Microsoft Word - 地質図の歴史と地質図学ver3.docx

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つねたけめいこ
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1 地質図の歴史と地質図学 ( キーワード ) 地質図の歴史地質図学地層境界線断層地質平面図地質断面図地質図とは地質図というのは, 地表に分布する岩体や地層の状態を地形図の上に表現したもの ( 岡本堀,2003) である. しかし, 北海道を含む日本では湿潤な気候であるため, 地表は表土や植生に覆われていて, 広い範囲すべての地質を観察することは難しい. そこで, 比較的地質が露出しやすい沢を中心に踏査を行って露頭の記載をする. その結果をまとめたものが踏査図 ( ルートマップ ) である. 建設工事に関わる地質調査では, 踏査による地質情報のほかにボーリングやトレンチなどによって詳細な地質情報を得られ, 各種の検層や物理探査で地質情報を補うことができる. このようにして部分的に得られた地層の分布や性質を一定の規則に基づいて平面図あるいは断面図として表現し, 三次元的な地質の分布を把握する技術が地質図学である. 踏査段階では, その日の踏査結果をまとめると, 今日見た地層や断層が明日踏査する隣の沢のどの辺りで出現するか, 地質図学を使って予測することができる. 予測が的中したときの喜びは踏査の楽しみの一つである. そして, 露頭などの情報をもとに踏査地域全体の地質構成分布, 地質構造を地質図として表現する. つまり, 地質図学には, ある場所で得た地質の情報から別の場所の状態を推測するという予測的な側面と, ある範囲内で推定された地質のモデルを地形図の上に表現するという技法的な側面の, 二つの役割がある ( 岡本堀, 2003) ということになる. 地質図には, 地質平面図, 地質断面図, 水平断面図, 展開図などがある. これらの地質図は相互に整合性がとれていなければならない. つまり, 三次元的に矛盾のないものであることが必要である. 地質図は地表面での地質の分布を表したものであるが, 地下の構造が反映されているので地質図学の基本を習得していれば, 地質図からある程度地下の構造を読み取ることができる. 同時に, 地質図には地層の成り立ちの歴史 ( 地史 ) も表現されているので, 地質図を読むことによって, その地域で地質時代に何が起きたのかを想像することができる. 世界で最初の地質図世界で最初の地質図は,1815 年 8 月 1 日に刊行されたウィリアムスミス ( ) の地質図である. この地質図はイングランドとウェールズおよびスコットランドの一部の地層の描写図というタイトルである. この地質図の地質の分布, 地質構造は, 全体として現在の地質図と比べても大きな間違いはないと言われている. イギリスで最初の地質図が生まれたのは,18 世紀の後半からの産業革命の時期である. 特に, ワットの蒸気機関は燃料として石炭を必要とした. 石炭を運ぶには, 運河を建設し舟で運ぶのが最も効率的である. そのために, イングランドの各地で運河が建設された. 石炭を掘るのにも坑内の水を汲み上げるのにも蒸気機関が使われ, 出炭量が飛躍的に増大した. このような時代にスミスは育ち,1787 年 (18 才 ) の時に測量士として仕事を始めた. その後, 炭鉱で働くようになり立坑の観察から地層の重なり方に法則性 ( 地層累重の法則 ) があり, 含まれている化石によって地質年代が決定でき, 離れた場所でも地層を対比できる ( 地層同定の法則 ) ことに気付いた. スミスは地層の三次元的な拡がりを実感することが出来たのである. その後, スミスは運河建設のための測量の仕事に従事しながら地質図学の基本を現地の露頭から学んでいった. この当時の地質学は次のような段階にあった. つまり, ジェイムスハットンが地球の理論を出し, 現在の地質現象をもとに過去の地質現象を合理的に説明できると説いた ( 斉一説 ) のが 1795 年, チャールスライエルが地質学原理を出版したのは年である.

図 1 ウィリアム. スミスの地質図 ( ウィキペディアパブリックドメイン 2008 年 12 月 11 日 ( 木 ) 00:45 版 ) 日本で最初の地質図日本で最初の本格的な広域地質図は,B.S. ライマンらによって 1876( 明治 9) 年 5 月 10 日に出版された日本蝦夷地質要略之図 ( 縮尺 200 万分の 1) である.

2 図 1 ウィリアム. スミスの地質図 ( ウィキペディアパブリックドメイン 2008 年 12 月 11 日 ( 木 ) 00:45 版 ) 日本で最初の地質図日本で最初の本格的な広域地質図は,B.S. ライマンらによって 1876( 明治 9) 年 5 月 10 日に出版された日本蝦夷地質要略之図 ( 縮尺 200 万分の 1) である. この地質図作成には, ライマン, モンローのほかに山内徳三郎を含む 13 人の日本人技師が従事した. この地質図では北海道全体の地質分布を示している. また, 石炭の採掘可能埋蔵量を算出しているほか, 資源として泥炭, 石油, 硫黄, 鉄砂, 沙金, 亜鉛鉛銅, マンガン, 石灰岩について, その分布の概要を述べている. ライマンの家系は,1654 年にアメリカ, マサチューセッツ州ノースハンプトンンに最初に移住してきて定着した名門であるライマンは, 純粋なヤンキー気質を持っていたと考えられる 1835 年生まれで,1855 年,19 才でワシントンケンブリッジを再訪という卒業論文を書いてハーバード大学を卒業したその後, 叔父,P. レスリーの地質調査の手伝いをしながら力を付けたさらに, ドイツのフライベルク鉱山学校で鉱山学を学んだ 1873 年 1 月に

助手の H.S. マンローとともに来日したこの当時は, アイヌの通う道があったとは言え, ほとんど人跡未踏の地で測量をしながら石炭などの露頭を追跡し, 地質図を作成し, 埋蔵量を算出するという作業を行った.1873( 明治 6) 年から 1875( 明治 8) 年にかけて 3 年間の踏査によってこの地質図を作成したのである. この当時の地質調査の主要な目的は石炭を初めとする資源開発であった.

3 助手の H.S. マンローとともに来日したこの当時は, アイヌの通う道があったとは言え, ほとんど人跡未踏の地で測量をしながら石炭などの露頭を追跡し, 地質図を作成し, 埋蔵量を算出するという作業を行った.1873( 明治 6) 年から 1875( 明治 8) 年にかけて 3 年間の踏査によってこの地質図を作成したのである. この当時の地質調査の主要な目的は石炭を初めとする資源開発であった. 地質平面図の読み取り地質図 ( 地質平面図 ) は三次元的な地質の広がりを平面に表現するための工夫が色々と凝らされている. 地層境界や断層の表示, 地層の走向傾斜の表示などである. 最も初歩的なことは, 等高線 ( 地表の凹凸 ) と地層境界あるいは断層との関係を地質図から読み取ることである. それによって, 地層の走向傾斜や上下関係を平面図から読み取ることができる. ただし, 火山岩地域などでは地質層序が把握できない場合があり地質図は足で稼いで作ることになる. また, 付加体堆積物分布地域では地質層序は成り立たない場合がある. このような地域では既存の地質図を十分に吟味し, 踏査により補足して全体の地質図を作成する必要がある. 地質図の例を示し, そこから何が読み取れるかを述べる ( 図 2 参照 ). 図 2 地質図から何が読み取れるか (5 万分の 1 地質図幅遠別の一部 : 産総研承認番号 ; 第 A 号 ) この地質図は, 非常にデータの豊富な地質図である. この地質図から何が読み取れるか. まず,3 の地層であるが, 地形線と地層境界の関係から走向傾斜が東では西傾斜, 西では東傾斜である. つまり, この地層の西の境界を見ると尾根の部分で西に凸になっているので, 東に傾斜していることが分かる. 東の境界では逆になっている. したがって, この地層は褶曲していて, 中心に描かれている赤い線は向斜を示している. 西側の1 の地層は背斜構造の中心で, 下位の地層が顔を出していることも分かる. このことが分かれば, この付近の地層は1,2,3,4,5の順で下位から上位の地層となっていると判断出来る. また,6が背斜軸で,7が向斜軸であることも読み取れる.

4 地層と地形の関係今述べたような地層と地形との関係を平面図から読み取ることは, 地質図学の基本的な技術である. 頭のなかで地層の平面的な分布のしかたをイメージできるようになればしめたものである. これについて説明する. 図 3 地層境界と地形の関係 ( 藤田ほか,1984,15p に加筆 ) 沢で地層の走向傾斜を測ることが出来れば, 図学で地層線を描くことが出来る. この図の場合, 地層の走向は南北で東 ( 下流 ) に 30 度で傾斜している. 図の下に示したように, 走向方向に線を引いて等高線と地層の傾斜を描く. この地層の傾斜と等高線の交点を上に伸ばして平面図の等高線との交点を記していくと地層の分布を描くことが出来る. 地層の幅平面図に現れる地層の幅は 1) 地層の幅そのものの変化 2) 地層の傾斜の変化 3) 地表面の傾斜の変化によって変わってくる図 4 地層の幅の変化 ( 藤田ほか,1984,17p による ) 上 : どの地層も地層面に直角方向の厚さは同じで地表面はいずれも水平である地層の傾斜が変化するために地表での地層の幅が変わってくる下 : 地層の傾斜厚さは変わらないが地表面の傾斜が変化するために地表での地層の幅が変わってくる断層の描き方断層には縦ずれ断層と横ずれ断層がある. 実際の断層は水平変位と断層面の傾斜方向変位の両方の成分を持っている. 縦ずれ断層 : 正断層逆断層衝上断層 ( スラスト : 逆断層のうち断層面の傾斜が 45 度以下のもの ) 横ずれ断層 : 右横ずれ断層 ( 断層の向こう側が右に動いているもの ) 左横ずれ断層

5 断層の描き方を図 5 で説明する. ただし, これは原理的な話であり, 実際の踏査では露頭で断層の変位量を測定することは難しいことが多い. 断層を挟んだ両側での地層の変位量 ( 図 5 の x ) は, 断層の傾斜と地層の傾斜の関係で変わる. 図 5 断層の描き方 ( 藤田ほか,1984,19p に加筆 ) この図で, 中央は尾根である. 実線は断層で, 点線が地層境界である. 等高線との関係からこの断層は右に急傾斜で傾いていることが読み取れる. 地層境界は, 走向がこの図の上下方向で, 傾斜が左方向である. 断層の右側で地層境界の走向傾斜が把握出来て平面図上に地層境界を落としていって断層のところに来た場合, 断層を境にズレ ( 左側の図の x ) が生じているはずである. 地層の傾斜がδ, 断層の傾斜がγで断層の落差 (h ) が分かっている場合,x =h cotδ+h cotγとなる. 断層を挟んで同じ等高線上でのズレ (x ) が分かるので断層の左側の地層境界線を引くことが出来る. 塗色地質図全体の色を統一することも考えられたことがあったが, これといった決まりはないようである. ここでは, 土木地質図作成マニュアル ( 日本応用地質学会, 1999,9p) の例を示す. 表 1 地質年代による着色の例地質年代基本的着色第四紀完新世淡黄, 水色など淡く, 明るい色更新世淡黄, 水色など古新第三紀貴, 淡褐, 青, 橙, 黄緑, 緑など, 古くなるにしたがってこい色に中生代緑, 青, 藍, 紫など濃い色古生代灰, 茶, 暗褐など暗い色表 2 火成岩分布南緯の着色の例分類または名称基本的着色分類または名称基本的着色酸性岩類赤, 桃など赤系統 ( 超 ) 塩基性岩濃緑, 濃青, 紫など濃い色花崗岩赤, 桃など斑れい岩黄緑, 緑など花崗斑岩橙, 橙黄など輝緑岩濃緑, 濃青など流紋岩桃, 橙など玄武岩暗褐, 紫など中性岩類橙, 茶など茶系統かんらん岩濃緑, 紫など閃緑岩桃, 橙などひん岩橙, 桃など安山岩橙, 茶, 暗褐など

6 表 3 堆積岩分布杯の着色の例分類または名称基本的着色分類または名称基本的着色泥質岩淡青系統有機質岩黄, 青など泥岩水, 灰などチャート黄, 灰など頁岩青, 黄緑など石灰岩青, 水など粘板岩茶, 黄緑など火山性堆積岩桃, 茶など砂質岩黄系統凝灰岩桃, 橙など砂岩黄, 黄緑など溶結凝灰岩茶, 暗褐など硬砂岩黄, 灰など凝灰角礫岩橙, 桃など礫質岩茶系統火山角礫岩橙, 茶など礫岩茶, 緑など表 4 変成岩分布範囲の着色の例名称基本的着色名称基本的着色片麻岩赤, 桃, 橙など珪岩黄, 橙などホルンフェルス橙, 茶, 紫など千枚岩茶, 暗褐など片岩類緑, 茶, 青など蛇紋岩紫, 濃青など地質記号地質記号の最新のものについては, 全地連報告書に詳しく述べられている. ( 地質記号は出来るだけ一般的なものを用いて, 特殊な記号を新たにつくるのは, できるだけ控えた方が良い. 記号の凡例は必ず付ける. 特に, 応用地質的な地質図では, 土木地形地質図が要求され, 地質記号だけでなく地すべりや崩壊などの地形記号も含まれるので, 漏れのないように注意する. 平面図には必ず方位を記入し, 平面図断面図とも縮尺を明示する. 平面図と横断図では記号の種類が異なることがあるので, その点にも注意して漏れのない親切な凡例を付ける. 地質断面図広域的な地質平面図では, ある程度地質構造を読み取ることが出来る. しかし, 土木地形地質図では特定の地域の詳しい平面図が要求されるので, 縦断図横断図は必須である. ダム調査では水平断面図を必ず作成するし, 施工中のトンネル地質調査では展開図を作成する場合も出てくる. これらを作成するときのポイントは三次元的に矛盾のない図面を作成することである. 三次元での地質情報の表示についても, 全地連報告書で詳しく述べられていて, 実用化されているソフトが紹介されている. しかし, 電子的に処理されたものでも間違いが混入する余地は多い. それを防ぐためには地質図学の基礎的な素養を身につけておくことが大事である. 地質断面図で最初に重要なことは, どの位置で断面を切るかを決めることである. 例えば, 地すべりの場合は対策工を考慮して, 最もすべり面が深くなると予想される位置, 必要抑止力が最も大きくなる位置が主測線となる. 道路の詳細調査であれば 20m 毎に地質横断図を作成することになる. このような決まった位置のほかに, 地質構造が最もよく表現出来る位置での横断図が必要になる場合もある. 断面と地層の走向が直角でない場合は, 地層の傾斜を補正 ( 見かけの傾斜に直す ) しなければならない. 共線図表共点図表を用いる.

7 以上, 地質図学の本の基本について述べた. 以下に参考文献を示すので, これらを用いて訓練し実際に役立てることができるよう技術を磨くことが必要である. 参考文献天野一男秋山雅彦 (2004) フィールドジオロジー入門. 共立出版. * 野外調査の方法とそのまとめ方を簡潔に述べた本である. 岡本隆堀利栄 (2003 ) 地質図学演習古今書院. * 地形図を見て景色を想像することから始まって, ルートマップから柱状図を作成する手法までの演習問題を揃えた本である. 基礎的な知識を持ってから演習に取り組めばかなりの力がつく. 解答編もある. 木村学 (2013) 地質学の自然観東京大学出版会. * 地質学がどう発展してきたのか, その基本原理は何かといったことから始まり, これからの地質学の方向性を示している. 現代的斉一主義がキーワードとなっている. 小玉喜三郎磯部一洋湯浅真人 (2004) 見方使い方地質図. オーム社. * いろいろな地質図について, 実物を示して解説している. 柴正博 (2009) 地質調査入門第 3 版駿河湾団体研究グループ * 小冊子であるが必要な図など, 実際に役に立つ資料が豊富に掲載されている. 入手先は下記のところである. < 全国地質調査業協会連合会 (2003) 全地連次世代 CALS 対応研究会報告書 < * 土木地質図に関連した情報が網羅されている. 日本応用地質学会 (1999) 土木地質図作成マニュアル. * 土木工事で必要な地質情報を集成したものが土木地質図である. 一般的な土木地質図の表現方法の解説と工事の種類ごとの土木地質図が掲載されている. 眺めるだけでも参考になる. 日本工業規格,JIS A 0204 地質図 - 記号, 色, 模様, 用語及び凡例表示制定,2008- 改正. 日本工業規格,JIS A 0205 ベクトル数値地質図 - 品質要求事項及び主題属性コード制定. 日本工業規格,JIS A 0206 地質図 - 工学的地質図に用いる記号, 色, 模様, 用語及び地層岩体区分の表示とコード群制定. * 地質図についての JIS 規格である. 日本工業標準調査会 (JISC) のウェブで検索閲覧できる. < 福見恭子 ( ) ライマン雑記 ( 初回から 23 回まで ) 地質ニュース. * ライマンに関する詳細な記事です. 読み物として非常の面白いです. 藤田和夫池辺穣杉村新小島丈児宮田隆夫 (1984) 新版地質図の書き方と読み方. 古今書院. * 地質図の書き方について最も親切に書かれた本である. ( この記事は日本地質学会北海道支部の EPOCH No.66 に加筆したものです 2013 年 4 月 28 日修正 ) ( 以上 )

泊発電所地盤（敷地の地質・地質構造）に関するコメント回答方針

泊発電所地盤（敷地の地質・地質構造）に関するコメント回答方針 1 1 無断複製転載等禁止 ( 力 ) 資泊発電所地盤 ( 敷地の地質地質構造地質構造 ) に関するコメント回答方針平成 28 年 5 月 13 日北海道電力株式会社 2 ヒアリング審査会合における指摘事項 No 指摘事項指摘時期 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 敷地近傍に位置する図幅に記載されている断層について見解を整理すること敷地近傍における海成段丘の分布高度のグラフに