蕊識幾．

｢研究」底痕による地層の堆積環境の研究

− 天 草 の 古 第 三 系 の 底 痕 に よ る −

l は じ め に

この研究は、昭和55年度科学教育研究生 として熊本大学教育学部地学教室に在室中お

こなったものである。

一般に、地層の表面や下面に認められる堆 積物の堆積過程で形成された模造を、地層の 外部堆積構造という。外部堆積構造は、単層 の底面（下面）に見られる底痕（ソールマー ク）と表面（上面）に見られる表痕（トップ マーク）とに分けられている。以下に各種資 料を参考して、底痕や漣痕について定義づけ

られていることを述べる。

底痕は、砂岩（ときには石灰岩）の層の下 底面(sole)の上に見られる堆積時にできた マークである。一部は底生動物の動き跡また は住み跡（生痕）であるが､大部分は、砂を 運搬した堆積流（水流）が水底の泥の表面を 侵食してできたえぐり跡またはこすり跡（流 痕）や地層堆積後、堆積面にかかる荷重が部 位によって異なるために引き起こされる地層 面の変形の結果として生じた荷重痕（ロード キャスト）などである。堆積物が固化後に露 出すると下位の泥岩層は侵食され消失するた め堆積時にできたマーークは、上位の砂岩層の 下底面に突き出したキャストとして保存され る。泥の表面にできたくぼみ跡そのものだけ をマークまたはマーキングともよび、それを 埋めた砂のキャストと区別することもあるが、

キャストとマークの使い分けをしないことも ある。この研究では区別して使用した。

流痕は削痕（スコアマーク）と物痕（トウ ールマーク）とに大別できる。前者は堆積流 自身の侵食作用による水底の泥のえぐり跡で あり、フルートキャストがその代表である。

後者は堆積流により引きずり動かされる物体

牛 深 中 学 校 石 井 二 三 男

が水底の泥の表面に作った、こすり跡および えぐり跡で、グループキャストがその代表で ある。荷重痕（ロードキャスト）は、砂の厚 さの不均一により生じた差別荷重の変形と考 えられるが、成因の決定できない場合が多い。

上述してきた底痕とは別に、表痕の代表は 漣痕（リップルマーク）である。漣痕は、海 底に堆積していた砂質砕屑物の表面を流れる 海水によって、砕屑物の層の表層部の粒子が 移動したため作られた模様である。漣痕は砂 粒を動かす力の違いや平面的な形の違いによ

って表一2のように分けられるが、一般に、

非対称型漣痕と舌状漣痕とよばれるものが多 く見られるようである。

これらを観察することによって、堆積岩の 生成時における古環境の推定や過去の水流の 方向（古流向）を知ることができる。さらに 激しい地殻変動を受けた地層の上下判定に役 立てることができる。

この研究では底痕を手がかりに古環境の推 定を主目標にして進めてきた。まず天草にお ける底痕の産地(Fig．−2)を見つけ、産出 した各種底痕を分類することからはじめた。

下島西海岸の白亜系からはわずかにしか産し なかったため今回は、古第三系の底痕に限定 した。成因や環境を理解するために産出した 底痕は現在 口付近の泥上に残されている マークと対比させることを試みた。天草の底 痕であるから教材化という立場から天草の川 を調べたが対比できるような多くのマークは 得られなかった。そこで干潟や洲がよく発達 する緑川（一部、浜戸川）、白川及び坪井川 の河口を調べることにした。これらの干潟に は各種のマークが残されていた。両者は時間 的にも空間的にも比較にならない規模である

−2−

2天草における底痕の層位岩相 天草の古第三系については、過去に於て多 くの研究者から報告され、現在も尚研究の蓄 積がなされている。

以下述べる層位岩相はそれまでの研究をまと めた熊本地学会誌恥28天草の地質や熊本地質 巡検ガイドブックを主にしている。古第三系 は姫浦層郡以下の基盤岩類(Fig‑2)を不整合 におおい、それらは表‑1のように区分され ている。上島の赤崎層と白岳砂岩層は下島で は明石岬層に対比され、両者は同時異相の関 係にある。教良木層、坂澗II層はさらに細か く分けて記述されている事があるがこの研究 では表‑1のようにして使った。天草におけ る底痕は白岳砂岩層、教良木層、砥石層より 産した。白岳砂岩層は白色アルコース砂岩層 である。石英、長石の砂粒に富む粗粒砂岩層 で花尚岩や片麻岩分布地域に接近した海浜堆 積物であろうと言われている。この砂岩層に は一般にクロスラミナがよく発達する。この 砂岩層は、大矢野、松島、上島東海岸、それ に厚さは減ずるが下島にも分布している。下 島での海進は、波多江(I960)によれば上島で の赤崎層堆積時にはじまり、南西〜北東へ進 行している。教良木層は上島、下島に分布し ている黒色頁岩相である。黒色の細粒泥質物 でしばしば10,‑100c"の砂岩と細互層をなし、

異常堆積構造、石灰質団球を伴い、海緑石を 含む砂岩の層も見られる。この異常堆積構造 は宇土半島はじめ各地の教良木層にも認めら れる。有孔虫や遊泳性二枚貝化石の産出から 公海性の堆積物であろうと推定されている｡

教良木層上部の海緑石砂岩層の中や上、下の シルト岩からは二枚貝や巻貝を産する。なお 底痕を産する地層の上、下には決して大規模 なものではないが、ほとんどクロスラミナが 発達している。この教良木層堆積時には海進 はピークに達している（波多江1960)。下島 の広い範囲にわたって分布する砥石眉は、天 草の主要爽炭層となっている。下部は海緑石 砂岩を含む浅海性に富み、主部は石炭層など

表−1天草における古第三系の層序表

２■ロ■■

■・唖

勇

(序表は鮪本地学会誌NO28老引用）

をはさむ湿地性の岩相を示している。この砥 石層は堆積時に海退時を示し、坂瀬川,薗積時 に海は再び広く侵入している（波多江,I960),

3天草における底痕および漣痕の分類 天草における底痕および漣痕の分類は表一 2の通りである。尚、底痕の同定は主に、R tter&Pettijohn(1963)とPe11ijoh n&Potter(1964)によった。底痕を9ケ 所、漣痕を3ケ所の地点で観察採集した。底 痕の観察には露頭がよく、地層面にそって追 跡できる必要があるので海岸が適している。

産出した底痕は代表的なものをスケッチにし てPlatel,Iに表わした。以下、産した主な 底痕について前述した文献等を参考にして述

べ る 。

(1)削痕（スコアマーク）類

・フル←‑トキャストFlutecast(PlateI‑l‑､‑4) 上流側末端は急にもりあがり、その頂点 から下流側に向かって次第に低くなり幅を 広げながら地層面に漸移している。上流端

は円錘状の平面輪郭を示すもの(PlateI‑2)

− 4 −

坂麺川■ 璽 負

一 町 田 砂 岩 用

１１月ｑＥ刀届

( 下 島 白 岳 砂 岩 ■ 赤 膚 画

<上島）

明 函 用

中生

古生馴 基 壁 岩 類

コルク栓抜き状にねじれたもの(Platel‑l) 等、下流端は非常に細長いもの(PlateI‑2) 幅広いものなどがある。幅と長さの割合や 大きさはさまざまであるが、キャストの頂 点は常に上流端の近くに偏在し、堆積時の 水流の方向を明確に示している。Platel‑l のように大きいキャストはあまりなく、教 良木屑中のほとんどのものが小さなもので それはデリケートフルートキャスト(Pott

er&PettiJohn,1963)として分類した。

・ファローキャストFurrowcast(PlateI一ケ､‑8) 大変小さなキャストで、細い溝状になり とちゅう二またに分かれ全体としてはPlat eI‑7の様に連続している。一見しただけ では、どちらが上流端か分からないが注意 深く見ると、上流端はややもりあがってい るので、この事から水流の方向は分かる。

しかし、このキャストは小さいので非常に

狭い地域でも起こり得ると考えられ、この 水流の方向が即その付近全体の地層の堆積 流の方向であると断定するには問題がある と思われる。このタイプのキャストは非常 に多く産したがファローキャストとフルー トキャストの中間的なものがあり、それら はファローフルートキャスト(Potter&

Pettijohn,1963)として分類した。これ らのキャストにはロードキャスト化してい るものも見られた。またよく知られた流痕 としてクレッセントキャストがあるが見出

せなかった。

②物痕（トウールマーク）類

・グループキャストGroovecast(PlateI‑1β）

水底の泥をこすり、削ったため生じた溝 またはすじ（グルーブマーク）に対応する キャスト。この溝は、地層の堆積時に運ば れてきた、砕屑物質中の、物〃によってつ

表−2天草における底痕および漣痕の分類

●：多産・◎：普通・○：希に産する 産地番号はFig‑2に対応

−5−

− 竜 一 雲 遅 量 ^{1 2 』 』】■ 9 10 工 ：1 古 流 向}

底

＝

狼

流浪 ^削痕

牧舎狼変形痕荷重痕

フ ル − ト キ ヤ ス ト デリケートフルートキャスト フ ア ロ ー フ ル ー ト キ ヤ ス ト フ ァ ロ ー キ ヤ ス ト ク レ ッ セ ン ト キ ャ ス ト グ ル − プ キ ャ ス 1

ド ラ ヅ グ キ ャ ズ 1 パ ウ ン ス キ ヤ ス I ブ ラ シ シ ュ キ ヤ ス ト プ ロ ツ ド キ ヤ ス ト フ ロ ン デ セ ン ト キ ャ ス ｝ ス モ − ル キ ヤ ス ト リ ツ プ ル 状 ロ ー ド キ ャ ス ト 小 波 状 ロ ー ド キ ヤ ス ト こ ぶ 釈 ロ ー ド キ ヤ ス ト 各 種 ロ ー ド キ ヤ ス ト

q 0 q

C C C C C

q

◎ C

○

○

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◎

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● ○

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方 債 方 宿 方 向 方 直 方 喧 方 位 方 位 方 位 方 向 方 向

表痕 連痕 対 称 型 1

非 対 称 型，ﾄ ツ プ ル マ ー ク ヌ 舌 》 b

○ C ●

ｰ −

…

○ ● ◎ ● 方 向 方 向

削 痕 類

PlateI

､聯¥I．認き 諭蝿⁝

●︲︒■心ぺ恥一画唖申

P I 2 3 4 5^■■ α丁

L−L3−i−Ljm

1．フルートキャスト(産地宮地浦〕 2．フルートキャスト(産地久玉）

尽

0 1 2 3 4 5^叩 _dT

3 ． デ リ ケ ー ト フ ル ー ト

キ ャ ス ト （ 匿 鈍 久 玉 ） 4 ． デ リ ケ ー ト フ ル ー ト

キ ャ ス ト （ 産 地 女 岳 南 岸 】

己雷さ唾轟遥罰

o n 0 1 2 3 4 5

﹄一一一一一一一一一一一一〃叩玉

5 ． フ ア ロ ー フ ル ー ト

キヤスト(産地久玉） 6．フアローキヤスト(産地久

琴 萎 琴

0I23^Sen)

7．フアローキヤスト(産地久玉）

91？￥1？〔、

8．フアローキヤスト(産地久玉）

− 6 −

ｅ恥癖

Ｐ

物痕・荷重痕類

一読や鶴︾一 繊

冊 壇 917141．，

1．A:ドラッグ巳：バウンス

C:プロツドキヤスト.陸地久玉）

2.A:バウンスキヤスト(産地女岳北岸）

IFG,心.『

酔凸日銘庇恥γ︲０

鰯騒譲蕊騨醗寒蕊

0j23^Son

F 1 ､ 正

4．プロッドキヤスト(産地女岳南岸）

3．グループキャスト(産地下平）

鱒 蝋

瀬雷踊

蹴費鋤欝

懸 聴 聴蝋蟻灘

9I3V1−Fcm

6．小波状ロードキヤスト

〈産地女岳南岸）

21？11−−7．，

5 ． リ ッ プ ル 状 ロ ー ド キ ヤ ス ト

（産地女岳南岸）

蕊識幾．

……蒙喜藍『職驚琴醇

繍 寮 』 識 域

0 I 2 3 4 5 c m

8 ． 波 状 ロ ー ド キ ヤ ス ト

（ 産 地 久 玉 』 7．こぶ状ロードキヤスト

（ 産 地 大 浦 ）

−7−

PlateIII

1．フルートキャスト（宮地薫海岸） 2．ファローキャスト（下平海岸と

ろ．ブロッドキャスト他（女岳南海岸う 4．グループキャスト（下平海岸一

5．小波:伏ロードキャスト（女岳南海岸 6．リップルマーク状ロードキャスト（女岳南海岸）

スフアローキヤスト他各種底痕産地（女岳南海岸＞ 8．クロスラミナ産地（大浦海岸一

− 8 −

けられた削り跡と考えられている。削り跡 をつけた珊物〃としては、岩魂、操、砂粒 のほか、植物片、魚骨などが考えられてい る。底面では直線状の隆起部となっている。

隆起部の表面には、さらに細い条線状の隆 起部が見られることもある。全体として、

非常に浅く、まつすぐに伸びた高まりがあ り高さも一定で、流れの方向は決められな い。もっとも普通に見られる底痕といわれ ているが産出例は少ない。堅い物体による えぐりあとはドラッグキャスト(PlateI‑

1,4)とよばれている。

、バウンスキャストBouncecast(Platell‑1,2) 中心部が最も高く幅が広い。両端に向か って高さも幅も減少している。泥の表面に 帆物仙が低角度でぶつかり生じた泥のへこ みのキャストと考えられている。水流の方 位はわかるが方向は分からない。非常に小 さいキャストでわずかし力錘しなかった。

、プロッドキャストProdcast(PlateH‑M) 底面では細長い隆起部となっており、一 端から次第に幅が広くなっている隆起部で

もっとも幅が広くなる部分の縁に側まくれ こみ〃があるのが特徴で、その端末はしば しば曲がっていることがある。水底の泥に 突きささり泥をすぐ起こしてできたへこみ のキャストといわれ、フルートキャストと は反対にもっとも高い部分が下流側である。

③荷重痕Loadcast(PlateⅡ−5〜8) 荷重痕の成因は前述した通りであるが流 痕などがロードキャスト化しているものも 多数見られる。Platefl‑Tはおそらく、

ファローキャストがロードキャスト化した のではないかと考えられる。Platell〜5,6 は教良木層に特徴的に産する。一見すると

リップルマークのようだが底痕である。お そらくリップルマークなどの変形したキャ ストと考える。荷重痕は流痕と異なって方 向性は示さないが、古環境の推定には大変 役に立つものと考える。

4河口付近の干潟における各種マーク調査 緑川、白川、浜戸川、坪井川それに天草の 一町田川、早浦川、大宮地川の河口を調査し

有明海

量鶏 ^〃

眠 刀 回 ( 王 伽 ノ

支流(傾斜堤所.くぼ地．干潮隙

琵 、 画 息

函麗溢,琴平駕照淵

U・ユ9〔pLI卜 国斜睡，砂のZ I呼信)〜1河−1

掴

迩設省国土地理院(1979)：沿摩海嘘基礎調査報告野（頗本地区》を一部参考

− 9 −

一 一 ‑

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Fig．−4白川・坪井川付近のマークの調査 速設省国土地理院iCl979):沿蝉海域埜礎飼査報皆害伽本地区)老一部参考

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樋 一 F 浄

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Fig.‑5.緑川二町港付近 Fig.−6．緑川河口直築〜鞍鯨付近

串 昌 一

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… 鰯， 与 剰 L 里 一 馬 ■ー …

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Fig.一ス浜戸川大朗兵エ橋付近 Fig.8.白川河口新地側付近

‑ 1 0 ‑

たが、グルーブマーク以外のマークは天草の 川では観察することができなかった。運搬さ れた土砂の量、泥の量が少ないのでマークと しては残らないのであろう。そこで有明海に そそぐ川を中心にマーク調査をした。

緑川・浜戸川と白川・坪井川とでは、大部 環境がちがう。前者には泥質の荒地が多く、

そこから干潮時の水路へ二〜三段の干潟を形 成して本流に流れこむことが多い。そこには 各種のファローマークや各種のロードマーク のもとになるようなものが発達している。後 者には荒地はほとんどなくリップルマークが 大部分をしめているが、フルートマーク類も 観察することができた。

5 ま と め

底痕は地層の堆積環境を推定するうえに重 要である。緑川や白川の河口の干潟にみられ る現生の底痕と地層の底痕を比較することに よって地層中の堆積環境を明らかにするよう につとめた。また、地層の堆積環境を推定す るのに、中学生にも利用できる様に、この研 究では努力をした。この研究を通じて判明し たことを以下にまとめる。

(1)教良木層の分布は広く厚さも1000ra 前後はあり、現生のマークカ残る干潟とは 比較にならぬくら､汰きいものであるが、

調査したことをもとに堆積当時の古環境を 推定してみた。緑川の二町港付近や浜戸川 の太郎兵エ橋付近のように泥質がえぐられ、

そこから干潮時の水路へ二〜三段の干潟を 形成し傾斜して本流に注ぎ込み、至る所に 大きなくぼ地が存在していたと考えられる。

クロスラミナが小規模であるがよく発達し ていることからも分かる。本層では頁岩優 勢なところから遊泳性の二枚貝が産してい て公海性要素が強いとなっている。底痕を 産した地冒から考えて、底痕のできた当時 の深さは（砂岩泥岩がリズミカルに堆積し ているが）頁岩優勢な所程深くはなく傾斜 をしていたのではないだろうか。

②砥石層にはフルートキャスト（やや大 きい）が産し、リップルマークが多産する。

これらから現在では白川、額IIの河口それ に住吉〜長浜付近のような遠浅の海岸がず っと続いていたと考えられる。

③教材として使う場合、iｵﾛ冒から産した 底痕の量も、現生の底痕の量も多いことか らファローキャストは使えると考えている。

フルートキャストは現生の底痕に、グルー プキャストは地層から産出する量に不備が ある。これらの資料が充実すると、この二 つの底痕も教材として充分に使えると考え

ている。

今後さらに底痕の産地等をふやし古環境の 推定に役立てたい。なお、教材化が主なので この底痕を実際の授業に使ってみてさらに検 討したいと考えている。この研究には、未だ に不充分で疑問点が多く残っている。諸賢の 御批判を仰ぎたい。

6 参 考 文 献

波多江信広(1960);天草下島南半部の地質と 構造・鹿大理科報告，9号

建設省国土地理院(1979);沿岸海域基礎調査 報告書（熊本地区）

田村実．長田孝吉(1968);天草の地質，地質 図・熊本地学会誌28号

岡部博他(1968);天草の地質，古第三系・

熊本地学会誌28号

Pettijohn&Ibtter(1964);AtlasandGlos‑

saryofPrimarySedinnientaryStruc‑

tures

Potter&Pettiion(1963);Paleocurrentsand BasinAialysis

田村実(1968);天草の地質，地質のあらま し・熊本地学会誌28号

田代正之(1970);天草地方（松島町，牛深地 方）・熊本県地質巡検ガイドブック

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削 痕 類 PlateIV

1 ． フ ル ー ト マ ー ク 類 白 川 新 地 側 2．フルートマークとは少しちがうが・・・

白 川 新 地 側

ろ．ファローマーク類浜戸川太朗兵エ橋付近 4．ファローごマーク類緑川二町港付近

繕 蟹

鍵

穏 撫

典鐸F

:蕊

5．ファローマーク類緑川河口直築〜鞍鍛付近 6．ファローざマーク類浜戸川大朗兵エ橋付近

PlateIVの説明

1：極めてデリケートなフルートマーク。

流れは下から上へ。

2：泥の固まりのまわりが侵食されたクレッセントマーク。

3〜6：ファローマーク類(PlateID‑2に対応）

3：二〜三段の干潟になり本流に流れこむ。

4：緩やかな傾斜地。くぼ地へ流れる。

5：小規模のくぼ地に向かって流れこむ。

6：3〜5より荒いところのマーク。

‑ 1 2 ‑

流れは左から右へ‐

物 痕 類

1 ． グ ル ー ブ マ ー ク 緑 川 二 町 港 付 近

5.Plateill‑6ができると思われるところ 緑 川 河 口 直 築 〜 鍛 錬 付 近

5．PﾕateIl−5ができると思われるところ 緑川二町港付近

PlateVの説明

Plate1

2．バウンスマーク緑川学料付近

4．PﾕatelI‑6ができると思われるとこハ 白 川 河 口 甲 北 付 近

6．PﾕateI−8ができると思われるところ 白 川 河 口 新 地 側 付 近

1：引きずりの痕、画面右側に植物片を認めた。グルーブマーク。

2：物が低角度で泥にぶつかりできたバウンスマーク。

3〜6：各種のロードマークができると思われる干潟の模様。それぞれ非常にや

わらかい泥質の場所。

‑13−