黑云母并含有斜方辉石、单斜辉石、普通角闪石的英安质块状熔岩组成。在本熔岩中，基质含有灰色的、淡褐色的物质并且斑晶组合没有大的差别，斑晶发生了强烈的氧化作用因此不透明度较大。此外在本熔岩中少量含有直径在15厘米以下的暗色含有物。在镜下，以斑晶形式存在的矿物有斜长石（长轴直径4.8mm）石英（长轴直径2.6mm）、普通角闪石（长轴直径2.6mm）、斜方辉石（长轴直径1.5mm）单斜辉石（长轴直径1.2mm）、铁矿和黑云母（长轴直径1.6mm），其含量百分比依此顺序减小。斜长石斑晶的一部分相对模糊而一部分斑晶则表现出大致清楚的晶形。普通角闪石受到了明显的氧化作用，表现为明显的黄色、红褐色和杂色，消光角非常小。黑云母斑晶也形成了较厚的绢云母边缘。斜方辉石、单斜辉石斑晶的边缘也出现了不透明化现象。基质含有显微变晶结构。
岩浆喷发量
根据本熔岩残存的山体等高线推测出山体被埋藏界面求得的熔岩体积是3×10-1DRE立方公里（岩石密度=2.4g/cm3）作为面对沼泽湖的火山口岩壁产状被包夹的部分推测为其山体界面为光滑的凸起地形。
喷发年代
从本熔岩的样品中，测得锆石的裂变轨迹年龄值为43±13ka（表3）。该值在误差范围内和水沼火山碎屑堆积物的年代值相一致。此外，两者的层序关系在露头上无法识别。在山元的研究结果中，根据包括沼泽湖在内的英安质熔岩以石质岩屑的形式存在于水沼火山碎屑堆积物中，所以认为水沼火山碎屑堆积物比英安质熔岩穹群新。但是，英安质熔岩的大部分是渐新世的喷发物质而且有别于物山熔岩，又因为从水沼火山碎屑堆积物中无法确认物山熔岩的原始物质——石质岩屑。所以这种想法不能成立。在本报告中，仅认为两者是大致同时期的喷发物质。
2•5、沼御前火山碎屑堆积物
分布和岩相
本火山碎屑堆积物仅分布于金山镇沼泽处的沼御前神社南西200-300米的沼泽湖湖岸，在沼泽湖的水位下降时露出水面。其地层厚度在7米以上，直接不整合地覆盖渐新世的会津火山岩。其基底和上部的该地层在岩性和岩相上具有以下不同。基地的地层厚度是1.6米，由来源于会津金山火山岩的变质英安岩质火山砾的分选不好的块状石质粗粒火山灰组成，认为是喷发初期火山灰爆炸形成的产物。火山灰的固结程度很低，含有大量的未完全碳化的木质碎屑。虽然不能确认浮石和玻璃质火山灰，但是在火山灰中含有斜长石、石英和角闪石结晶颗粒，因此这些物质可能是原生的。覆盖基底的本地层由黑云母含斜方辉石、单斜辉石和普通角闪石的英安质单源块状凝灰角砾岩组成。所含的英安质火山岩块是多面体形，其最大长轴直径为1.6米。基质中的中粒砂级的火山灰完全由同质的石质英安岩组成，其岩相在外观上非常象石质的火山碎屑流堆积物。但是，应用便携式磁方位计在野外测定的结果显示各个火山岩块的磁方位角完全不同，不能认定其形成温度在居里点温度以上。本堆积物的英安质与前山熔岩相同，且因为分布于距前山熔岩约500米的山谷，所以基底地层是先于熔岩溢出的水蒸汽爆炸（甚至是岩浆水蒸汽爆炸）形成的，而本地层认为是熔岩穹崩塌形成的崖锥。
镜下的本火山碎屑堆积物中的英安岩其斑晶由斜长石（最大长轴直径4.6mm）、石英（最大长轴直径3.7mm）、普通角闪石（最大长轴直径2.2mm）、斜方辉石（最大长轴直径0.5mm）、单斜辉石（最大长轴直径0.5mm）、铁矿（最大长轴直径0.2mm）、黑云母（最大长轴直径1.6mm）组成。其百分含量依此顺序减少。一部分斜长石斑晶含污染带而且局部形成集斑状结构，但多数形成独立、明显的斑晶。普通角闪石斑晶发生了氧化，在颜色上表现为黄色-杂色。在黑云母斑晶中形成了薄的绢云母边缘。在基质中具有玻璃质变余结构。
岩浆喷发量
本火山碎屑堆积物的体积比与此相关的前山熔岩穹的体积小三位数以上，所以把它包括在前山熔岩穹的体积中。
喷发年代
使用本火山碎屑堆积物的基底部的木质碎屑测得修正的放射性碳同位素的年代值为19880±150yBP（表4）。该值比上部的沼泽湖火山碎屑堆积物的年代值明显古老，且比水沼火山碎屑堆积物的放射性年代值年轻。沼御前、前山单元的年代值此前没有报告，该值是唯一的。
2•6、前山熔岩
分布和岩相
本熔岩由构成沼泽湖南西的海拔高度为835米的前山的、直径约1.5公里的熔岩穹组成。熔岩穹此时的相对高度是360米左右。面对沼泽湖的部分形成火山口岩壁。本熔岩由黑云母含斜方辉石、单斜辉石、普通角闪石英安质块状熔岩组成。但是除了沼泽湖湖岸，良好的露头几乎不存在。
在镜下，斑晶为斜长石（最大长轴直径3.2mm）、石英（最大长轴直径3.2mm）、普通角闪石（最大长轴直径1.7mm）、斜方辉石（最大长轴直径2.5mm）、单斜辉石（最大长轴直径0.4mm）、铁矿（最大长轴直径0.2mm）和黑云母（最大长轴直径1.2mm），其百分含量按此顺序减少。斜长石斑晶的一部分具有污染带，局部为集斑状结构，但多数形成明显的独立斑晶。普通角闪石受到明显的氧化，呈现黄色-红褐色到杂色，具绢云母边缘。斜方辉石、单斜辉石斑晶的边缘可出现不透明现象。基质具显微变晶结构。
岩浆喷发量
根据本熔岩残存的山体等高线推测埋藏的地层界面所求得的体积为3×10-1DREkm2（岩石密度=2.4g/cm3）。面向沼泽湖的火山口岩壁部分的地层界面可认为是圆滑的凸起地形。
喷发年代
根据先于本熔岩溢出的沼御前火山碎屑堆积物底部的木质碎屑的放射性年代值，可认为本熔岩在20ka喷发。
2•7、沼泽湖火山碎屑堆积物
分布和岩相
本火山碎屑堆积物由下至上可分为单元Ⅰ——单元Ⅳ这四层，其原始物质是含有单斜辉石、斜方辉石、普通角闪石的英安质浮石和含有单斜辉石、斜方辉石、普通角闪石的安山质浮石。
单元Ⅰ由白色英安质浮石和少量灰-暗灰色安山质浮石组成非熔结的火山碎屑流堆积物。在堆积物中含有大量的来自于会津金山火山岩、物山熔岩、前山熔岩的英安岩质石质岩屑和来自于中新统基底的变质流纹岩、火山碎屑岩的异质岩屑。本单元的火山碎屑流堆积物可两分为较薄地覆盖原地形的成层的岩涌相和较厚地且大致平坦地充填低谷地形的块状浮石流相（图5）。成层的岩涌相整体上覆盖从物源区的沼泽湖周边到东部的会津高田镇的山体斜面上。堆积物自物源区向外扩大，其分布形态因地形的因素而不能准确地确定。分布面积超过450km2。其堆积相在火山口附近由直径60厘米以下的类质和异质岩屑支撑的具粗粒火山灰基质的浮石混杂的火山角砾-火山砾和具透镜状的、连续性差的平行层理的火山砾混杂的粗粒火山灰互层组成。地层厚度在物源附近有数米以上，但向远处并不是简单地减薄。例如，在距物源20km左右的东部，该堆积相的地层厚度在1米以上且经常局部埋藏地形上的凹地。本岩相在这样的位置，变化为包含在原生岩屑之内的基质支撑的块状岩相，与接下来的块状浮石流相的外观相似。本相的体积在假设平均厚度在25cm的情况下约为0.1km3。块状熔岩流相在只见川及其支流最大的充填厚度为200米左右，形成了比较平坦的堆积面。但是，堆积物的大部分已经因河流的侵蚀而缺失，残余地层形成现在的阶地。分布区域从物源向外深深地切入到谷地之中，沿着山谷地形其顶面高度有降低的倾向。该堆积相以包括在直径20厘米以下的浮石之中的基质支撑、分选较差的火山角砾-火山砾为主，由厚度50cm-3m以上的大量的熔岩流单元构成。本岩相的体积，如果用堆积物回填现在的河流的方式估计，约为4km3。（われわれは１２．１３をわすれないのである）
单元Ⅱ是由白色的英安质浮石和少量的灰-暗灰色安山质浮石的粗粒火山砾、细粒火山砾、粗粒火山灰、玻璃质细粒火山灰组成的空落堆积物组成，向上单层的粒径变小。在距物源6公里的三岛镇的大谷，可以识别最多5个单层，向东部可识别的单层数减少。浮石的粒径在层序的最下部通常比其他部位特别的大，在所有地区都非常明显。在沼泽湖南部的最底层浮石的平均最大粒径为23厘米，在向东50公里的猪苗代湖北部，粒径为3厘米（图6）。
单元Ⅲ中，分布于沼泽湖东岸的地层，形成层厚约2米的火山碎屑岩涌堆积物。该堆积物以平行层理、砂波层理、滑塌层理的层状且分选较差的细粒火山砾-粗粒火山灰为主，其单层厚度是2mm-15厘米。在沼泽湖水位下降时出露的部分，富含于最大直径为60厘米的气孔不发育的浮石之中的基质支撑的火山岩块形成透镜状。层理面的倾斜度大致平行于湖底的倾斜度，因此单元Ⅲ的火山碎屑岩涌堆积物喷发时沼泽湖的原型就已经形成。该岩涌堆积物并不完全分布在物山及前山等火山口的外山背后，其分布受现在的火山口地形的影响。在从物源向东的地区，本单元由灰-暗灰色安山岩质浮石和白色英安岩质浮石组成的细粒火山砾、粗粒-细粒火山灰的空落堆积物的互层组成。构成本单元的空落堆积物，在距离沼泽湖15km范围内最多可识别20-22层，而在远部形成成层构造不明显的块状火山灰。空落堆积物的主轴从物源——沼泽湖大致向东发育（图7）。
单元Ⅳ由逆序结构的灰-暗灰色安山质浮石细粒-粗粒火山砾空落堆积物及覆盖该地层的具平行层理的粗粒火山灰空落堆积物组成（图3）。本单元并不分布在火山口附近的沼泽湖周边，而在距火山口6km处的三岛镇大谷周围可识别其分布。大谷的安山质浮石的平均最大粒径是7.2厘米。灰-暗灰色安山质浮石具有多面体形态，其气孔发育程度为良-不良。作为异岩岩屑变质的白色流纹质熔岩及火山碎屑岩少量发育。上部成层的火山灰的层厚较薄，因和上部土壤的复杂关系，在多数露头中不能确认其存在。空落堆积物的分布区域宽度为10公里左右，呈长条状。主轴从沼泽湖向东发育（图7）。
岩浆喷发量
单元Ⅰ的火山碎屑流堆积物的体积按上述所说的方法估计，成层的火山碎屑岩涌相为1×10-1km3，充填的块状浮石流相为4×100km3。因为堆积物的密度大致是1.2g/cm3，所以总的岩浆换算体积是2×100DREkm3。单元Ⅱ的英安质浮石空落堆积物的最小体积，山元先生用追加了新数据的四厘米等厚线，使用Legros的简单方法进行估算，得到岩石换算体积为1×10-1DREkm3（表2；岩石密度设为2.4g/cm3，实测空落堆积物的体积密度为0.7-1.1g/cm3）。此外，单元Ⅲ的空落堆积物体积，山元先生用追加了新数据的32厘米等厚线，使用Legros的简单方法进行估算，得到岩石换算体积为9×10-2DREkm3（表2；岩石密度设为2.4g/cm3，实测空落堆积物的体积密度为1.2-1.5g/cm3）。而单元Ⅳ的空落堆积物的体积，山元用新追加了数据的8厘米等厚线图，使用Legros的简单方法进行估算，得到岩石换算体积为5×10-2DREkm3（表2；岩石密度为2.5g/cm3，实测空落堆积物的体积密度为0.7-1.0g/cm3）。结果，本次火山爆发的总岩浆喷发量估计为2×100DREkm3。
喷发年代
根据沼泽湖火山碎屑堆积物的测定样品，在1960-70年代发表了大量的14C年代值，其喷发年代大致为5ka。本研究重新测定了放射性同位素年代并对历年的数据进行了修正，确定喷发年代是公元前3400年左右。
2•8、最近的扇状堆积物
分布和岩相
在沼泽湖的南岸，大量含有木质植物的砂砾层以小规模的扇体出现。堆积物的厚度在1.5米以下，湖水位下降时出露良好。木质植物的直径大的超过40厘米，未发生碳化。砂砾是直径30厘米以下的英安质砾石和含有被磨圆的沼泽湖浮石的极粗粒-中粒砂，具有连续性差的平行层理。完全不存在暗示岩浆喷发的原始物质和水蒸汽爆炸的特征性粘土矿物。该堆积物可看作是过去破火山口壁形成的泥石流产物。与此相同的倒木带在沼泽湖北东岸夹有火山碎屑堆积物土壤的上部发现。本堆积物形成地表，其上部不发育堆积物质。
堆积年代
根据堆积物中树木的枝干，测得放射性碳同位素年龄值为2630±60Ybp。而其结束活动的年代是公元前800年左右。
3、 水沼火山碎屑流喷发年代的在研究
3•1、层序关系和测定结果
在山元先生研究成果之后的调查中，认识到水沼火山碎屑堆积物中的空落火山灰可以在距离物源向东60km的郡山盆地内的中部阶地堆积物中追踪（图8），中部阶地堆积物的上部块状泥岩发育，其中，盘梯-叶山1空落堆积物和赤城-追贝空落堆积物之间夹有水沼火山碎屑堆积物。该火山碎屑堆积物由厚度7厘米的白色玻璃质粗粒火山灰组成，在镜下可见丰富的细粒浮石。火山玻璃碎屑、普通角闪石等矿物的折射率完全一致于物源火山碎屑流堆积物中的矿物（表1）。从和上下空落火山碎屑堆积物的层序关系（图8）、地层厚度分布（图4）来看，该火山灰可确切地与水沼火山碎屑堆积物相对比。
因为在夹有水沼火山碎屑堆积物的中部阶地泥层中含有大量的保存状态良好的植物残体，所以对四块样品测定了上下层的AMS放射性碳同位素年龄（表4）。其结果，得到下部46ka、中部45ka、上部42ka的年代值。另一方面，从三岛镇早户温泉的水沼火山碎屑堆积物的单元Ⅲ底部，含有火山碎屑流堆积物的非熔结相的碳氢化合物中得到42ka的年龄值，从其下部的河床砾岩层中的木质碎片中得到AMS放射性同位素年代值为大于49ka。但是，火山碎屑流堆积物中的碳物质的提取总量是0.1g，认为是在年代测定中混入了现代植物根系的不太确切的样品。所以在分析时采用的是在镜下尽可能地去除植物根的样品。
3•2、年代值的解释
以中部阶地堆积物为对象所进行的年代测定结果，其样品的层位关系并不相互矛盾，可判断其可信性较高。从这些值来判断，水沼火山碎屑堆积物的喷发年代值是45±1ka。从火山碎屑流堆积物得到的年代值比该值要年轻若干，但这认为是样品存在问题的结果。到目前为止，水沼火山碎屑堆积物的锆石裂变轨迹年龄比51±14ka年龄值的误差小，充分地达到了分析的目的。
水沼火山碎屑堆积物的层序关系在盘梯、吾妻、安达太良火山周围位于大山仓吉空落堆积物的正下方。来自于DKP的238U-230TH年代值为43±8ka，该值与水沼火山碎屑堆积物的年代值不矛盾。另一方面，根据关东-中部地区的空落堆积物地层的层序关系，推测DKP的火山爆发年代大约在5万年前。该推测年代完全一致于DKP正下方东京浮石流堆积物中的碳化木屑的AMS放射性碳同位素年代值——52ka以及DKP正上方木曾川泥石流堆积物中埋藏树干的AMS放射性碳同位素年代值——50ka。但是，该DKP年代明显与水沼火山碎屑堆积物的年代值相矛盾。如果认为哪一个年代值都正确，那么以前研究的某处的某个DKP对比在层序关系的确认上就会出现重大的错误。
4、 沼泽湖火山碎屑流喷发年代的再研究
4•1、层序关系和测定结果
根据沼泽湖火山碎屑堆积物单元Ⅰ中的碳化木样品，测得其年代值为4870±100、4980±100、5060±120yBP的年代值，测得沿只见川分布的高密度流堆积物中的木质碎片中的年代值为4695±150、4950±130、5030±100yBP。这些值大多集中在5ka，做为指示沼泽湖火山碎屑流的喷发年代完全没有问题。但是，这些值是1960-70年代测定的，还存在没有为校正这些年代值为真值的13C年代值等问题。另外沼泽湖火山碎屑堆积物在各处都可识别出空落的浮石，根据其上下层关系确定了大量的放射性年代值。本次新测定的数据，是以高精度地确定沼泽湖火山碎屑流喷发年代的纪元年份经历为目的。包含在沼泽湖火山碎屑堆积物单元Ⅰ中的碳化木质碎屑的6块样品所测得的放射性碳同位素年代值为4.4-4.8ka。若修改为纪元年份，那么其相当于公元前3700-3000年（表5）。此外，在东部的安达太良火山沼泽湖火山碎屑堆积物处于沼平4和沼平5地层单元之间，使用上部的沼平5喷发物正下方的黑色土壤测得其放射性年代值为4.5ka。再者，在其北部的吾妻火山本火山碎屑堆积物处于吾妻小富士喷发物和一切经喷发物之间，根据下部吾妻小富士喷发物地层单元的上部包含的碳化木质碎屑样品测得其年代值为4.9及4.8ka，而来自于上部一切经喷发物地层单元中碳化木质碎片的年代值为4.3ka。通过比较历经年代值的2σ误差范围，在把沼泽湖火山碎屑流的喷发年代确定为公元前3400年左右时，所有的年代测定结果都可以无矛盾地得到说明（图9）。
4•2、年代值的解释
本研究得到的年代值，明显在地层学上不存在矛盾，可以说把以前定为5ka的沼泽湖火山碎屑流喷发年代的准确度提高了一个级别。本火山碎屑堆积物在南东那须火山喷发物中以及在南部的关谷断层带的钻探现场也有发现，而本次的测量值中，任何一个地区的放射性同位素值都是整合的。
5、 沼泽火山岩浆的喷发率
从约11万年前开始的沼泽火山的总岩浆喷发量是5DREkm3。该值采用Legros的空落火山碎屑堆积物的最小体积，并且仅由熔岩体积的现存部分确定，所以是给予的最小值。但是并不认为真值体积比上述值大数倍以上。如果比较同为硅长质岩浆，一次喷发量超过100DREkm3的南九州大型破火山口群，该沼泽火山的岩浆喷发率是小两位数以上的值。若比较同为日本东北的破火山口火山，例如在喷发量上有详细研究的十和田破火山口，在最近5.5万年之间约喷出60DREkm3的硅长质岩浆，比沼泽湖火山的岩浆喷发率高20倍左右。另一方面，在沼泽火山东部火山前缘位置的安达太良火山，从约12万年前英安质-安山质岩浆的最新活动期开始，其总的岩浆喷发量约为3DREkm3，与沼泽湖火山属于同程度。岩浆的喷发率因不同火山和不同地区而有很大的差异，仅用该值是不能完全地说明火山形成的过程的。但是，沼泽火山的岩浆喷发率在日本的火山中是比较小的，这是事实。试关注一下沼泽火山岩浆喷发量的时间变化（图10），在前半个6万年之间约喷出1DREkm3的岩浆，而在后半个5万年之间约喷出了4DREkm3的岩浆。对每个喷发单元分别计算，最后的沼泽湖火山碎屑堆积物地层单元的岩浆喷发量比其他的要大，在沼泽火山可见从其发生开始随着时间的经过岩浆喷发量在逐渐地增加。山元等人在研究那须火山和安达太良火山的岩浆喷发量的变化的过程中，表明在充分的间歇期之后随着新火山口通道的形成火山活动在开始的时候，最初一次岩浆的喷出量最大。其理由是从所形成的岩浆房中，在火山通道形成的同时岩浆上升这种情况比火山通道形成后岩浆上升这种情况，在火山喷发开始时必须有足够大的岩浆房剩余压力。当岩浆的形成率一定，从一个岩浆房中反复通过同一个通道岩浆上涌，如果这样的话是可以期待沼泽火山最初出现的约11万年前的火山爆发比之后的火山爆发的喷发量大得多这种情况的。但是实际情况并非如此，火山爆发再次出现的时间间隔除了水沼、物山爆发之外都在一万年以上，因为火山口的位置每次喷发都有偏移，所以在沼泽火山每次爆发时都会形成不同的火山通道。而且，火山再次爆发的时间间隔，随着时间的推移明显地变短，在一定量的岩浆注入的简单系统中，一个岩浆房绝对不能说明喷发量的时间变化。沼泽火山岩浆喷发率的上升，可看做其与物源岩浆产率的上升相对应。
结论
再一次研究了沼泽火山的火山岩地层层序和火山喷发年代，制作了喷发量的时间估算图。本火山的火山岩层序，由约11万年前的屁吹顶火山碎屑堆积物以及芝原空落堆积物、约7万年前的木冷泽熔岩、约4.5万年前的水沼火山碎屑堆积物和约4万年前的物山熔岩、约2万年前的沼御前火山碎屑堆积物、前山熔岩和公元前3400年左右的沼泽湖火山碎屑堆积物组成。沼泽火山的总岩浆喷发量约为5DREkm3，在前半个6万年之间其岩浆喷出量约为1DREkm3，而后半个5万年之间喷出了剩余的4DREkm3。沼泽火山的岩浆喷发率的上升，可认为与物源——岩浆生成率的上升相应。