宇土半島周辺の地質と古環境 4 熊本県宇土市立鶴城中学校 2 年 科学部 渡辺萌生 濱﨑しずく 齊藤 凜 1 要旨 概要 地質調査からわかったこと (1) 堆積岩では下部から姫浦層群 赤崎層 白岳砂岩層 教良木層が分布し 姫浦層群と赤崎 層の関係は不整合 赤崎層と白岳砂岩層 白岳砂岩層と教良木層の関

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1 宇土半島周辺の地質と古環境 4 熊本県宇土市立鶴城中学校 2 年 科学部 渡辺萌生 濱﨑しずく 齊藤 凜 1 要旨 概要 地質調査からわかったこと (1) 堆積岩では下部から姫浦層群 赤崎層 白岳砂岩層 教良木層が分布し 姫浦層群と赤崎 層の関係は不整合 赤崎層と白岳砂岩層 白岳砂岩層と教良木層の関係は整合であると考え られる 高杢島や三角岳では教良木層に角閃石安山岩が貫入して 溶岩ドームを形成したと 考えられる (2) 姫浦層群と赤崎層の境界は不整合であるため 姫浦層群から赤崎層へと層が変わる際は大 地が隆起 沈降したりして 大規模な地殻変動があったと考えられる (3) 白岳砂岩層は所々数 cmの丸みを帯びた礫を挟み 礫には石英や長石を多く含み 黒雲母 を含んでいることもある このことから当時 遠く離れたところに花崗岩があり その花崗 岩が風化 侵食され 現在の場所まで流水のはたらきで運搬されてきて 堆積したと考えら れる 化石からわかること (1) 姫浦層群に見られるアンモナイトやイノセラムスなどは上部の赤崎層や白岳砂岩層にはま ったく見られない 上部の赤崎層や白岳砂岩層に見られる巻貝や二枚貝の化石は下部の姫浦 層群には見られない 中生代から新生代に時代が変わる際に生息する生物が大きく変わるこ とから 大規模な環境の変化があったことが考えられる (2) 姫浦層群から示相化石であるサンゴの化石が出ることから 当時は暖かく浅い海だったこ とが考えられる (3) 赤崎層や白岳砂岩層が堆積した時代はシジミ貝の仲間である Corbicula がいたことから 汽水や淡水の環境だったと考えられる 検証実験から考えられること (1) 板状節理や柱状節理はマグマが地表付近で急激に冷やされるときに形成されるため 深成 岩には形成されないと考えられる (2) 砂岩泥岩互層は乱泥流によって堆積した乱泥流堆積物であることが考えられる (3) スランプ褶曲は地層が柔らかい状態の時に 海底地滑りや地震により 形成されたと考え られる (4) 断層は地殻が押されたり 引いたりして形成されたと考えられる (5) 褶曲は両サイドから押されたときに形成されたと考えられる (6) リップルマークは波によって海底の表面につけられた模様であることが考えられ リップ ルマークの模様によって陸地の方向が推定できる 宇土半島周辺の形成 露頭の観察結果や実験結果をまとめると宇土半島周辺は次の (1) から (5) のようにして形成 されたと考えられる (1) 宇土半島は中生代の時代には海底にあった 海底に姫浦層群のもとになる砂や泥が堆積し た その際に乱泥流や海底地滑りなどが起こった (2) 海底に堆積した地層が陸上に隆起する 陸上に現れた部分は流水のはたらきによって侵食 され 不整合面ができあがる - 1 -

2 (3) 再び 大地は沈降し 海底に沈む その後 礫や砂や泥が堆積する 白岳砂岩層のもとになる砂が堆積した当時の環境は 淡水が混じった海水 ( 汽水 ) 域から潮の満ち引きがあるような浅い海だったことが考えられる 大地が両サイドから押されて 褶曲が形成された (4) 再び これらの地層が地殻変動により 傾きながら隆起し 陸上に現れた (5) 火山活動により 溶岩ドームが形成され 火砕流や土石流により 凝灰角礫岩が堆積し 現在の宇土半島が形成された 私たちが住んでいる宇土半島はどのようにして形成されたかが解明できた 今後は 地滑りや 土砂崩れをしている地域があったらハザードマップを作成し 地域の人に利用してもらい 災害 から町を守ることに利用できると考えられる 2 研究目的私たちが住んでいる宇土半島の地質はどのようになっており いつの時代に どのようにして形成されたのか またそのメカニズムや古環境についても調査する また 化石が出たら その種類についても判別する 3 研究方法 (1) 海岸 崖 山の沢など露頭がある場所を観察する (2) 観察地点の位置を地図で確かめ 現れている露頭をスケッチ または写真を撮る (3) それぞれの地層の色 厚さ 粒の大きさ かたさ 手でさわった感じを調べて観察する 地層の走向と傾斜を調べられるところでは クリノメーターで測定する (4) 1つの地層の中で粒の大きさや色の違いはないか 上下の地層との境が平らかどうかを調べる (5) 化石が見つかったら ていねいに掘り出し 化石の種の判別ができるものは判別をする 示相化石や示準化石が出たら古環境や地層が堆積した年代を推測する (6) すべての露頭で柱状図をつくる さらに柱状図をもとに地質図をつくる また全域で観察した内容をまとめる (7) 断層や褶曲や柱状節理など特徴ある地形が見られたら どのようにして形成されたかを実験してみる 写真 1 地質調査に使った道具 - 2 -

3 4 結果 (1) 調査した露頭の柱状図が図 1 である 柱状図は 14 本作成した 教良木層 白岳砂岩層赤崎層姫浦層群 1 から 14 の番号は柱状図番号である 図 1 調査した露頭の柱状図柱状図の右横の数字は調査した露頭番号である 縮尺は1cmが100m(1/10000) - 3 -

4 (2) 模式柱状図 地質地柱層関係層状厚地層のようす時代名図 (m) 化石 沖 不 第 積 礫 砂 泥等の未固結な物質 層 明 不整合 新 四 安凝 西部では凝灰角礫岩が下部の第三紀層の教良木層 白岳砂岩層 赤崎層 中生 山灰 不 代の姫浦層群を不整合に覆う 黒色の輝石を多く含む輝石安山岩を含む凝灰角 岩角 礫岩である 火砕流堆積物と土石流堆積物が混ざってはっきりしない点が多い 紀 礫 明 もととなった火山は不明である 東部は黒色の角閃石を含む角閃石安山岩で溶 岩 岩ドームを形成している 板状節理が観察される 不整合 教 約 教良木層の厚さは約 400mが分布する 上部は不明である 泥岩と 良 400 砂岩からなり 薄利性のある泥岩を主とする 砂岩の粒の大きさは細 木 m 粒である 教良木層と下部の白岳砂岩層の地層の走向傾斜は同じこと 第 層 以上 より 二つの層は整合関係であると考えられる 白岳砂岩層の厚さは約 400mである 塊状の砂岩層が主となる 風 生 白 約 整 合 化すると黄土色になる 粒の大きさは中粒から粗粒がほとんどである 岳 200 所々に円磨された直径数 mm から数 cm の石英や長石を含む礫岩の層 三 砂 から Turritella をはさむ 石英と長石の白色の礫を含むことから 白岳砂岩層が堆積 岩 400 Corbicula した当時 宇土半島周辺に花崗岩が分布していたことが考えられる 層 m 巣穴の化石 礫岩の層の厚さは数 cm から数 mくらいである 白岳砂岩層の地層の 走行傾斜と下部の赤崎層の地層の走行傾斜が同じことより 二つの層 は整合関係であると考えられる 巣穴や巻貝の化石を産出する 紀 整 合 赤 約 赤崎層の厚さは約 150mある 赤紫色の塊状な泥岩と砂岩を主とす 40 Turritella る 赤紫色の砂岩の粒の大きさは極細粒である 厚さ数 10cmから 崎 m Corbicula 数 mの礫岩層を挟む 礫は数 mm から数 cmの礫を主とする 最下部 から の化石 は厚さ50 cm から数 mくらいの礫岩層である 下部の姫浦層群との 層 80 関係は不整合である 上部の赤崎層の走向傾斜と下部の姫浦層群の走 代 m 向傾斜はほぼ同じことから平行不整合であると考えられる 不整合 中 姫 姫浦層群の厚さは約 400mで下限は不明で 礫岩 後 400 アンモナイト ある 砂岩泥岩互層が主であることより 浅 砂岩 期 浦 m イノセラムス い海で堆積していた土砂が地震などが引き金 泥岩 生 白 以上 サンゴ となり雪崩のように海底斜面を下り より深 砂岩泥岩 亜 層 サメの歯 いところに再度堆積したと考えられる 姫浦 火山堆積物 紀 下限 の化石 層にはスランプ褶曲が見られることから姫浦 変成岩 代 群 不明 層群が堆積した当時 海底地滑りや地震など 整合 が起きたこと考えられる 不整合 不整合 不 不 肥変 不 姫浦層群の下部は宮原花崗閃緑岩 蛇紋岩 肥後変成岩が分布している 肥後 明 明 後成 明 変成岩として 結晶質石灰岩 片麻岩が観察される 結晶質石灰岩は雨水によ 岩 る風化 侵食により 鍾乳洞を形成している ( 権現山鍾乳洞 ) 箇所がある 図 2 調査した地域の模式柱状図 図 1 の調査した露頭の柱状図をもとに模式柱状図を作成した - 4 -

5 (3) 図 2 の模式柱状図をもとに宇土半島周辺の地質図や地質断面図を作成した ( 図 3 図 4 参照 ) 図 図 4

6 (4) 調査地域から化石は新生代の赤崎層と白岳砂岩層 中生代の姫浦層群から見つかった 白岳砂岩層と赤崎層から 巻貝は Turritella Faunus の2 種類 二枚貝は Anomia Callista Corbicula の3 種類 その他に巣穴の化石が見つかった 姫浦層群からはアンモナイトは Eupachydiscus Gaudryceras tenuiliratum Yabe Polyptychoceras の3 種類 イノセラムスは Inoceramus japonicus Inoceramus ezoensis Inoceramus balticus Inoceramus higoensis Inoceramus amakusensis の5 種類 三角貝は Pterotrigonia obsolete Nakano ( 転石 ) の1 種類 イノセラムス 三角貝以外の二枚貝 Glycymeris amakusensis Nagao と Fenestricardita ovata Tashiro の2 種類 そのほかにネズミザメの歯 Genus cretolamna Gluckman ヤスリツノガイ Fissidentalium サンゴ Fossil Coral が見つかった 化石 4 Callista ユウカケ ハマク リの仲間 化石 3 Anomia ナミマガシワの仲間 化石 1 化石 2 化石 5 Turritella キリカ イタ マシの仲間 Faunus Corbicula シジミ貝の仲間 化石 6 化石 7 化石 8 化石 9 Inoceramus ezoensis Inoceramus balticus Inoceramus higoensis Inoceramus amakusensis 化石 10 化石 11 化石 12 化石 13 Eupachydiscus haradai Polyptychoceras Gaudryceras tenuiliratum Glycymeris amakusensis Nagao タマキカ イの仲間 化石 14 化石 16 化石 17 Genus cretolamna Gluckman 化石 15 Fossil Coral Pterotrigonia obsolete Nakano サメの歯 Fissidentalium.sp サンゴ 三角貝 ツノガイの仲間 - 6 -

7 図 5 1から17の番号は化石が出た露頭黄色が新生代である赤崎層 白岳砂岩層緑色が中生代である姫浦層群 - 7 -

8 新 新新新新新新新中中中中中中中中中 時代生生生生生生生生生生生生生生生生生 代 代代代代代代代代代代代代代代代代 露頭番号 巻 Turritella 貝 Faunus 二 Anomia 枚 Callista 表貝 Corbicula 1 化石が出る種類 時代と露頭の関係イInoceramus ezoensis Inoceramus balticus Inoceramus higoensis Inoceramus amakusensis Inoceramus japonicus Eupachydiscus haradai Polyptychoceras Gaudryceras tenuiliratum Glycymeris amakusensis Nagao Genus cretolamna Gluckman サメの歯 Fissidentalium.sp ツノガイ Fossil Coral サンゴ ノセラムスアンモナイト - 8 -

9 (5) 露頭を観察した結果から 板状節理 柱状節理 砂岩泥岩互層 スランプ褶曲 断層 褶 曲 リップルマークが見られた 写真 2 板状節理写真 3 砂岩泥岩互層 写真 4 スランプ褶曲写真 5 スランプ褶曲 写真 6 断層写真 7 リップルマーク 写真 8 リップルマーク写真 9 不整合 - 9 -

10 (6) 露頭を観察した結果から 板状節理 柱状節理 砂岩泥岩互層 スランプ褶曲 断層 褶曲 リップルマークが見られた これらの構造がどのようにして形成されたかを実験により検証してみる 実験 1について宇城市三角町西部 ( 三角岳 ) の安山岩には板状節理が上天草市松島町高杢島の安山岩や宮崎県高千穂や矢部町の通潤橋の溶結凝灰岩や呼子の七つ釜の玄武岩や南阿蘇のデイサイトでは柱状節理が観察されるが 龍ヶ岳町樋島の花崗岩や龍ヶ岳町大道の松ヶ鼻の閃緑岩は板状節理や柱状節理が観察されない 板状節理や柱状節理はマグマの冷え方の違いに関係するのではないかと考えられる そのため デンプン 水 エタノールなどの混合物を使って どのようにして板状節理や柱状節理が形成されたかを実験してみる 実験 2について姫浦層群には砂岩泥岩互層観察される 砂岩泥岩互層がどのように形成されたかを実験により検証する 実験 3について姫浦層群にはスランプ褶曲が観察される スランプ褶曲はどのように形成されたかを実験により検証する 実験 4について姫浦層群には断層が観察される 断層はどのように形成されたかを実験により検証する 実験 5について戸馳島の姫浦層群中に褶曲 ( 向斜 ) があると推定できる 褶曲はどのように形成されたかを実験により検証する 実験 6について龍ヶ岳町の椚島ではリップルマーク ( 漣痕 ) が観察される リップルマークはどのようにして形成されたかを検証実験をし リップルマークから古環境を推測する ( ア ) 板状節理 柱状節理の形成実験実験 1 宇城市三角町西部 ( 三角岳 ) の安山岩 ( 写真 10) には板状節理が上天草市松島町高杢島の安山岩や宮崎県高千穂や矢部町の通潤橋の溶結凝灰岩や呼子の七つ釜の玄武岩 ( 写真 11) では柱状節理が観察されるが 龍ヶ岳町樋島の花崗岩や龍ヶ岳町大道の松ヶ鼻の閃緑岩は板状節理や柱状節理が観察されない 板状節理や柱状節理はマグマの冷え方の違いに関係するのではないかと考えられる そのため デンプンと水の混合物を使って どのようにして板状節理や柱状節理が形成されたかを実験してみる 写真 10 三角岳の板状節理 写真 11 呼子の七ツ釜の柱状節理 角閃石安山岩 玄武岩

11 水とデンプンを使って節理の大きさの違いを観察する実験方法デンプン40gと水 40gをそれぞれ混合し シャーレに入れる シャーレは電球から10cm 20 cm 30cm 40cm 50 cmの距離に置く 電球は2 日間点灯させておく また シャーレ写真 12 実験 1をやっていには電灯を当てないものも準備するようする 2 日後デンプンと水の混合物写真 13 のようすを観察する 実験はそれ実験 1の実験装置ぞれ10 回ずつ行う 実験結果電球からの距離と水の減少量と節理の個数は表 2となった 写真 14から写真 19がシャーレ内に形成された節理である 写真 14 実験 1 結果写真 15 実験 1 結果写真 16 実験 1 結果 電球からの距離 10 cm 電球からの距離 20 cm 電球からの距離 30 cm 写真 20 電球から 30 cm 離したときにでき た節理 写真 17 実験 1 結果写真 18 実験 1 結果写真 19 実験 1 結果 電球からの距離 40 cm 電球からの距離 50 cm 電球を点灯しない場合

12 電球からの 節理の 節理の1 個の平均 1 日あたりの水の平均減少量 (g) 距離 (cm) 平均数 ( 個 ) 断面積 (mm 2 ) 1 日目 2 日目 3 日目 4 日目 5 日目 合計 蒸発 10cm 725 個 5.3 mm g 5.1g 0.1g 0g 0g 39.7g 速度 20cm 672 個 5.7 mm g 11.4g 1.1g 0g 0g 39.8g 速い 30cm 305 個 12.6 mm g 12.0g 10.8g 2.1g 0.3g 39.8g 40cm 151 個 25.5 mm g 11.5g 10.4g 6.7g 0.1g 39.7g 50cm 74 個 52.0 mm 2 9.3g 10.9g 9.1g 7.7g 1.5g 38.5g 電球なし 48 個 80.1 mm 2 6.1g 5.3g 5.2g 4.9g 5.2g 26.7g 遅い 表 2 実験 1の結果から 電球からの距離と水の平均減少量と節理の個数の関係 シャーレは直径 7cmのもを使用した ( シャーレの断面積は 35mm 35mm π で求めら れる ) 柱状図 1 個の平均断面積 (mm 2 / 個 )=シャーレの断面積(mm 2 ) 節理 の平均個数 ( 個 ) で計算を行った 節理 1 個の断面積 (mm2) 電球からの距離と節理の断面積の関係 10cm 20cm 30cm 40cm 50cm 電球なし 電球からシャーレまでの距離 (cm) グラフ 1 実験 1 の結果電球からシャーレまでの距離と節理の断面積の関係 実験の考察節理の実験から 電球からの距離 ( 水の乾燥速度 ) と節理の断面積は関係があることがわかった 電球からの距離が離れると水の蒸発速度が遅くなり 節理の断面積が大きくなることがわかった また 電球を当てない場合は 水は自然乾燥となり 乾燥速度がもっとも遅くなる その場合 節理の断面積は最も大きくなった デンプンに対しての水の乾燥速度とマグマの冷却速度は同じような関係があると考えられる マグマが地下深くでゆっくり冷えた場合 深成岩になるが この場合には柱状節理や板状節理ができない デンプンと水の混合物から 水がゆっくり蒸発した場合は節理の断面積が大きくなり 節理はできにくくなると考えられる マグマが地表付近で急に冷え固まるときに柱状節理や板状節理は形成されると考えられる

13 ( イ ) 砂岩泥岩互層の検証実験実験 2 姫浦層群には砂岩泥岩互層が観察される 砂岩泥岩互層はどのように形成されたかを実験 2により検証する 実験方法 2 種類の砂と水を2つのペットボトルの中に入れ 写真 20のような装置を組み立てる ペットボトルの中身を左右によく振って 砂と水をよく混ぜる 砂は片方のペットボトルの中に入っている状態にしておく 砂と水の入っ写真 20 たペットボトルをよく振りな実験 2の実験装置がら 何回かに分けて もう一方のペットボトルに流しこ写真 21 む 写真 21が砂と水を流し実験 2を行っている入れているようす ようす 実験結果粒が大きい砂が下に 粒が小さい砂が上に堆積する 砂と泥を流し入れた回数の分 大きい砂と小さい砂の互層ができあがる 写真 22 実験考察砂岩泥岩互層は乱泥流 ( 混濁流 ) によって堆積した乱泥流堆積物 ( タービライト ) であることが考えられる 何度も乱泥流を繰り返すことにより砂岩層と泥岩層をリズミカルに繰り返すと考えられる 茶色 - 砂 白 - 泥を 5 回繰り返し ている (5 回に分けて流し込んだ ) 写真 22 実験 3 の結果

14 ( ウ ) スランプ褶曲 ( 層内褶曲 ) の検証実験実験 3 姫浦層群にはスランプ褶曲が観察される スランプ褶曲はどのように形成されたかを実験 3により検証する 実験方法蜂蜜に少量の水を入れ ハンドミキサーを使って 中に気泡を入れ 蜂蜜内部を観察しやすくし 蜂蜜に流動性をもたせる 蜂蜜が入った容器を少し傾ける 写真 23は実験 3の観察装置 実験結果容器を少し傾けると 蜂蜜が流れ出し 蜂蜜内部に スランプ褶曲のような褶曲模様ができあがる 写真 23 実験 3の実験装置 スランプ褶曲のような模様 ( 写真 24) を観察することができる 実験考察 スランプ褶曲 ( 層内褶曲 ) は地層が柔らかいときに 地殻変動や地震や海底地滑りなどに よりできると考えられる 写真 24 蜂蜜内の気泡により スランプ褶曲の模様 ができあがる ( エ ) 断層ができる検証実験実験 4 姫浦層群には断層が観察される 断層はどのように形成されたかを実験 4 により検証する 写真 25 姫浦層群中の断層写真 26 姫浦層群中の断層

15 実験方法紙粘土を薄い板の上でのばし 紙粘土が乾いたところへ カッターでうすく切れ込みを入れる 切れ込みを入れた後 写真 27から写真 30のように両サイドに板を引いたり押したりしてどのようになるかを観察する 実験結果 考察断層ができるメカニズムは 固まった地層に 地殻変動により 両サイドから 引く あるいは 押す と断層ができあがることがわかった その際 引く と正断層 押す と逆断層になる 写真 27 写真 28 固くなった紙粘土の表面にカッターナイフで薄く 切れ込みを入れて正断層になったおき 左右から強く引いてみる 写真 29 写真 30 固くなった紙粘土の表面にカッターナイフで薄く 切れ込みを入れて逆断層になったおき 左右から強く押してみる ( オ ) 褶曲ができる検証実験実験 5 図 3 図 4 の地質図及び 地質断面図等より 調査区域には褶曲が ( 背斜と向斜 ) あると 考えられる 褶曲はどのように形成されたかを実験 5 により検証する 実験方法固まっていない紙粘土を両サイドから押してみる実験結果固まっていない柔らかい紙粘土を両サイドから 押してみると褶曲ができる その際 下に曲げられると向斜 上に曲げられると背斜ができあがる 図は向斜である 写真

16 実験考察褶曲は 地層が柔らかい状態のとき 両サイドから押されるとできあがる 三角町の戸馳島の南側には北東から南西方向にかけて向斜軸が見られるが これらの褶曲はまだ地層が固まっていない状態のとき左右から押されて同時に形成されたと考えられる 褶曲は地層がまだ柔らかいときに 地殻変動により両サイドから押されるとできあがると考えられる スランプ褶曲 ( 層内褶曲 ) は地層が柔らかいときに 地殻変動や海底地滑りなどによりできると考えられる 背斜向斜 写真 31 粘土を両サイドから押す ( カ ) リップルマークができる検証実験実験 6 龍ヶ岳町の椚島ではリップルマーク ( 漣痕 ) が観察される リップルマークはどのようにして形成されたかを実験し リップルマークから古環境を推測する 実験方法ペットボトル内に砂場の砂を200gと水を 1.2 リットル入れて ペットボトルを横にして砂が沈んでしまうまで待つ 沈んでしまったら右図のようにつねにペットボトルを静かに10 分間左右に揺らし ペットボトル内の砂を観察する 写真 32 ペットボトルを揺らしているようす実験結果砂の表面にリップルマークと同じ模様ができた 模様の感覚は 1.5 cmであった ペットボ 1.5cm トルを揺らした向きに垂直にリップルマークの模様ができあがった 写真 33 実験後の砂の表面のようす実験の考察これらの結果からリップルマークは波によって海底の表面につけられた模様であることが考えられる 宇土市の御輿海岸の干潟の模様と類似している また リップルマークの模様

17 は波の方向と直角にできることがわかった このことより姫浦層群で観察されたリップルマークから当時の陸地を推測することができる 波は陸地 ( 海岸線 ) に対して垂直にできるため そのことを利用して図の実験装置を利用して陸地の方角を推測すると中生代白亜紀の時代には陸地は龍ヶ岳から見て 北西か南東の方角にあったことが推測される 推測される 写真 34 御輿海岸の干潟写真 35 リップルマーク測定装置写真 36 リップルマーク 宇土市網田の御輿海岸の干潟の模様がリップルマークに類似している 陸地に対して波は垂直に流れ 干潟の模様は陸地 ( 海岸線 ) と平行に形成される リップルマークから陸地を測定する器具 この装置から陸地の方向は N 60 W( 北西方向 ) かS60 E( 南東方向 ) ということが考えられる 地層の走向傾斜は N30E リップルマークの向きは N10W 陸地の向きは N80W 40W 10W 40W

18 5 考察地質調査からわかったこと (1) 堆積岩では下部から姫浦層群 赤崎層 白岳砂岩層 教良木層が分布し 姫浦層群と赤崎層の関係は不整合 赤崎層と白岳砂岩層 白岳砂岩層と教良木層の関係は整合であると考えられる 高杢島や三角岳では教良木層に角閃石安山岩が貫入して 溶岩ドームを形成したと考えられる (2) 姫浦層群と赤崎層の境界は不整合であるため 姫浦層群から赤崎層へと層が変わる際は大地が隆起 沈降したりして 大規模な地殻変動があったと考えられる (3) 白岳砂岩層は所々数 cmの丸みを帯びた礫を挟み 礫には石英や長石を多く含み 黒雲母を含んでいることもある このことから当時 遠く離れたところに花崗岩があり その花崗岩が風化 侵食され 現在の場所まで流水のはたらきで運搬されてきて 堆積したと考えられる 化石からわかること (1) 姫浦層群に見られるアンモナイトやイノセラムスなどは上部の赤崎層や白岳砂岩層にはまったく見られない 上部の赤崎層や白岳砂岩層に見られる巻貝や二枚貝の化石は下部の姫浦層群には見られない 中生代から新生代に時代が変わる際に生息する生物が大きく変わることから 大規模な環境の変化があったことが考えられる (2) 姫浦層群から示相化石であるサンゴの化石が出ることから 当時は暖かく浅い海だったことが考えられる (3) 赤崎層や白岳砂岩層が堆積した時代はシジミ貝の仲間である Corbicula がいたことから 汽水や淡水の環境だったと考えられる 検証実験から考えられること (1) 実験 1より 板状節理や柱状節理はマグマが地表付近で急激に冷やされるときに形成されるため 深成岩には形成されないと考えられる デンプンに対しての水の蒸発速度遅い速いマグマの冷え方遅い ( 深成岩 ) 速い ( 火山岩 ) 柱状節理 板状節理できない大きい小さい (2) 実験 2より 砂岩泥岩互層は乱泥流によって堆積した乱泥流堆積物であることが考えられる (3) 実験 3より スランプ褶曲は地層が柔らかい状態の時に 海底地滑りや地震により 形成されたと考えられる (4) 実験 4より 断層は地殻が押されたり 引いたりして形成されたと考えられる (5) 実験 5より 褶曲は両サイドから押されたときに形成されたと考えられる (6) 実験 6より リップルマークは波によって海底の表面につけられた模様であることが考えられ リップルマークの模様によって陸地の方向が推定できる

19 宇土半島とその周辺の形成 (1) 図 3 図 4 の地質図 断面図から 宇土半島の地層は次の ( ア ) から ( オ ) のようにして形成されたと考えられる ( ア ) 宇土半島は中生代の時代には海底にあった 海底に姫浦層群のもとになる砂や泥が堆積した 何度も乱泥流を繰り返すことにより砂岩層と泥岩層をリズミカルに繰り返し 砂岩泥岩互層が形成された 地層が柔らかいときに 地殻変動や地震や海底地滑りなどによりスランプ褶曲 ( 層内褶曲 ) ができた ( イ ) 海底に堆積した地層が陸上に隆起する 陸上に現れた部分は流水のはたらきによって侵食された このとき不整合面ができあがる ( 上部の層と下部の層の走向 傾斜が等しい )( 平行不整合 ) 侵食された部分は礫として残る この礫が赤崎層の最下部を形成する礫岩となる ( ウ ) 再び 大地は沈降し 海底に沈む その後 赤崎層や教良木層のもとになる砂や泥が堆積する 白岳砂岩層のもとになる砂が堆積した当時の環境は 淡水が混じった海水 ( 汽水 ) 域から潮の満ち引きがあるような浅い海 ( 砂浜 ) だったことが考えられる 白岳砂岩層の中に含まれる礫は円磨された石英や長石が観察されるため 当時 花崗岩が風化 侵食され 宇土半島まで運搬されてきたと考えられる 大地が両サイドから押されて 褶曲が形成された ( エ ) 再び これらの地層が地殻変動により 傾きながら隆起し 陸上に現れた ( オ ) 火山活動により 溶岩ドームが形成され 火砕流や土石流により 凝灰角礫岩が堆積し 現在の宇土半島が形成された

20 7 参考文献 岡部 鷹司 (2001) 御所浦白亜紀資料館報 熊本県版理科学習資料 暁教育出版 熊本県高等学校教育研究会地学部会 熊本の自然をたずねて (2009) 嶋村 清 (1997) 御所浦の地質 田代 正之 (1997) 天草の地質と化石 南の風社出版 日本の地質 九州地方 (1992) 共立出版 吉本 浩 (1985) 熊本県天草郡河浦町一町田周辺の地質 熊本大学理学部進級論文 理科 1 年生 大日本図書出版 インターネットのホームページで 天草の地質について調べたアドレス 8 謝辞 4 年前からこの研究に取り組んでいるますが フィールド調査やまとめなど科学部の顧問吉本教 諭には種々ご指導いただきました 大変お世話になりました 厚くお礼申し上げます

21 写真 37 露頭番号 1 写真 38 露頭番号 1 写真 39 露頭番号 2 写真 40 露頭番号 2 姫浦層群姫浦層群断層木片化石姫浦層群スランプ褶曲 写真 41 露頭番号 2 写真 42 露頭番号 3 写真 43 露頭番号 4 写真 44 露頭番号 4 姫浦層群フトン岩姫浦層群巣穴の化石姫浦層群不整合 写真 45 露頭番号 4 写真 46 露頭番号 5 写真 47 露頭番号 5 写真 48 露頭番号 7 赤崎層基底礫岩凝灰角礫岩安山岩凝灰角礫岩 写真 49 露頭番号 10 写真 50 露頭番号 12 写真 51 露頭番号 13 写真 52 露頭番号 14 上部凝灰角礫岩赤崎層白岳砂岩層赤崎層 写真 53 露頭番号 16 写真 54 露頭番号 17 写真 55 露頭番号 17 写真 56 露頭番号 19 白岳砂岩層白岳砂岩層巣穴姫浦層群赤崎層

22 写真 57 露頭番号 20 写真 58 露頭番号 21 写真 59 露頭番号 22 写真 60 露頭番号 23 赤崎層不整合姫浦層群姫浦層群 写真 61 露頭番号 24 写真 62 露頭番号 105 写真 63 露頭番号 113 写真 64 露頭番号 109 白岳砂岩層教良木層教良木層板状節理安山岩 写真 65 露頭番号 109 写真 66 露頭番号 127 角閃石安山岩溶岩ドーム凝灰角礫岩 写真 67 写真 68 写真 69 写真 70 三角町の安山岩高杢島の安山岩高千穂の溶結凝灰岩通潤橋の溶結凝灰岩 板状節理が観察される柱状節理が観察される柱状節理が観察される柱状節理が観察される 写真 71 写真 72 写真 73 呼子の七つ釜玄武岩樋島の花崗岩大道松ヶ鼻の閃緑岩 柱状節理が観察される柱状節理は見られない柱状節理は見られない

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