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Index 現地見学(その一 その二 その三 その四) まとめ 資料など

茨城の自然――現地見学・ その四

 十八章 深海底からの訪問者――チャート(御前山)

 みどころ
 御前山村伊勢畑南方の相川と皇都(こうど)川ぞいには、チャート層と砂岩頁岩(けつがん)互層のよい露頭があります。
 春の新緑、夏のキャンプ、秋の紅葉の各シーズンには、たくさんの観光客がこの地を訪れています。
 那珂川や御前山の自然をじゅうぶんに楽しみながら、褶曲や逆転をしめすチャートや砂岩頁岩互層を観察してはどうでしょう。
 チャートの元になる珪質の生物の遺骸が、日本から遠くはなれた深海底に堆積した後、プレートに運ばれてきて大陸の縁(ふち)にはりついた様子や、砂岩頁岩の元になる砂や泥が大陸から運ばれてきて大陸の縁に堆積する様子を想像してみるのも楽しいでしょう。
 今から一億数千万年も昔のできごとです。

 地形図 2万5000分の1 野口
         5万分の1 常陸大宮

 交 通(往き)茨城交通バス卸前山車庫行き→青少年旅行村入口下車、常陸大宮
 駅より野口経由上小瀬行き、那珂川大橋乗りかえ→青少年旅行村入口下車
     (帰り)野口発→常陸大宮駅、または石塚経由→水戸駅

  コース 青少年旅行村入口下車→1.5km→伊勢畑小学校→1.5km→ふたまた橋北を南東へ→褶曲チャートの露頭観察@1.0km→相川橋(山の宿分岐点を大天狗林道へ)→500m→砂岩頁岩互層の背斜構造の観察A→2.0km→分岐点を右へ(左へ下伊勢畑、右へ那珂川大橋)→800m→左側河底の頁岩層の観察(逆転層)B→200m→分岐点(右へ七会・錫高野)光戸へ直進→500m→光戸分岐点(左へ林道大沢線700m上る)→厚い頁岩層の観察C→700m戻り光戸→2.0km→那珂川大橋または御前山バス停発


図18-1 相川・皇都(こうど)川案内図

1 チャートの褶曲(しゅうきょく)@

 青少年旅行村入口停留所で下車し、約2.5kmほど桧山・相川方面に歩いて行くと、相川にかかる「ふたまた橋」に到着します。
 途中の伊勢畑小学校の手前の道路ぞいにチャートの小さな露頭が出ています。
 この橋の手前から南東方向への道を歩いて行くと、約500m間に三層のチャート層があります。
 最初のチャート層は、層状チャートで分岐点からすぐ左側の金網の中に露出しています。


図18-2 チャートの褶曲

 地層は垂直に近い傾斜を示すことも多く、約10mから20mの間隔で背斜と向斜の地質構造を何度も繰返しています。
 この層状チャートはよく見ると、西が下位で、全体として東に傾斜していることがわかります。
 小さな褶曲で褶曲軸はどうなっているか調べてみましょう。
 このチャートの北方への延長は短く、また南方へもあまりのびません。
 右下の対岸の川岸では、チャート腦は水平に近く、その南で珪質頁岩になってしまいます。
 摺曲が堆積物の堆積中にできたのか、地層形成後にできたのかを考えてみましょう。
 最初のチャートが終わった左側に谷があり、その谷の東側に東傾斜の珪質頁岩が出ていますが、その下位に西傾斜で二番目のチャート腦が露出しています。
 これは、前のチャート層とぎゃくで、東が下で西方ほど上位です。
 道路右の曲がり角でチャート層の腦理面が観察できます。
 走向と傾斜の測定の練習をしてください。


図18-3 砂岩頁岩の背斜構造

 これまでのニ枚のチャート層の観察結果から図18-2に示すような向斜構造を推定することができます。
 三番目のチャート腦は、前のチャートより約100mあまり南方の橋の北側にある山道に露出しています。
 このチャート層は、尾根ぞいの林道でも確認でき、那珂川河岸まで連続しています。
 南へののびは、この橋付近で不明になっています。
 この橋の南方の道路右側崖には、砂岩頁岩の互層のよい露頭があり、級化層理が観察できます。

2 砂岩頁岩(けつがん)互層の褶曲A

 山の宿北の分岐点から、東方の大天狗国有林に入ります。
 相川橋を渡って約500m行くと、林道の左側の崖にみごとな背斜構造が見られます(図18-3)
 南の対岸にも西傾斜と東傾斜をしめす互層の露頭があり、この背斜構造が南方にのびていることが分かります。

 ここで観察した背斜のすぐ東側には向斜があります。
 このように、この付近の褶曲は、数10m間隔で背斜と向斜を繰返しています。
 級化層理か明瞭であるので上下判定をしてみると、全体としては東が下位で、西方ほど上位であることがわかります。
 この付近の褶曲構造は図18-4に示すようになっていて、西方からの強い圧力によってできたという人がいますが、あなたの観察ではどう考えられるでしょうか。


図18-4 砂岩頁岩の褶曲構造

3 頁岩(けつがん)層の直下の逆転層B

 相川から大天狗国有林を進み、峠をこえ皇都川流域に入ると、左下伊勢畑・右那珂川大橋への分岐点にでます。
 ここを右に曲がり那珂川大橋方面に約800mほど(右側にある三番目の谷の入口)光戸方面に進みます。
 左の皇都川の川底に厚い頁岩層が露出しています。この頁岩層はかなり珪質であり、東西に近い走行を示し北に傾斜しています。
 皇都(こうど)川は蛇行しており、その下流に行くと頁岩層の中に薄い砂層をはきみます。
 この砂層の級化層理により、断層より東側に分布している地層が逆転していることがわかります。
 この厚い頁岩層は連続性にすぐれ那珂川の南岸にのびている地層です(図18-5)


図18-5 逆転した砂岩頁岩互層

4 林道大沢線の頁岩層C

 逆転層から光戸方面に約700m進むと、光戸入口に到着します。
 こここを左折し林道大沢線を上ると、下伊勢畑との分水嶺付近の林道ぞいの大露頭に皇都川の川底で観察した厚い頁岩層の延長部が出ています。
 ここでは、同じ頁岩層でも、風化の程度で、色もかたさもちがっていることを観察してください。
 頁岩層の最下部はチョコレート色をし、細かくわれています。
 これは、前の露頭で観察した断層の延長部である可能性があります。

5 チャートと砂岩頁岩互層の起源

 御前山付近のチャートは、鶏足山塊の中央部に連続的に分布するチャート層の北東端に位置するものです。
 よく観察するとレンズ状や巨れき状になっているごとがあります。
 鶏足山塊にある数枚のチャートからは、中生代三畳紀に生息していた同じ種類のコノドントの化石が産出するため、同じチャートが繰返し露出しているものと考えられています。
 また、このチャート層は、深海底に堆積した放散虫軟泥などが硬化した結果できたものです。
 巨れき状などの層状チャートなどは海洋プレートによって南から運ばれてきたものと考えられています。
 この御前山付近の砂岩頁岩の互層は八溝山地の主要な地層で、頁岩層の巾から中生代ジュラ紀型の放散虫化石を産出することが多く、その肥部分がジュラ紀層であると考えられています。
 この砂岩頁岩互層は級化層理の発達した地層で、大陸斜面などに堆積したもので、ユーラシア大陸から流れ込んだものと考えられています。
                                                        (笠井勝美・櫻井 賢)

十九章 鉱物採集の一日(高取鉱山)

 みどころ
 高取鉱山は現在は廃坑になってしまいましたが、最盛期には日本を代表するタングステン鉱床として有名でした。
 明治時代からさかんに採掘されていましたが、 1986年(昭和61年)に休山しました。
 その跡を観察し、捨てられた脈石の中からタングステンのついたものを見つけることができます。
 そのほかずり捨て場でも、石英をはじめとする鉱物が採取できます。
 現在事務所の近くにもずり捨て場がありますが、十分な鉱物採集はできません。
 そこで、高取山の北側にまわり込んで古いずり捨て場に行き、鉱物採集をしましょう。
 ここでタングステン鉱床を含んでいる地層は、十八章でみた八溝(やみぞ)層群の地層ですので、十八章のコースとセットにして観察すると興味深いでしょう。

 地形図 2万5000分の1 徳蔵
        5万分の1 水戸

 交通・コース JR水戸駅で茨城交通バス「石塚経由-錫高野(すずごや)山崎行き、十王堂行き」にて錫高野山崎下車(約1時間半)、錫高野山崎バス停より徒歩45分


図19-1 高取鉱山位置図

 1 高取鉱山

 1909年(明治42年)から1985年(昭和60年)12月末までの粗鉱出鉱量は507000トン、WO3量は3150トン(平均品位0.62%)です。
 1986年1月に休山し、現在は当時の比重選鉱していた建物・線路などがとり払われ、そのおもかげをしのぶ程度になっています。
 ダングステンや錫(すず)や銅を生産していましたが、タングステンは砲身・工作機械などの特殊鋼や電球のフィラメントに用いられる金属です。
 第一次世界大戦のころは、需要が急激に増加し、日本でも有数のタングステン鉱山としてしられていました。
 抗口からの奥行きは約800m、深さ約250mにもたっする範囲に縦横の坑道があり採掘されていました。

 2 地質と鉱物

 鉱床付近は中生代の八溝層群高取層で砂岩・頁岩・チャートからなっています。
 一般走向はN 60°E、傾斜30〜40°Nです。地層を追跡するとゆるく波状に走向を変化させ、また局部的に褶曲構造も見られます。
 鉱床は主として砂岩の卓越する層中に発達しています。
 火成活動による化崗岩の貫入によって地層が割れ目を生じ、そこへ石英脈にともなったタングステン鉱床ができたと考えられます。
 主要鉱石鉱物は鉄マンガン重石・錫石・黄鉄鉱・硫砒鉄鉱で、主要脈石鉱物は石英・白雲母、トパ−ズ・蛍石・菱マンガン鉱とされています。
 バス停より15分南に歩くと、道がカーブし、広くなっているところで、西側に向かって林道がわかれます。

石英の空隙の水品と錫石と蛍石


タングステン鉱石(鉄マンガン重石)
図19-2 主な鉱物・鉱石

 わかれ目には東京営林署の看板がたっています。
 その林道を道なりに約30分進むと、道の両側に褶曲したチャートの露頭があります。
 その先から日当たりのより川原におります。その地点から上流に向かってずり捨て場がつづいています。
 ここで腰を落ちつけて鉱物採集をしましょう。
 まず、たくさん落ちている白い石英をわってみましょう。
 表面が茶色のものでもわると中は白いことに気がつきます。
 その石英の中に、つぎのような鉱物を見つけることができます。
 鉄マンガン重石(タングステン鉱石) 黒い輝きの強い板状の鉱物。
 かたまりをみつけ手にとってみると、重量感があります。
 ハンマーでたたいた時に、ある方向に平らにわれる性質がありますが、これをへき開と呼んでいます。
 黄鉄鉱  しんちゅう色の粒。
 黄銅鉱(銅鉱石) 黄鉄鉱にともなって産することが多い。黄鉄鉱より黄色昧の強いしんちゅう色の粒。
           ろくしょう色のさびができていることがある。
 錫石(錫鉱石)  わずかに透明感のある黒い粒。八面体の結晶が見えることがある。
 蛍石  淡緑色あるいは淡紫色で平らにわれた面が見える粒。小さなかけらを家に持ち帰って、炎であぶると光るのが観察できます。
 ただし、熱した時に破裂し、危険なことがあるので、小豆粒以下の大きさのものを使い、安全眼鏡を着用してためしてください。
 石英の破片はガラスのかけらのように鋭くわれます。
 これは石英に鉄マンガン重石や蛍石のようなへき開の性質がないためです。
 作業にあたっては必ず手袋をはめてください。
 石英脈の中にできた空洞に、小さな水晶を見つけることができます。
 よくさがすと、少し大きなものも発見できるでしょう。
                                                  (笠井勝美・櫻井 賢一矢野徳也)

 二十章 日本の発展をささえた
           石炭の山(常磐炭田) 
top
   
 みどころ
 常磐南部炭田として茨城地域は120年余の歴史をもっています。
 かって掘られていた石炭層は、古第三紀層の下部の石城(いわき)層中に挟まっています。
 この地域の古第三紀の地層(石城層・浅貝層・白坂層)は陸水成層から浅海堆積層より成ります。
 石城層中の10数枚の石炭層は、周期的に変化をくり返す堆積環境の下で生成されたものです。
 石炭層は新第三紀の地層にもみられますが、今回は、石城層中の石炭を観察してみましょう。
 特に昔掘られていた石炭層や、周期的な堆積環境の変化を示す輪廻(りんね)層を見学しましょう。

 地形図 2万5000の1 磯原、大津、勿來
     5万分の1 高萩、大津

 交通・コース
 (1)常磐線磯原駅下車、磯原駅からバスで常磐炭砿行き(十石堀)、重内(しげない)行き(明徳小学校裏)、内城(うちじょう)・高山行き(華川橋)で、観察地点に行けますが、それぞれの露頭から次の露頭への移動にはバスは不便です。
 ハイキング気分で徒歩で移動するか、乗用車を利用しましょう。
 (2)自家用車 磯原駅→20分→関平(十石堀)→10分→上木皿(明徳小学校裏)→8分→内城(華川橋)→5分→下小津田→5分→堀切峠


図20-1 磯原付近案内図

1 石炭を含む地層の特徴

 地表近くにある古第三紀の石炭層は、ことごとく露天掘りされ、今ではほとんど残っていません。
 一つの露頭だけで、石炭層や輪廻(りんね)層などのすべてを観察できる所はありません。
 露頭は少しはなれていますが、十石堀の稼行石炭層、明徳小学校裏の輪廻層、華川橋の石炭層の三か所を観察しましょう。

 十石堀の石炭層@ 
 磯原駅より常磐炭砿行きのバスに乗り、終点の常磐炭砿前で下車します。
 大北川にかかっている孝行橋を渡って、約50m行くと右手に製材所大北産業があります。
 目的の露頭は前方の杉林の中です。その製材所の中の細い道をのぽって頂上まで行き、用水路にそって下流へ歩いていきます。
 すると、用水路の左側に厚さ1.5mの石炭層があります。
 さらに、小さな鳥居をこえて20m進んだ所に水の取出し口があります。

180-11
 沢を下りる細い山道がありますから、探して下ります。用水路の水が滝となって落ちているところに石炭層の露頭があります。
 露頭の大きさは、高さ5.7m、幅5.8mです。亜れき青炭は最下部と高さ約2mのややえぐられたところにあり、褐炭は胸のあたりやその上位のやや突き出したところにあります。
 露頭の中位に、厚さ23cmの粘土層がみられます。
 この層をさかいに下の炭層を本層(下層)、上の炭層を上層と呼んで掘られていました。
 このような厚い石炭層は他にみられないので、この露頭はとても貴重です。


図20-2 模式輪廻層:江口・庄司(1953)による


図20-3 華川橋の石炭層

 明徳小学校裏で観察できる輪廻層A (図20-2)
 上木皿のバス停から北へ120m行くと右手に村山材木店があります。
 その手前の小さな橋を渡って約60m進むと、せまい道路の両側に石炭層を含む露頭があります。
 ここから、約200mの連続した露頭が観察できます。
 地層は石城層の上部で、石城層の特徴である輪廻層が観察できます。
 まず、石炭層が何枚見られるかを観察しましょう。
 つぎに、下位から上位へ粗粒砂岩→中粒砂岩→細粒砂岩→下盤粘土→石炭層→砂質泥岩という規則的な地層の積み重なりが周期的に繰返していることに注目して見てください。
 積み重なりが不完全な地層もありますが、ていねいに観察してみましょう。
 カキの化石床は石炭層のすぐ上にあります。団塊は砂岩層の中にみられます。

 華川橋の石炭層B (図20-3)
 内城のバス停から北側にある華川橋の下に、厚さ3mの石炭層が観察できます。
 石炭層の中には、木片・木皮・植物の破片などが見つかります。
 また、石炭層の下部は粘土層、上部は砂質泥穴層、さらに上位は細れきを含んだ斜交層理の発達した粗粒砂岩となっています。
 もL、河原までやぶで行けないときは、内城バス停まで戻って、西へ歩いて行くと、露頭はよくありませんが二か所で石炭層を含む地層を観察することができます。

 浅貝層・白坂層 
 華川橋から東へ下小津田を経て、神岡へ行く道路を進みます。
 下小津田Cで石城層を整合におおっている浅貝層(砂岩層)がみられます。
 さらに、東へ行くと堀切峠を越えたあたりDから、白坂層(泥岩層)が観察できます。
 白坂層の上部には、厚さ40cmの凝灰岩層が挟まれています。
 これらの地層は海で堆積したものです。

2 石炭はどのようにしてできたのか

 植物が大量に堆積しか後、土砂に埋没し長年月の間に地熱・地圧の作用を受け変質すると石炭になります。
 石炭になる植物は生育した場所で堆積してできるものと、流水によって遠方から運搬されてきて堆積し、石炭になるものがあります。
 石城層の石炭は大部分が原地で生育した広葉樹が石炭になったと考えられています。
 その理由は、石炭層のすぐ下に、粘土層が厚く発達していること、また、流水によって生じる堆積構造が見られないことなどです。
 石城層の中には石炭層を含む約30の輪廻層が見られます。
 周期的に陸の影響の強い環境から浅く広い海へと繰返し環境が変化する中で、石炭が生成されたのです。
 石城層が堆積した海は、太平洋縁辺の内湾でした。
 石炭層は曲がったり、厚さが厚くなったり薄くなったりしていますので、当時の内湾の底面は平坦でなく、凹凸があったものと思われます。

3 石炭産業の盛衰

 1973年1月、十王町の櫛形(くしがた)炭鉱の閉山で、茨城地域の炭鉱は、122年の歴史を閉じました。
 炭田開発は1851年(嘉永4年)、華川村の神永喜八が江戸深川の商人から、その利用価値を知り、郷里華川村の石炭を採掘しはじめたことによります。
 当時の石炭は浦賀・横浜両港の外国船の燃料としたり、幕府が国防用の大砲を鋳造するための燃料となっていました。
 明治になり、産業の近代化がはじまると、中央から資本が投入され開発がいっそう進められました。
 1897年(明治30年)には、水戸〜平間の鉄道(常磐線)が開設され本格的な開発がはじまったのです。
 高萩の手綱炭鉱、千代田炭鉱、華川の茨城炭鉱会社などは、その当時に設立されたものです。
 その石炭は京浜地帯など関東一円で使用されていました。 1910年には、年間200万トンの出炭量にたっしていました。
 1914年第一次世界大戦のため増産を強いられ、9年後の1919年には、年間400万トンとなったのでした。
 そのため、もちろん石炭層が深部にうつり、もし採算が取れない石炭層となれば、その会社は放棄されてしまいます。
 そんなことが、この時期に再三行われ、そのたびごとに資本家が変わり、炭鉱の名称もかわっていったのでした。
 1941年第二次世界大戦がおこると、再び増産を強いられ、いたるところ乱掘されました。
 戦後は、1950年の朝鮮戦争でまたも増産され、そのため特需景気となり、空前の活況を示し、再び年間400万トン前後の生産高を1970年まで20年間つづけました。
 しかし、その好景気もつかの間のことで、1973年には、茨城地域のすべての炭鉱が閉山となってしまいました。
 歴史をふりかえると、炭鉱の衰退は、世界恐慌による不況、採炭深部での出水事故、石炭から石油へのエネルギー源の変換によるものでした。
                                                  (小森勝己・須藤忠恭)
 (引用文献) 江口元起・庄司力偉、1953.常磐炭田における炭層堆積状態の研究(その一)地質雑、59:99-109.

 二一章 海底火山の断面を見る(袋田の男体山) top

 みどころ
 水戸から水郡線に乗り、久慈川にそって上って行くと、やがて列車は平野をはなれ、車窓の風景は、緑のけわしい山々のせまった静かな渓流へと変わります。
 そこが茨城県の秘境奥久慈です。奥久慈の景勝地でもっとも有名なのが、四季おりおりにちがった美しさを見せる袋田の滝です。
 このあたりは、今から約1500万年前には、ビカリアという暖かい海に生息する巻貝のすむ海底でした。
 この海の底に大量のデイサイト質マグマが噴出してできた巨大な海底火山の山体が、この袋田の滝を形づくっているのです。
 この海底火山はほとんど溶岩のみでできているのですが、溶岩は周辺の砂岩・泥岩などの堆積岩にくらべて侵食に強く、そのために溶岩の部分に大規模な滝が形成されたのです。
 ここでは、かの西行法師も絶賛したと言い伝えられる袋田の滝の景勝をめでるとともに、この巨大海底火山の断面を観察するコースを紹介しましょう。
 なお、海底火山本体の観察をする前に、この海底火山の土台となっている淡水域から浅海の堆積物も見学しましょう。
 これらの堆積物中には何枚かの火山灰層がはさまっていて、はなれたルート間での地層の対比に利用されています。
 ここでは二つの平行するコース(上小川コース、西金コース)で、鍵層を使って地層の対比を行いながら観察をしましょう。
 また、植物化石や貝化石の採集までよくばってみましょう。
 男体山本体の観察と火山の土台の地層の観察にはそれぞれ一日ずつ必要です。

(1) 火山噴火前に堆積した地層の観察
  地形図 2万5000分の1 大中宿
        5万分の1 大子
  交 通 JR水郡線上小川駅下車、徒歩約1.2kmで川下へ。または西金駅下車、徒歩
  コース 上小川駅→国道118号→川下→町道滝倉線(上小川コース)→大円寺→町道湯沢・大円地線→西金駅(西金コース)
(2)火山体本体の観察
  地形図 2万5000分の1 袋田
        5万分の1 大子
  交 通 水郡線袋田駅下車、徒歩40分
  コース 水郡線袋田駅下車→滝見橋→徒歩30分→袋田の滝(観瀑台)→同10分→生瀬の滝展望台登り口→同5分→生瀬の滝展望台→同15分→滝見橋→同20分


図21-1 西金・上小川・袋田周辺案内図

1 火山噴火前の海のすがた[(1)のコース]

 男体山までの地層の変化と鍵層 
 川下の男体山登山口の標識のところで国道118号から東に折れ、町道に入りましょう。
 国道から約250mの最初の曲がり角に露頭があります。
 シルト岩をはさむ中粒砂岩で、浅川層下部を構成する中沢砂岩部層の一部です。

 地層の走行傾斜は、N50°W、 30°Eを示します。
 従って、東に進むにつれてしだいに上位の地層を見ることになります。
 そこから50mはなれたあたりから奥丸林道入口付近まで約50mの間、中沢砂岩部層最上部の凝灰岩層が出ています@。
 この凝灰岩層は、鍵層として追跡できるので、少々かたいが割ってその特徴を覚えておきましょう。
 大部分は暗緑色浮石をたくさんふくむ厚さ数10mの火山角れきをふくんだかたい凝灰岩です。この凝灰岩を鍵層Bとします。
 奥丸林道入口からさらに150m進むと、道路の左側に砂岩層の上に厚さ5m以上の凝灰岩層が再び見られますA。
 この凝灰岩は、濃緑色の平べったい形のlcm大の火山角れきをたくさん含んでいるのが特徴です。これを鍵層Cとしましょう。
 この凝灰岩層から上位には、浅川層の本体であるれき岩や粗粒砂岩などが現れてきます。
 このれき岩や粗粒砂岩は、斜交層理がよく発達したり、粒が粗いことなどから、比較的浅く水の流れのはげしい水域に堆積したものと推定されています。


図21-2 浅川層の斜交層理

 また、粗粒の砂粒やれきの間を埋めているもの(基質)が凝灰質であることから、これらが堆積した頃、火山活動がはげしく、絶えず火山灰が降り注いでいたことがわかります。
 れきは八溝山系から運ばれてきた硬砂岩、頁岩、チャートが主で、阿武隈山系から運ばれたものは見当たりません。
 このことは当時の水陸分布や地形を考える上で重要です。
 また、これら粗粒堆積物の間に50cmから2m以上の厚さのシルト岩層をはさむことがあり、ここに炭化木やもの葉の化石が含まれることがあるので注意してさがしてみましょう。
 さて、今度は鍵層Dをさがしてみましょう。
 川下の町道入口から約2km(滝倉公民館の手前約400m)に道路左側に目立つ露頭がありますB。
 露頭の前にはイチョウの大木や庚申塔や馬頭観世音など数基の石碑が並んでいるのですぐ見当がつきます。
 この露頭そのものは頁岩なとの円れきを含む斜交層理の発達する粗粒砂岩層で、これまで見てきたものと岩相に変化はありません。
 しかし、ここから約30m先の道路右下の沢におりると、層状の淡緑色細粒凝灰岩層が出ています。下部は塊状浮石質凝灰岩となっており、厚さは全部で約9mです。
 この凝灰岩層を鍵層Dとしましょう。
 この鍵層Dをあとにさらに進むと、これまでと司じような斜交層理の発達する粗粒砂岩やれき岩が出ていますが、これまでよりいっそう凝灰質となってきます。

 滝倉の貝化石 
 滝倉公民館から約100m先に右に折れる町道があります。
 この町道の急坂を約200m上がった左側の大きな露頭Cは、全体的に斜交層理の発達する砂岩ですが、露頭の下の部分に薄いカキ化石咽があり、その上の砂岩には二枚貝の化石が散在しています。
 この露頭の道路の反対惻に厚さ約5mの白色凝灰岩層が認められます。
 この白色凝灰岩層のすぐ下の砂岩層からは二枚貝などの化石が密集して産出します。
 これらの化石は、わずかに残る旧道端で採集できます。この白色凝灰岩層を鍵層Eとします。
 さらにこの町道を150m進んだ峠で右側の露頭をたたいて貝化石を採集し、西金コースにうつりましょう。

 海底火山の底を見る 
 西金コースヘうつり、最初の大円地(おおえんち)付近には、浅川層最上部の黒色の大円地シルト岩部層が分布しています。
 男体山への健脚コースと一般コースの分岐点から、沢の源流へと沢をのぽってゆくと約150mで浅川層の上に男体山火山角れき岩層が重なっているようすが観察できますD。
 大円地をあとに西金コースを下り、キャンプ場付近に来ると、約4mの厚さの白色凝灰岩層があり、さらに80m下に厚さ1mの白色凝灰岩層がありますE。
 これらの凝灰岩層は鍵層Eの上位層で、上小川コースではみることができませんでした。
 さらにコースを下り、カーブが連続するあたりに鍵層Eの白色凝灰岩が5mの厚さで見られますF。
 カーブミラーに挟まれた車庫の付近で、白色凝灰岩層の下の砂岩層が車庫の奥にわずかに露出しており、ここでは貝化石のぬけ跡(カスト)が観察できます。

 地層のつながりを考える 
 曽根の集落への分岐から250mの距離の所に、厚さ約7mの塊状浮石質凝灰岩と淡緑色繙粒凝灰岩の鍵層Dが見られますG。
 鍵層Dから約1kmの間は、だらだらした車道がつづきます。
 この間は、粗粒砂岩とれき岩が連続しています。
「うるしの里」入口の朱色の橋の上流飫200mに、鍵層Cの濃緑色の角れきを含む厚さ5mの凝灰岩がみられますH。
 そこから100m下流側に昔の石切り場Iがあり鍵層Bの凝灰岩層がでています。
 鍵層Bの凝灰岩の下位層は中沢砂岩部層です。これを「うるしの里」入口付近で観察し、今日の最初の地点の地層の特徴を思い出しましょう。
 湯沢温泉まで50mの地点の道の北側Jに北田気層最上部の大沢口凝灰岩部層が露出しています。
 塊状白色でかなりの厚さをもち、大子町から山方町、大宮町、緒川村へと広い範囲に追跡できるので、きわめて良好な鍵層として利用されています。
 この層をここでは鍵層Aとします。
 ごの鍵層は上小川コースには出ていません。

 第三紀の地層をためた入れ物 
 さらに茨城県水位観測所Kまで進みましょう。
 この観測所の数十m上流の沢底には八溝山地を構成している古期岩類と第三系との境界、すなわち不整合面が昔は見えました。
 今では残念ながら見えません。ただ、沢を約100mほどさかのぽると北側に基底れき岩の一部が見られ、その上位層の凝灰質砂岩などが連続しているのがわかります。
 この凝灰質砂岩は北田気層と名付けられています。
 水位観測所より下流にはジュラ紀の八溝古期岩類の頁岩(けつがん)が分布しています。
                                                          (二階堂章信)

2 海底火山の断面を見る[(2)のコース]

 袋田駅から袋田の滝へ 
 水郡綸袋田駅で下車し、駅前の道路を右折して しばらく行くと水郡線の踏切があります。
 踏切を渡ると、右手に安山岩質溶岩の角れきを含んだ凝灰角れき岩の露頭がつづきますが、これらはこれから観察する海底火山体の層序的下位に相当するもので、海底火山噴出に先だって堆積したものです。
 これから、巨大海底火山噴出以前に仏近くに安山岩質の火山活動があったことがわかります。
 まもなく、国道と出合いますのでそこを右折します。
 すぐにふたまたの道路になりますので、水戸方面へ向かう国道とわかれて左折し、袋田の滝方向に進みます。

 袋田の滝をつくる岩石 
 袋田温泉ホテルのところで、道路を左折し橋を渡ります。 下を流れるのは滝川で、この上流に袋田の滝があります。
 もう一度滝川にかかる橋を渡ると、駐車場が目立つようになり、やがてみやげもの屋がひしめくあたりで自動車道路は終わりになります。
 左手の滝見橋を渡り、右折してみやげもの屋の立ちならぶ軒先きの前を進むと、袋田の滝展望台(観瀑台)への入口トンネルのところに出ます。


図21-3 袋田の滝案内図

 ここで入場券を買い、トンネルの中へ入りましょう。
 ゆるやかな上り傾斜の道を進んだつき当たりが大きく開けた観瀑台ですL。
 滝はほぼ四段にわかれています。
 少々近すぎるのが難点ですが、雄大な眺めです。
 滝を構成する岩石は、岩石をくだいてできた角ばった砕石を積み上げたようにみえる火山角れき岩です。
 熱したガラスのコップに冷水を注ぐとひびが入ってわれます。
 これは、急冷されたガラスが急激に熱収縮したために生じた現象です。
 この火山角れき岩も、海底に噴きだしたデイサイト質の高温のマグマが、海水に触れ急冷したために破砕されてできたもので、水中自破砕溶岩と呼ばれています。
 トンネルを戻り、今度は途中から左に折れて滝のすぐ下流側に出てみましょうM。
 このあたりには、滝をつくる火山角れき岩がくずれ落ち、巨大な転石となってころかっています。
 滝を左手にみながらつり橋を渡ります。つり橋を渡りきった左手に火山角れき岩の露頭がありますのでよく観察してみましょうN。
 岩石は黒色で、一見ち密な泥岩のようです。これは、火山岩に斑晶(はんしょう)がほとんど含まれておらず(無斑品質といいます)、しかもガラス質のためです。
 れきはいずれも角ばっており、中には放射状の割れ目をもつものもあります。
 放射状の割れ目は、その角れきが形成時にはまだ熱く、角れきとなった後にも冷却が引き続いたことを示しています。

 海底火山の断面 
 しばらく進んでから、左手の階段Oをのぼって、生瀬の滝展望台まで行ってみましょう。
 急な階段で足元が不安定なので十分に気をつけてのぽりましょう。
 途中で右手に月居山(つきおれさん)への登山道がわかれますが、まっすぐに進むと行き止まりが展望台ですP。
 滝の下からここまで標高差でほぽ100mほどありますが、すべて水中自破砕溶岩からなっており、階段をのぽりながら海底火山の断面を観察してきたことになります。
 あたりを見回して、当時の海底に大量の灼熱した溶岩が噴きだす様子を想象してみてください。
 前方に生瀬の滝が見えます。やはり、火山角れき岩からできています。
 生瀬の滝の上流は開けた平地になっていますが、そこには火山角れき岩をおおう砂岩やシルト岩が分布しています。
 帰りは階段を降りた所を左手に折れて、道なりにまっすぐ進めば、自動車道路の終点である滝見橋のみやげもの屋街に戻ります。
 そこからは、行きと同じ道を袋田駅まで歩きます。

3 なぜそこに海底火山があったのか

 袋田の滝を構成する水中自破砕溶岩は、現在露出しているだけでも、延長約24km、最大幅約4kmにおよぶ、巨大な体山海底火山体の一部を構成しています。
 男体山海底火山の中心部の断面は、長福山から男体山、さらに東方の持方にかけての地域でよく観察できます。
 長福山は周囲の堆積岩類を明らかに切っており、貫入岩体であると考えられています。
 おそらく男体山海底火山体の火道の一部であったものと思われます。
 男体山地域では、最下位に厚さ約40m以上の溶岩があり、その上位に厚さ約10mの火山角れき岩(水中自破砕溶岩)、そして厚さ約10mあまりの堆積岩類(凝灰角れき岩およびシルト岩)が重なります。
 この堆積物の上位には、厚さ20〜60mの六枚以上の火山角れき岩と四枚以上の溶岩がのり、最上位には厚さ100m以上の一種の流理構造をもつ溶岩流がきます(図21-4)
 火山角れき岩に挟まれた溶岩は、海底で急冷され破砕された厚い溶岩流の中心部を構成していたものと推定され、また隴理構造を持つ最上位の溶岩流は陸上を流れたと考えられます。
 すなわち、この海底火山の上部は海水面上に顔を出し、火山島を形づくっていたものと思われます。
 男体山海底火山体は、下位の一部をのぞいて堆積岩類をはさみません。
 従って数年から数十年程度のきわめて短期間に、あいついで溶岩のみを流出し山体が形成されたものと推定されます。
 男体山海底火山の体積は約36立方km以上あったわけですが、これは現在の富士火山の山体にも匹敵するような膨大な量です。
 これがきわめて短期間に流出したのだとすれば、それは実に驚くべきことです。
 男体山海底火山を構成する溶岩の化学組成はきわめて均一(SiO2 63%)ですが、それはアイスランダイトという鉄成分に富んだ特殊な性質をもったデイサイトです。
 この岩石は、その名のとおり大西洋のアイスランド島などでよくみられるもので、現在の日本列島のような島弧火山ではあまりお目にかかれないものです。


図21-4 男体山付近での模式柱状図

 アイスランドは、拡大しながら海洋底を生産しつつある海洋中央海嶺が海面上に現れた場所です。 
 1500万年前の当時の日本列島は、まさに日本海の拡大が行われていた時期に相当します。
 男体山海底火山は、こうした日本海の拡大というカタストロフィックな現象と密接にかかわって形成されたものと思われます。
                                                        (高橋正樹)

 二二章 1500万年前の海の
           堆積物(金砂郷町・常陸太田) 
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 みどころ
 今から約1500万年蕕、東北日本から関東地方にかけて広大な海が広がっていました。
 茨城県も、阿武隈山地・八溝山地などをのぞいた地域の大部分が海面下にありました。
 金砂郷町中南部には、当時の海底にたまった堆積物が露出しています。
 想像力を働かせて、1500万年蕕の海にもぐってみましょう。
 太田県立自然公園内には、西山荘をはじめとする史跡がありますが、また、様々な植物や動物も見られます。
 歴史に思いをはせながら、自然を楽しみましょう。

 地形図 2万5000分の1 常陸大宮、山方
        5万分の1 常陸大宮

 交 通 JR太田線終点常陸太田駅下車、茨城交通バス大宮行き金砂郷町大方下車。
              または、JR水郡線常陸大宮駅下車、茨城交通バス太田行き金砂郷町大方下車
       生物の観察:太田駅より徒歩]km
 コース @→H約10km、逆にH→@でもよいが釜額を通るバスはない(図22-1)
      生物の観察は、太田県立自然公園内II


図22-1 位置図

 1 1500万年前の海の堆積物

 1500万年前の地質時代は新生代中新世と呼ばれています。
 ここでは、中新世の海にたまった地層を新しい方から古いものへと順に見てゆきます。
 途中で、これらの地層の上に300万年前の海にたまった地層が重なっているところも観察しましょう。
 この海は1500万年前の海にくらべて規模の小さなものでした。

 海にたまった泥の観察(観察地点@)
 大方バス停から山田川の堤防上を北へ進むと、連続した露頭が見えてきます。
 この露頭にでている岩石は、塊状でやや砂っぼい泥岩です。
 風化した表面では、黄白色〜灰白色で表面にそってはがれ落ちています。
 露頭の最初の場所から北へ100mほど進むと、全体に黄土色をして中に5mm〜1cm大の灰色をした軽石を多量に含む厚さ2〜3mの凝灰岩Aが挟まっているのが見られます。
 火山の噴火により吹き上げられた火山灰が、海底にふり積もったものと考えられています。
 火山がどこにあったかはわかっていません。
 地層が南に傾いていることを考えますと、北に向かって進むにつれて、順次より古い地層を見ていくことになります。

 凝灰岩層の観察(観察地点A)
 道路北側の崖に白色細粒の凝灰岩層があります。
 軽石をほとんど含んでいなくて、凝灰岩Aとは、だいぶ様子が違っています。
 観察地点Aでは露出が悪く、この層の上部しか見えていませんが、下部は粗粒となり青緑色をしています。
 このように、凝灰岩は、火山灰の噴出源である火山の性格により、様々な特徴をもっています。
 泥岩のような単調な地層の中では目立つので、地質調査の時には地質構造を復元したり、同じ時期に堆積した地層を認定するさいの目印にされることがあります。
 このように目印とされる地層のことを鍵層とよんでいます。

 層理の発達した泥岩の観察(観察地点B) 
 金砂郷町役場前の交差点を過ぎ5kmほど進んで右折し、農協前を通りBへ進みます。
 そこにでている地層は、灰褐色のやや軟らかい泥岩と、ハンマーでたたくとカチンカチンと音のするようなかたい泥岩の互層からなっています。
 観察地点@の泥岩とのちがいを観察しましょう。


図22-2 金砂郷町付近の地質と見学地点

 300万年前の海の堆積物(観察地点C) 
 千寿のため池を過ぎ右に入る道路脇がC地点です。
 岩石の様子は、Bとだいぶちがっています。
 これが300万年前の海にたまった砂や泥からできた岩石です。
 観察がすんだら元の道路に戻り、少し北へ進んで道路西側の露頭をみてください。
 ここに露出している地層は、観察地点Bで見られる地層と観察地点Cの地層のどちらに似ていますか。

 新旧の堆積物の境界一不整合(観察地点D)
 小磯養蜂場と書いてある家の手前を左折し坂をのぼっていくと、露頭の上部に成層した軟らかい砂岩、下部に層状構造の発達する泥岩が見えます。
 その両方の層状構造は、境界部で斜交しています。
 このように、その面をさかいにしてその上下の地層が斜交していて、両層の堆積した時代が大きく異なっているような場合、その境界面を傾斜不整合と呼んでいます。
 不整合面の様子など調べてください。
 不整合は、堆積環境の大きく変わった証拠と考えられます。
 この地点より進み、峠を越え下り坂となる地点に凝灰岩層Cがでています。

 再び凝灰岩層(観察地点E)
 金砂郷北中前を過ぎ十字路よりさらに200mほど進むと道路東側の畑のがけに、表面は白色をした凝灰岩があります。
 これが凝灰岩層Dで、新鮮な部分は青緑色をしています。
 凝灰岩層A〜Cとくらべてみてください。
 これまでにみてきた凝灰岩層A〜Dは、この地域のよい鍵層で、常陸太田市にまで連続しています。

 砂と同じ時代に堆積した泥(観察地点F) 
 当時、陸上であった阿武隈山地に近い水府村地方では、この観察地点に露出する泥岩と同じ時代の粗粒の砂岩が分布しています。
 より陸に近い所に粗粒のものが、より遠い所に緇粒の堆積物がたまったのでしょう。
 鏡徳寺へ上る参道わきや、浅川に下りた所でこの泥岩を観察してください。

 浅い海の堆積物(観察地点G)
 坂を上がってT字路となった付近です。
 今までみてきたのとは全く違った岩質で泥まじりの砂に細れきがまじり乱雑な感じとなります。
 これより下位は、細れきを含む粗粒砂岩が主体の地層が分布しています。
 今まで観察してきた泥を主体とした地層が堆積した海よりは浅い海でたまったものと考えられます。

 釜額(かまぬか)化石産地(観察地点H) 
 このコースでGまでほとんど化石らしいものはみられませんでした。
 時間があれば足をのばして、化石採集もよいでしょう。
 ここではビカリア・カキ・マテガイなど浅海に生息していた貝の化石が、粗粒な砂岩の中からみつかります。
 これは観察地点Gの砂岩が、浅い海に堆積したとの推定と矛盾しません。
                             (大森信義・櫻井 賢)


図22-3 大方・釜額での地層の変化
短い時間で堆積する凝灰岩は、ほぽ同じ時間を示す


図22-4 西山公園付近の案内図

図22-5 ショウジョウバカマ

図22-6 アカシジミ

2 西山(さいざん)荘などの史跡と常陸太田の自然

 県立太田自然公園内はなだらかな遊歩道が整備され、西山公園、西山荘、久昌寺、白馬寺、永田円水の墓、雪村の碑、山寺晩鐘の碑などの史跡が数多く見られます。
 自然公園の中心部にある西山公園Iは桜の名所です。
 最近見晴し台が設置され、そこからは太平洋、阿武隈山地の南端である風神山、採石で削ずられ白い山肌か見える真弓山、高鈴山、国見山、筑波山などが一望に眺められます。
 公園にはサクラ、ツツジ、アジサイなどが植えられています。
 付近のスギ林下には、最近あまり見られなくなった暖地性シダ植物のコシダの群落やウラジロがまれに生育しています。

 また沢ぞいにはユリ科植物のショウジョウバカマの群落もあります。
 コナラの林床には、ヤマツツジ、ガマズミ、リンドウなどを見ることができます。
 6月頃になると、こずえの上をシジミチョウ科のアカシジミやウラナミアカシジミなどの小型のチョウが飛びかっています。
 どちらのチョウも、花や樹液には集まらないのであまり人目にはつきません。
 春先には谷間の湿地で、最近生息地が減少しているトウキョウサンショウウオ(両生類)の白い卵塊を見ることができます。
 徳川光圀(みつくに)の隠居所である西山(さいざん)荘Iに行く途中、右側の斜面にはシラカシ林があり、アセビ(馬酔木)、ムラサキシキブなどの低木やベニシダ、ミヤマカンスゲなどの草本が見られます。
 橡門(くぬぎもん)をくぐると樹齢300年のスギの木立に囲まれます。
 このスギは熊野より運ばれ植えられたといわれています。
 付近のモミの木にはカヤラン、ノキシノブが多数着生しています。
 カヤランはラン科植物で、直接空気にふれ水分を吸水することのできる気根があり、湿気のある日陰をこのみます。
 庭には、ウメ、カリン、キササゲ、ハイビャクシン、ユズリハなどが植えられています。
 ユズリハは、譲葉の意味で葉の新旧人れかわりが目立ち、その様子を旧年を送り新年を迎える意味になぞられ、正月の飾りつけによく使われます。
 付近の林床にはクマザサが多く生えています。
                                                          (安嶋 隆)

 二三章 日本列島を袈裟(けさ)がけに切る
           大断層 (棚倉断層) 
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 みどころ
 ランドサットの衛星写真を見ると、茨城県水戸の北方から福島県棚倉町まで、北北西にのびる直線的な地形に気づきます。
 これが、現在知られている日本列島の代表的な大断層の一つである棚倉断層です。
 棚倉断層は全延長でその存在が確認されているわけではありませんが、水戸付近から北北西方向にのびて、日本海沿岸の山形県酒田付近をとおり、日本海の東のへりへとつづく東北日本をけさがけに切る横ずれ断層と考えられています。
 福島県棚倉町から水戸市にかけての山地は棚倉断層を直接確認できる地域として有名です。
 図23-1に棚倉断層をはじめとする日本の代表的な断層を示します。
 棚倉断層は日本列島の骨格形成の時に重要な役割をはたしたと考えられています。
 それは今をさること1500万年前のことでした。
 それでは、1500万年前の大事件の痕跡(こんせき)をさがしに出かけましまう。

 地形図 2万5000分の1 大中宿
       5万分の1 大子
 交通・コース 常陸太田駅より天下野・大子・高倉行きバス乗車、馬次入口下車。
 高倉小学校から上圷(かみあくつ)橋付近の山田川の沿岸

図23-1 日本列島の代表的な三つの断層

図23-2 棚案層の倉d位置図
 断層と地形 
 人工衛星から見える大断層は地表ではどのように見えているのでしょう。
 高倉小学校の校舎の裏に回って北の方向を眺めてみましょう@。
 図23-3の写真のように急な崖が直線的に連続して並んでるのが観察できます。これが断層崖です。
 山地と畑とのさかい目のあたりに断層がはしっています。
 断層の西側には男体山を構成しているデイサイト質の火山噴出岩類が分布しています。
 ここで観察される断層崖は、男体山の火山噴出岩がかたく、風化・浸食にたいして強いために、断層により切断された部分が急な崖として残ったものです。
 地形図を見ると、この急崖は天下野から大子町と水府村との境まで連続的につづいているのがわかります。
 棚倉断層はほぽ平行して発達するいくつもの断層の集合したものです。
 ここで観察される断層はそれらのうちでもっとも西にあり、直線的にのびている断層の代表的なものです。

 断層面の観察 
 岩石に強い力がかかると岩石はこわれます。
 その時、岩石に割れ目ができ、その割れ目にそってずれることがあります。
 このずれをともなった割れ目のことを断層とよんでいます。
 岩石がこわれ断層ができるとそこから波が出ます。
 これが地表に到達したのが地震です。
 この意味では断層は地震の化石といってもよいでしょう。


図23-3 直線状の谷と棚倉断層

 それでは、上圷(かみあくつ)橋付近まで進み、山田川の河床に降りて断層そのものを観察しましょう。
 図23-4に山田川の河床での岩石の露出状況を示します。
 観察地点Aでは棚倉断層を構成している断層群のうちの一つの断層を見ます。
 近くによってよく見てみましょう。
 図23-5
に写真を示します。
 もっとも目立つのがほぽ垂直で北北西方向にのびるつるつるした面です。これが断層面です。
 この断層面ののびの方向は棚倉断層の全体的なのびの方向に平行です。
 断層運動によってつるつるに磨かれている様子を観察しましょう。
 よく見ると、断層面上に断層の運動方向に平行な線がみつかります。
 断層面に厚さ約35cmの粘土層がはりついているのを観察しましょう。
 少し掘り出して指の間でこすって見ましょう。
 なめらかな感触は粘土そのものです。


図23-5 断層面


図23-4 山田川上圷橋付近の河床での断層のようす

 これは断層運動により砂岩泥岩互'Mが非常に細かく粉砕されたのち、その粉に地下水がしみこみ粘土となったものです。
 粘土層の左側には厚さ50cmほどの角れき岩が認められますが、これは断層運動によりわれた岩石です。
 断層角れき岩とよjjれています。断層面・断層粘土・断層角れき岩は山田川にそって約50m連続的に追跡できます。
 上圷橋から下流50mの間には80°以上の急傾斜で砂岩泥岩互層が露出しています。

 これは元々水平に近かった地層が断層の周辺で引きずられて急な傾斜をもつことになったのでしょう。
 また、従来の研究からこの砂岩泥岩互層は中期中新世の地層であることがわかっています。
 これから判断するとここで観察される断層は中新世以降現在までの間に形成されたものといえます。
 棚倉断層にそって地震は起こっていませんので、現在、棚倉断層は運動していないものと考えられています。

 棚倉断層の古い動き 
 上圷(かみあくつ)橋の真下の河床面(図23-4のB地点)では、角れき状にわれた花崗岩類と割れ目のほとんどない砂岩泥岩の互層とが直接接しているのが観察できます。
 これは断層運勣によってこなごなにこわれた花崗岩類の上に砂や泥が堆積したことを示しています。
 断層運動によりこわされた花崗岩類の典型的な露頭の写真を図23-6に示します。
 A地点で観察した断層は上圷橋下に露出している砂岩泥岩の一部をこわしていました。
 これらの事実から砂岩泥岩を粉砕した断層運動よりも前に花崗岩類を粉砕する断層活動かあったことが推理できます。
 その時代は少なくとも中期中新世以前であることは明らかです。
 白亜紀と考えている研究者がいます。
 地点Bから地点@に向かって山田川をさかのぼってみましょう。
 様々な程度にこわれた花崗岩類や阿武隈変成岩類を観察することができます。


図23-6 花崗岩起源の圧砕岩

 この断層角れきの分布幅から考えて、これら断層角れきをもたらした断層運動はかなり規模の大きなものであったものと考えられます。
 地点Cでは片麻岩起源の断層角れきが観察できます。
 花崗岩類起源の断層角れきと比較してみましょう。
 また、注意深く見るとここでは断層運動にさいして角れきが回転していることもわかります。
                                                 (天野一男・金栗 聡・矢野徳也・遠藤 理)

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