調査地域は東北日本に特徴的な地質である，いわゆる“グリーンタフ”地域に位置し，その地質は下位より，新第三系中新統の真昼川層，小繋沢層，山内層，相野々層，鮮新統の千屋層，及び第四系更新統から完新統の段丘堆積物，扇状地堆積物及び沖積層とからなる（付図１−３−１・付図１−３−２・付図１−３−３・付図１−３−４・付図１−３−５・付図１−３−６・付図１−３−７・付図１−３−８・表１−２−２−１参照）。
新第三系の真昼川層〜千屋層の定義は，基本的に秋田県１／５万地質図「六郷」（臼田ほか，１９７６）・「横手」（臼田ほか，１９７７）及び「稲庭」（臼田ほか，１９８１）に従った。このうち真昼川層については，「稲庭」地域において，臼田ほか（１９８１）により国見岳層・西小沢層として記載されているが，本報告では「六郷」・「横手」図幅に統一して，それらを真昼川層として取り扱った。 また，相野々層については臼田ほか（１９７６）により弥勒層として記載されているが，「横手」・「稲庭」図幅に統一して相野々層として取り扱った。
第四系の定義については，本調査結果の地形面区分・編年及び地層構成によった。
表１−２−２−１ 調査地域の地質層序表
（２）地質各論
@新第三系
ａ．真昼川層
真昼川層は，臼田ほか（１９７６）によって玄武岩類・石英安山岩類及び泥岩類を一括したものに対して命名された地層名である。その定義から，臼田ほか（１９８１）の国見岳層の安山岩類は本層の範疇に入らないことになるが，臼田ほか（１９８１）では真昼川層の一部に国見岳層を対比していることから，国見岳層の安山岩類も本層に含めることにした。
本層は，調査地域南部の平鹿町馬鞍沼以南の山地に広く分布する。後述する南北方向の背斜構造（臼田ほか，１９８１の沖ノ沢背斜）に規制されるほか，その西縁は南北性の推定断層（臼田ほか，１９８１の稲庭断層）に，南端は東西性の推定断層（臼田ほか，１９８１の皆瀬断層）により画されている。
安山岩質火山岩類（ＭＨａ）・玄武岩質火山岩類（ＭＨｂ）・石英安山岩〜流紋岩質火山岩類（ＭＨｄ）からなり，黒色泥岩（ＭＨｍ）を伴う。
安山岩質火山岩類は，本層の下部を占め，安山岩溶岩及び同質火砕岩類からなる。溶岩は緑灰〜青灰色を呈し，緑色の斑晶が明瞭であり，堅硬緻密である。一部に角礫状の自破砕溶岩を伴う。同質火砕岩類は，主として火山礫凝灰岩からなり，凝灰角礫岩を含む。火山礫凝灰岩は緑色を呈する火山礫と，赤色や黄色を呈する火山礫を含むため，全体として雑色性を呈している。
玄武岩質火山岩類は，本層の上部を占め，玄武岩溶岩及び同質火砕岩類からなる。溶岩は暗灰〜黒色を呈し，堅硬である。同質火砕岩類は，新鮮且つ黒色なものと，風化して橙色を呈する火山礫凝灰岩または凝灰角礫岩からなる。含まれる玄武岩礫には方解石からなる杏仁状構造が認められ，礫はタマネギ状に風化する。
石英安山岩〜流紋岩質火山岩類は，本層の中〜上部を占め，石英安山岩〜流紋岩溶岩及び同質火砕岩類からなる。溶岩は白〜青灰色を呈し，斑晶や流理構造の不明瞭なことが多いが，流理構造の明らかな部分も一部に認められる。同質火山砕屑岩は，暗灰色石英安山岩角礫，白〜緑灰色軽石及び凝灰岩が混在している。軽石は風化・溶脱していることが多く，そのために多孔質な風化面を呈することが多い。
黒色泥岩は，本層下部の安山岩質火山岩類に挟在，またはそれを覆っている。一般に塊状無層理で，縦横の割れ目により拳大の岩塊となることが多い。青灰色凝灰質砂岩や凝灰岩を挟在することがある。
本層の層厚は，分布地質の最下層にあたり，地域内では下限が不明である。更に，本層中の構成岩である石英安山岩が溶岩円頂丘を形成することから算定が困難であるが，少なくとも稲森町の大森山（標高約７０４ｍ）以上はあると考えられる。臼田ほか（１９８１）によれば下記のボーリングデータなどにより８００ｍ以上と推定している。
＜調査地域内のボーリングにおける本層分布区間・層厚＞
・横手付近
ＡＫ−１号井（掘進長５０４．２５ｍ）；２１６．００〜孔底＝２８８．２５ｍ（＋）
４２ＡＣ−８号井（掘進長６９７．７ｍ）；５２７．３０〜孔底＝７０．４ｍ（＋）
・大屋沼付近
ＷＹ−１号井（掘進長６０３．５０ｍ）；４８３．１０〜孔底＝１６５．４０ｍ（＋）
ＷＹ−２号井（掘進長５５２．２０ｍ）；３３８．１５〜孔底＝１６５．４０ｍ（＋）
ＷＹ−３号井（掘進長５５０．７８ｍ）；３０５．３０〜孔底＝２４５．４８ｍ（＋）
ＷＹ−４号井（掘進長５６０．００ｍ）；３１５．１０〜孔底＝２４４．９０ｍ（＋）
ＷＹ−５号井（掘進長４５４．１０ｍ）；４２３．８５〜孔底＝ ３０．２５ｍ（＋）
ｂ．貫入岩類
調査地域内の貫入岩類としては，石英安山岩〜流紋岩（ｄａ）・安山岩（ａｂ）・玄武岩（ｂａ）及び石英斑岩（Ｑｐ）があり，そのうち前者３つの貫入岩類は真昼川層に岩脈状に貫入している。その貫入方向は南北〜北西−南東である。
石英斑岩は，仙南村茨島から石神付近に，丘陵の西縁に沿って北北東−南南西方向に幅１００〜１５０ｍで分布する。切り取り面等で観察される石英斑岩は弱風化〜強風化を受け，淡黄灰色〜黄褐色を呈す。
ｃ．小繋沢層
小繋沢層は，北村（１９５９）によって命名されたもので，模式地は岩手県和賀郡湯田町小繋沢付近一帯である。調査地域では，横手市街の西側山地にほぼ南北の帯状に分布し，滝ノ沢，沼山川において観察される。
本層の層厚は調査範囲西端で下位層との境界を確認していないので不明である。
岩相は砂岩及びシルト岩（ＫＯｓ）を主体とし，砂質凝灰岩（ＫＯｔ）を伴うが，調査範囲内では，砂岩主体である。
砂岩は新鮮部で暗灰色を呈し，風化して黄茶色となる。全体に塊状であるが，しばしば泥質部を薄く挟在する。砂質凝灰岩は滝ノ沢林道沿いにおいてよく観察され，黄土色を呈し，全般に成層しているが，含異質礫凝灰岩，暗灰色硬質泥岩及び緑色扁平浮石を含む凝灰岩などを頻繁に挟在している。
本層の層厚は調査範囲西端で下位層との境界を確認してないので不明である。
ｄ．山内層
山内層は，村山（１９３７）が硬質頁岩に対して「山内頁岩層」と命名したものに由来し，早川ほか（１９５４）以降この名称が使用されている。
本層は，横手市南部から平鹿町西部の山地に南北にのびる帯状に広く分布している。また，増田町及び稲川町の山地西縁部にもわずかに分布している。
増田町熊淵から稲川町大倉，佐野付近では本層が真昼川層の中〜上部と西傾斜で調和的に接して分布することから，下位の真昼川層を傾斜不整合で覆うものと判断されるが，平鹿町明沢から増田町真人の間，稲川町川連以南では断層で接していると推定される（付図１−５−１・付図１−５−２走向線図参照）。
岩相は，硬質頁岩（Ｓｍ）を主体とし，頻繁に凝灰質砂岩を挟在する。硬質頁岩は新鮮部で褐灰色，風化して灰白色を呈し，厚さ２０ｃｍ以下の明瞭な層理が発達している。岩質はハンマーの打診にて金属音を発する程度で，極めて堅硬であり，断口部は貝殻状断口を呈する。
凝灰岩は厚さ５０ｃｍ以下のものが多く，概ね変質（モンモリロナイト等粘土鉱物化）が進行し，軟質となっている。
砂質凝灰岩は新鮮部で灰白色，風化部において，黄色〜黄橙色を呈し，不明瞭ながら平行葉理の発達が認められる。凝灰岩や砂質凝灰岩は，薄く挟在することから，地質図には表現せず，一括して頁岩とした。
ｅ．相野々層
相野々層は，早川ほか（１９５４）によってはじめて使用された地層名である。
本層は，横手盆地縁辺部の丘陵部を中心に広く分布し，千畑町荒井から六郷町六郷東根・横手市金沢本町・横手市街地の丘陵〜山地・横手市南部の大屋沼周辺から西側の丘陵にかけて分布する。また，平鹿町阿弥陀田沼周辺の丘陵にもわずかに分布する。
層序関係は山内層に整合する。
岩相は，凝灰岩（Ａｔ）を伴う泥岩（Ａｍ）を主体とし，全般に層理が発達している。また，最上部には安山岩・石英安山岩（Ａａａ）及び安山岩質凝灰角礫岩（Ａａｔ）を伴う。
泥岩は風化すると細片状に砕け易くなり，スレーキング特性を有している。
凝灰岩は，石英安山岩質で淡黄色〜淡灰色を呈する浮石質凝灰岩と灰青色を呈する砂質凝灰岩からなり，多くは泥岩中に薄層として挟まれ，相野々層基底部に鍵層として１〜２枚認められる。
層厚は，横手市市街地付近では２００〜３００ｍ程度であるが，平野下においては，臼田ほか（１９７７）のボーリングデータによれば，
横手市森崎 ４２ＡＣ−８号井 ４２２．２０ｍ
増田町北部 Ｎｏ．９号井 ４１９．１９ｍ
稲川町大倉 ４２ＡＣ−２号井 ５００．８０ｍ以上
との記載があることから，盆地縁辺の丘陵・山地よりも平野部で厚くなっていると考えられる。
ｆ．三途川層
三途川層，は加藤・島田（１９５３）により命名された地層で，縞状薄葉理が発達することが本層の特徴とされている。
本層は調査地域南端にのみ分布し，ほぼ東西方向の軸を有する緩い褶曲構造に規制され，東西性の推定断層（臼田ほか（１９８１）の皆瀬断層）によって北部は画される。
本層は主として淘汰の良い細粒〜砂質凝灰岩及び薄葉理の発達した砂質シルト岩細互層からなり，礫岩や石英に富む凝灰岩を伴う。
細粒〜砂質凝灰岩は，新鮮部で青灰色を呈し，風化部において灰白色を呈する。
岩質は，ガラス質で淘汰が良くミガキズナ状を呈する。この淘汰の良い凝灰岩は，厚さ数十ｍを１ユニットとして，下位から上位へ砂質凝灰岩から細粒凝灰岩へと上方細粒化（級化）する。このユニットが繰り返される中，しばしばシルト質凝灰岩の薄層が不規則に挟在されている。
砂質シルト岩は，厚さ５ｍｍ程度の平行葉理が発達し，葉理に沿って植物片が配列することがある。また，しばしば砂岩薄層を挟在する。
礫岩は本層の下部を占め，皆瀬断層近傍の下位層との境界付近に分布する。基質の凝灰質砂岩と，平均径３〜６ｃｍ（最大１００ｃｍ）の角礫とからなる。角礫は近傍に分布する下位層由来の黒色泥岩・砂岩・シルト岩などにより構成されている。
石英に富む凝灰岩は本層の上部を占め，赤灰色を呈する。岩質は軟質であり，多数の礫を取り込み淘汰が悪い。分布状況から考え，凝灰岩は下位の地層を削り込んで堆積しているものと考えられる。
ｇ．千屋層
千屋層は小西（１９６４）により命名された地層で，主に礫岩・砂岩・泥岩（Ｓｎｇ）及び凝灰岩（Ｓｎｔ）からなり，亜炭を伴うのが特徴である。
本層は千屋丘陵に主に分布し，横手市睦成付近で局所的に認められる。礫岩は固結度が低く，礫径数ｃｍ〜１０ｃｍ程度の亜円礫〜円礫を主体とする。
礫種は，泥岩及び安山岩を主体とし，基地は砂岩で単層の厚さは０．５〜２０ｍである。礫は概ね風化による脱色が認められ，乳白色〜灰色を呈する。
砂岩は低固結の中〜細粒砂岩であり，炭質物を含む。泥岩は固結度が低く，葉理は明瞭には発達しない。
凝灰岩は軽石凝灰岩〜細粒凝灰岩からなり局所的に葉理が発達する。
A第四系
ａ．段丘堆積物
段丘堆積物は，横手川・皆瀬川及び成瀬川沿いに分布する８段の段丘面に分布しており，段丘面の区分・編年に対応して中位段丘堆積物１・２，低位段丘堆積物３〜５，最低位段丘堆積物６〜８に区分される。
［中位段丘堆積物１・２］
中位段丘堆積物１（Ｔ１）は，主に千屋丘陵に分布するほか，横手市杉沢から横手市街地南部の前郷付近に点在する新第三系の残丘上面を不整合に覆い分布する。本層は大小の円礫（礫は概ね風化による脱色が認められ，乳白色〜灰色を呈する。）からなり，シルト層を挟在し，上部に赤褐色〜茶褐色化した火山灰を堆積させている。横手市杉沢付近では背斜状の変形が認められほか，東傾斜の逆断層により変位しているのが観察される。
中位段丘堆積物２（Ｔ２）は，主に千屋丘陵に分布するほか，横手市金沢本町，同杉沢，同市街地南部の前郷付近に及び稲川町三又付近に点在する残丘を構成して小規模に分布する。本層は横手市睦成付近において大小の円礫（礫は概ね風化による脱色が認められ，乳白色〜灰色を呈する。）からなり，シルト層を挟在し，上部に茶褐色化した火山灰を堆積させているのが観察される。地形面の変形から堆積物も撓曲や断層変位しているものと推定されるが確認していない。
［低位段丘堆積物３〜５］
低位段丘堆積物３（Ｔ３）は，主に横手川沿いとその支流の吉沢川，杉沢川沿いと杉沢扇状地に散在するほか，千畑町荒井・千畑町善知鳥坂及び横手市北部の廚川の山間地において，断片的に分布する。このうち，杉沢扇状地のものは，大小の円〜亜円礫礫を主体とし，安山岩類の礫（礫は概ね風化による脱色が認められ，乳白色〜灰色を呈する。）を含んでいる。中位に白灰色のシルト層，暗褐灰色の腐植質粘土を挟在するほか，表層は第三系岩片の風化した黄白色のシルト・粘土からなっている。層相から扇状地性の堆積物と考えられる。中位段丘１の残丘基盤である新第三系にアバットしていると考えられる。
低位段丘堆積物４（Ｔ４）は，千屋丘陵の赤倉川下流（一丈木溜池北岸付近），善知鳥川下流沿い，杉沢扇状地・吉沢扇状地の国道より東側に分布するほか，横手川沿い及び支流の滝ノ沢の下流沿い，成瀬川下流の亀田から真人にかけて断片的に分布する。杉沢扇状地・吉沢扇状地においては，数ｃｍ〜１５ｃｍの円礫を主体とする礫と粘土質の基質よりなる。また，杉沢断層（杉沢断層）の東側近傍で実施したボーリング調査によると，ラミナを伴うシルト層を主体としていることを確認した。平鹿町亀田及び増田町真人北方の丘陵縁辺では，平均径４〜５ｃｍ（最大２５ｃｍ）の亜角礫を多く含み，火山灰質粘土混じり砂の基質よりなる。礫は（礫は概ね風化による脱色が認められ，乳白色〜灰色を呈する。）安山岩・凝灰岩・硬質頁岩などからなる。
低位段丘堆積物５（Ｔ５）は，千屋丘陵の赤倉沿い，横手川及びその支流流域のほか，成瀬川下流・皆瀬川流域に分布する。杉沢扇状地の中〜端部において，主に国道より西側に分布するものは，最上位に２０〜４０ｃｍ程度の黒ボク土が形成され，その下位に淡褐色を呈するほぼ均質なシルト混じり粘土が分布している。また，茶褐色〜暗茶褐色を呈する極めて淘汰の悪い粘土混じり砂礫層が分布している。これらの堆積構造は，全体に不明瞭であるが，部分的に水平構造が認められる。また，これらの堆積物中には，腐植物や炭化物が僅かに認められる。本層の分布標高は，稲川町早坂付近で標高１８０〜１９０ｍ・稲庭付近で標高１７０〜１８０ｍ・，鍛冶屋敷北方で標高１５０ｍ・増田町熊淵で標高１２０〜１３０ｍと順次下流へ向い低くなる傾向が認められる。礫層は平均径５〜１０ｃｍ（最大５０ｃｍ）の亜円〜円礫とシルト混じり砂とからなる。礫は新鮮であり，安山岩・石英安山岩・砂岩・緑色軽石凝灰岩・黒色頁岩などからなる。シルト層は暗褐色を呈し，礫層に挟在または被覆する。
［最低位段丘堆積物６〜８］
最低位段丘堆積物６（Ｔ６）は，千屋丘陵の赤倉川沿いに狭く分布し，横手川沿い及びその支流流域，成瀬川・皆瀬川沿いに広く分布する。杉沢扇状地の中〜端部に分布するものは，黄褐〜黄灰色シルト・粘土及び径約１〜５ｃｍの扁平円礫と中〜粗粒砂からなる。層厚は約１〜４ｍと考えられる。また，横手市市街地での既存ボーリング調査結果によると，褐色〜青灰色の礫混じり粘土及び黄褐灰〜褐灰色の粘土混じり砂礫等からなる。成瀬川・皆瀬川沿いでは，砂礫・砂・シルトからなると推察される。
最低位段丘堆積物７（Ｔ７）は，平野部では主要河川の現河道に沿って，山間部では現河道の蛇行部に断片的に分布している。その他の箇所では構成層は確認していないが，砂礫・砂・シルトからなると推察される。
最低位段丘堆積物８（Ｔ８）は，現河道に隣接して分布する。構成層は確認していないが，砂礫・砂・シルトからなると推察される。
ｂ．扇状地堆積物
扇状地堆積物は古期扇状地・新期扇状地１〜３・未区分扇状地堆積物の５種に区分される。
［古期扇状地堆積物］
古期扇状地堆積物（Ｆｏ）は，稲川町下宿付近，国見岳西方前面の解析の進んだ扇状地を構成して分布し，臼田ほか（１９８１）が崖錐堆積物として記載されたものの一部に相当する。
本層は角礫と褐色火山灰質粘土が混然一体となった粘土混り砂礫層からなり，少なくとも２層の風化火山灰を挟在している。
角礫は平均径５〜１０ｃｍ（最大４０ｃｍ）の国見岳を構成している安山岩からなり，風化及びマサ化が進んでおり，灰〜赤灰色の風化礫となっている。基質も粘土化・赤色化が進んだ火山灰質粘土となっている。
風化火山灰は，角礫層に挟まれて上下２層認められず，いずれも厚さは約２ｍ以下であり，明褐〜黄色軽石層からなるテラフを挟在している。風化火山灰は地表面の５０ｃｍ程度は褐色を呈するが，その下位は暗赤褐色を呈する。
［新期扇状地堆積物１〜３］
新期扇状地堆積物１（Ｆ１）は，増田町樋場・亀田などに分布する。その構成層は確認していないが，砂礫・砂・シルトからなると推察される。
新期扇状地２（Ｆ２）手市南部から稲川町にかけて比較的規模の大きい扇状地を構成して分布する。その構成層はシルト層を挟在する礫層からなる。礫層は平均径５〜１０ｃｍ（最大３０ｃｍ）の新鮮な亜角〜亜円礫よりなり，基質は褐色の砂混じり粘土よりなる。礫種は，砂質頁岩・緑色火山礫凝灰岩・白色軽石凝灰岩・石英安山岩・安山岩などよりなり，扇状地背後の基盤地質に由来（現地性）する。
新期扇状地堆積物３（Ｆ３）は，分布範囲が狭く，稲川町三梨から稲庭にかけての最低位段丘７面上に小規模に分布している。その構成層は確認していないが，砂礫・砂・シルトからなると推察される。
［未区分扇状地堆積物］
未区分扇状地堆積物（Ｆ）は，主に千畑町小森から，千畑町金沢東根・六郷町六郷東根を経て仙南村茨嶋まで，最低位段丘８面上に分布する。ただし，仙南村茨嶋付近に分布する堆積物は年代測定で約１１，０００年前の値が得られ，この値を採用すると，茨嶋付近に分布する堆積物は古い扇状地堆積物となる。また，稲川町国見岳西裾部の古期扇状地堆積物の扇頂部に分布しているものは土石流的な粘土混り礫層からなる。この礫層は平均径３〜５ｃｍ（最大２０ｃｍ）の新鮮な角〜亜角礫と，暗黄橙色の砂混じり粘土からなる。礫種は上流域の基盤地質に由来する灰〜緑灰色の安山岩からなる。
ｃ．火山灰
［中位段丘堆積物１を覆う火山灰］
中位段丘堆積物１を覆う火山灰は，図１−２−２−３に示した横手市街地南方の西ヶ坂史跡公園南の道路法面露頭で確認した。同図に露頭写真・露頭柱状図及び火山灰試料採取位置を示す。
図１−２−２−３ 横手市西ケ坂公園付近の火山灰柱状図および露頭写真
採取した試料は４試料であり，それらの火山灰分析結果は表１−２−２−２に示したとおりである。いずれの試料も風化が進行しており，火山ガラスをはじめとする鑑定対象鉱物が粘土鉱物化しており，ほとんど消失している。したがって年代対比に有効な広域テラフは検出できなかった。
［古期扇状地堆積物中の火山灰］
図１−２−２−４に示すように，古期扇状地堆積物中の火山灰は，稲川町下宿東方の土取り場法面露頭確認した。図１−２−２−５に火山灰柱状図及び火山灰試料採取位置を示し，各火山灰の露頭写真を図１−２−２−６・図１−２−２−７・図１−２−２−８に示す。
図１−２−２−４ 古期扇状地中の火山灰及び断裂の調査位置図
図１−２−２−５ 火山灰柱状図及び試験試料採取位置
図１−２−２−６ 各火山灰の露頭写真
図１−２−２−７ Ｌｏｃ．１ スケッチ図及び露頭写真
図１−２−２−８ Ｌｏｃ．２ スケッチ図及び露頭写真
風化火山灰は，古期扇状地堆積物の角礫層に挟まれて上下２層認められ，いずれも厚さは約２ｍ以下で明褐〜黄色軽石層からなるテラフを挟在している。採取した試料は７試料であり，それらの火山灰分析結果は表１−２−２−２に示したとおりである。いずれの試料も風化が進行しており，火山ガラスをはじめとする鑑定対象鉱物が粘土鉱物化しており，ほとんど消失している。したがって，年代対比に有効な広域テラフは検出できなかった。
表１−２−２−２ 火山灰分析結果