長野盆地の東に位置する東部山地は新第三系から構成されているが、西部山地と比べると時代的にも地質的にも大きく異なっている。東部山地を構成する新第三系は、主として火山岩類・凝灰(ぎょうかい)岩類・頁(けつ)岩・深成岩類などの中部中新統とこれらを不整合におおう鮮新統の火山岩類からなる。中部中新統は、西部山地の地層より古い時代の地層や岩石であり、下位から内村(うちむら)層・別所(べっしょ)層・一重(ひとえ)山礫(れき)質砂岩層に区分されている。

　もっとも古い内村層は、いわゆるグリーンタフで、北信の新第三系の最下部層である。これらは海底火山活動の噴出物で、松代豊栄(まつしろとよさか)の神田川や蛭(ひる)川上流域に広く分布する安山岩質～デイサイト質の火山岩類と、若穂(わかほ)の保科(ほしな)川流域に広く分布する玄武(げんぶ)岩類などからなる。別所層は海成の黒色頁岩層で、松代の周辺山地に分布する。一重山礫質砂岩層は千曲川に近い妻女(さいじょ)山から薬師山にかけて小分布する礫質の泥岩砂岩である。これらの中新統は、全体として北西側に傾き、北西側ほど新しい地層が分布する。また、内村層や別所層を貫いて深成岩類が広く分布する。

　鮮新統の火山岩類は、松代牧内の東部山地、保基谷(ほきや)岳周辺、奇妙(きみょう)山－尼厳(あまかざり)山周辺などに分布し、これらは牧内安山岩・保基谷岳火山岩・奇妙山火山岩に区分されている。これらの火山岩類も全体として北西側に傾いている。

表2－7　東部山地の層序