沖縄地方の細粒土の物理的性質について(3) －宮古島, 石垣島－: University of the Ryukyus Repository

(1)

Title

沖縄地方の細粒土の物理的性質について(3) −宮古島, 石

_垣島−

Author(s)

上原, 方成; 周藤, 宜二

Citation

琉球大学理工学部紀要. 工学篇 = Bulletin of Science &

Engineering Division, University of the Ryukyus.

Engineering(17): 61-80

Issue Date

1979-03-01

URL

http://hdl.handle.net/20.500.12000/27615

(2)

琉球大学理工学部紀要(工学篇)第17号.1979年

沖縄地方の細粒土の物理的性質について (

I

)

一一一宮古島，石垣島一一

上原方成・周藤宜二本

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61 1 まえがき筆者らは，先に，沖縄島中南部 (1974)1).同北部を行なっている。一方.石垣島の土については.

f

細粒土<2，000μj のみならず，粗粒分も含めた土をも対象としている点は，従来と異なるところである。 (1978)")の「細粒土jについて，日本統一土質分類法に準じて試験を実施し，その分布特性と物理的性質の検討結果を報告した。今回は，そのシリーズとして，宮古島と石垣島における調査とその試験結果について報告する。なお，宮古島の土については、北部の土と共に，第30国土木学会年次講演会において，概要報告受付:1978年10月30日・琉球大学理工学部土木工学科両島の地形・地質条件については，他の若干の報文があり.これらを総括した筆者の報文もあるので，こ、では，参考のために，その概要を末尾に資料として添付しておく。概して，宮古島は，いわゆる V庇球石灰岩。(f疏球層群石灰岩.粘土層)で広くお、われ，その基盤として，島尻層群 (泥岩、砂岩層)がある。石垣島は，複雑な地層構成をなし.中生代の片岩，チャート，千枚岩などから，新生代の第三紀石灰岩，砂岩，頁岩，レキ岩など，第四紀の琉球石灰岩，レキ層.

(3)

62 沖縄地方の細粒土の物理的性質について

(m)

粘土層のほか.火山岩層などがずい所にみられるが、オモト山周辺を境に，北側裏石垣には古い岩層が，南 {ftlJや海岸沿いには新しい岩層が基盤として分布している。両島の土について，農業土壌的には，すでに詳しい分類がなされており，ニれも末尾に提示しておく。しかし，本報告ては.先の報告11，2)にも述べたような観点から，工学的な土の判別分類を目処として，基盤岩類または母岩系統を考慮にいれた評価を試みている。なお，今回も，原則的には.沖積層やビートなどを対象としていないが，石垣島においては，現世海岩砂，沖積砂や琉球層群中の砂質土も若干対象としている。 II 試料および試験方法試料の採取は.宮古島および石垣島のはず全域で行ない，古い層から新しい層までの岩類を基盤とする領域において，それぞれの分布地帯の代表的地点 (沖縄県地質図ー1973 をもとに.石垣烏においては.鎮西らの土壌分布図琉球の土壌と土地利用.1967を参考にして選定した)の表層土質を対象としている。採取方法は，先の報告におけると同様であり，試料土はビニール袋に入れて密封し，箱詰めにして実験室に綴入した。試験方法も，ほとんど先の報告¥1."1におけると同様であり，宮古島の土については，すぐに自然含水比を測定し，石垣島の土についてはそれを行なわず，室内で安気乾燥して試料とした。なお，宮古島の土試料については，すべて2.000μ フルイを通過したもの (日本統一分類法におけるや細粒分。とはちがう)を用い，石垣島の土試料については，レキ分も含めて粒度分析を行なった。試験行程は，比重試験をJISA1202.含水量試験を JISA1203. 粒度試験を JISA1204. 液性限界試験を]ISA1205. 塑性限界試験を]lSA1206に準じて実施することを原則とした。た、¥粒度試験における分散剤としては，トリポリリン酸ナトリウム19/ tを適用したのは，先の報告1)にも述べた理由によっている。 III 試験結果および検討 1. 院験結果試験結果を示したものが，表-1および2である。表中，均等係数および曲率係数の欄て1一印は，実験で求められなかったことを意味し，先の報告におけると同様，比重浮ひょう試験にか、わるものであり.DIO D動あるいは D田のうちいずれか "0.001酬以下で弘あることになる。また，石垣島の土について.液性限界，塑性限界の欄におけるー印は，実測困難あるいは不可能なことを意味しているn 2. 績果の検討 1 )宮古島の土について宮古島の地層構成からみて，その土質条件は，沖縄本島中南部地域の場合Ilと同様，石灰岩風化残積土系 (琉球層群由来)と泥岩，砂岩土系(島尻層群由来) とに大別できる。しかも，島尻層を基盤とし，石灰岩でお、われた島と言われるところから，前者系統の土が表層土の大勢を占めることになる。石灰岩系風化残積土の自然含水比は，はず30-47% で.島民層系の土は，それよりや、低い傾向を示し. 特に，砂岩由来の土は.20-25%と低くなっている。また，琉球層群中の粘土層(洲鎌，大野越)I

ム

27-43%と石灰岩系残積土に近い値を示しており.かつ，ほとんどの土において，自然含水比が，液性限界と塑性限界との間にあって，塑性限界の方に近擬している点、が注目されよす。たゾし，自然含水比の測定がサンプリング時点よりおくれているニとは，考慮に入れておく必要があろう。比重については，硫球層群中の石灰岩残積土は2.72 -2.85. 粘土層は 2.75-2.80であり，島民層群中のJ尼岩由来土は2.73-2.77. 砂岩由来土は 2.71-2.78となっており，両層群を比較すれば，前者の方がや、大きい傾向にあり，これは.沖縄島中南部の土においても同様でhある。粒度試験結果によると.ほとんどの1で，細粒分(< 74μ) が圧倒的に多いことがわかる。たヘ今回も均等係数または曲率係数にか‘わる問題があり，沖縄諸島の地理的，気候的条件がもたらす要素を含んでいるようである。コンシステンシ一試験結果によると .t，if球層群系の土で，液性限界の上限は約90%.下限は約55%.塑性限界の上限は約45%. 下限は約25%となっており，沖縄島中南部の向系統土のうち一部特に大きい液性限界を示すものを除けli. その範聞はせまいが.はず￨言]様の傾向を示している。もっとも，沖縄山中南部のし、わゆる琉球石灰岩の風化残積土といわれる七について，大屋らの最近の粘土鉱物等検定にか、わる報告.1)によ

(4)

Jnl球大学理工学部紀要 ( 工学篇 ) 第17号， 1979年 63 表 -1 -

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宮古島の土の粒度試験結果試料採取地￨比重レキ分開砂分陶 2，000μ 74-番号 (市町村 )

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以上 2，000μ 1 _{平良市大浦入口}

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54.4 2 11 島尻入口 2.83 0.6 3 11!誌尻南静閤 5.2 4 H 11 2.77 1.7 5 11 南静園 2.81 2.4 6 11 大浦東方 2.80 11.8 7 11 _{福山東方} 2.76 0.9 8 11 植物園北方 2.80 1.0 9 11 大野越 2.78 1.3 10 11 _野原越 ₂_.₈₃ ₁₆_.₈ 11 11 _鏡原北方 2.73 13.6 12 11 _下里_東方 ₂_.₈₁ ₁₅_.₃ 13 H 久貝北方 2.77 4.8 14 11 窟名腰 2.74 1.0 5.1 15 11 添道 2.72 3.1 16 城辺町更竹 2.77 4.5 17 H _{長問} 2.73 ₈_.₈ 18 H 力日治道 2.85 10.5 19 11 七又 2.81 5.9 20 11 _f_{中原一友利} 2.78 4.5 21 11 花切 2.76 5.6 22 上野村干代田西方 2.77 9.6 23 11 _{新里一大保} 2.78 2.5 24 11 _名嘉_t_J_I ₂_.₇₂ ₁₃_.₉ 25 下地町入江 2.82 3.4 26 11 6.7 27

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土地 2.77 0.8 28 11 与那覇 2.82 2.6 29 11

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七方 2.77 8.9 ると，ホ風化残検土q のみとするには問題があり，運積上として， /泥尼岩'石灰岩の彩響を強〈受けたのカがず' t 荷赤奇示、褐色の

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であるo一方 ' 大域Slも，琉球石灰岩，粘板岩，国頭レキ!討を母村とする土壌統の，一次鉱物，粘土鉱物の同定結果からみて.

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坑マージを単に石灰岩風化残積土と考えることに疑問を提起していることは，日JIに述べたとおりである2)，。)i:( 応尻層群系の土て0.(;土，砂岩由シルト分粘土分附均等曲率日本統一基盤 (9i) 分類 5 -74μ 5μ以下係数半径三角座標岩層 14.9 30.7

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)

池間砂岩 19.2 80.2

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一上聖子石灰岩 56.0 38.8

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(c) 砂岩池間 69.0 29.3

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友利石灰岩 36.4 51.8

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(c) 池岩間 23.7 75.3

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f大粘It'野越土 22.2 76.5

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上野 46.1 47.8 石灰岩

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(f) 平_{石灰岩}良￨_l 22.5 75.0

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)

t 聖子石灰岩 48.9 37.2

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)

11 11.8 74.8

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)

11 34.0 59.3

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)

洲鎌粘土層 65.7 33.5

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)

11 31. 9 65.5

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11 来土の液性限界はやはり低 <32-39%，塑性限界は19 -25%を示すのに対し， /尼岩由来の土はそれより高い. {直を示し，

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球層群系の土よりや3低いが，近い偵を示している。たヘ宮古

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誌の土においても，沖縄品中南部の砂岩由来の土と同様にコンシステンシ一試験実施の困難さまたは不可能なケースがある。続いて，宮古島の土質分類に関連して，その他特性も含めて検討すると，次のようなことが言えよう。図

(5)

64 試料採取地点番号 l 登野城 2 八重山農高裏手 3 真栄里 4 H 5 真栄里南東 6 平得 7 石垣空港入口 8 大浜 9

_"

10 大浜海岸寄り 11 磯辺 12 富良北方 13

_"

14 白保 15 11 16 川原 17 11 18 三和東方 19 底原 20 開南 21 カーラ岳 22 玉取崎展望台 23 船越 24 伊原間 25 明石 26 平久保北1j 27 平野西方 28 浦崎牧場 29 下地 30 野底 31

_"

32 11 33 野底小学校 34 富野 35 川平湾東部 36 If 西部 37 11 11 38 If _南部 39 If 北部 40 おがん崎 41 元名義7ングローブ 42 名蔵北方 43 名蔵川沿 44 名蔵校 45 名蔵 46 観音崎 47 観音堂東方 48 パンナ岳東方 49 オモト名蔵間 50 11 51 オモト岳入口 52 オモト部落沖縄地方の細粒土の物理的性質について(Is) 表 -1 -b Test Results of Grain Size Analysis (ISHIGAKI) 石垣島の土の粒度試験結果比重レキ分開砂分開シルト分開粘土分開均等曲率日本統一以2，000μ上 74- 分類 (Gs) 2，000μ 5 - 74μ 5μ以下係数半径三角座標 2.73 2.8 28.4 48.8 20.0 35.6 2.15

F

If) 2.62 13.1 35.4 41.5 10.0 42.6 1.71

F

(j) 2.72 21.0 28.0 22.0 29.0

F

(

a

)

2.69 20.5 11.5 68.0

F

(

a

)

2.69 3.8 89.2 2.0 5.0 2.50 1.10

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)

2.66 14.1 31.1 18.8 36.0

F

(

a

)

2.74 9.5 27.9 40.2 22.4

F

(

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)

2.71 5.8 41.1 27.1 26.0

F

(

e

)

2.76 2.2 34.1 29.7 34.0

F (

a

)

2.64 45.1 36.9 10.0 8.0 315 2.45

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(h) 2.55 15.7 37.3 12.0 35.0

1 S

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)

2.70 12.9 36.4 26.7 24.0

F

(

e

)

2.71 4.8 53.3 26.9 15.0

1 S

F

I

(h) 2.40 1.6 3.5 60.9 34.0

F

(

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)

2.70 9.2 24.8 43.0 23.0

F

(

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)

2.56 3.9 52.5 12.6 31.0

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1 I

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(

a

)

2.56 2.0 40.1 33.9 24.0

F

(

e

)

2.55 15.4 30.0 21.6 33.0

F

(

a

)

2.82 10.1 31.9 58.0

F

(

a

)

2.77 3.6 22.8 32.9 40.7

F (

a

)

2.71 21.4 45.5 17.1 16.0

1 S

F

I

(d) 2.79 14.3 36.2 21.5 28.0

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1 I

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F

I

(

a

)

2.79 16.8 71.9 3.3 8.0 10.8 3.33

(

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-

F

)

(

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)

2.77 5.6 22.6 31.8 40.0

F

(

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)

2.61 1.6 98.4 3.33 1.07

1 S

I

(

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)

2.82 12.2 32.8 55.0

F

(

a

)

2.80 43.0 17.9 12.1 27.0

I

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F

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(

a

)

2.77 10.6 25.3 42.1 22.0

F

(

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)

2.75 21.5 10.6 25.9 42.0

F

(

a

)

2.74 31.9 52.1 10.0 6.0 73.3 4.47

1 S

F

I

(h) 2.59 8.1 76.9 15.0 13.6

F

(j) 2.72 18.7 15.3 66.0

F

(

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)

2.73 5.9 23.8 53.3 17.0 41.6 3.21

F

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2.58 0.5 75.6 13.9 10.0 112.5 13.35

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(h) 2.65 3.2 49.6 21.7 25.5 一

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(d) 2.76 21.8 28.2 50.0

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)

2.55 13.1 73.8 7.1 6.0 13.6 5.05

(

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)

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)

2.63 1.8 77.5 6.7 14.0

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(h) 2.76 0.3 38.7 21.0 40.0

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)

2.64 13.5 84.2 2.3 3.53 1.13

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2.71 11.3 46.8 9.4 32.5

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2.64 17.7 79.9 2.5 3.38 1.02

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2.74 8.6 86.2 5.2 2.98 1.54

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2.78 2.5 23.3 37.2 37.0

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)

基盤岩層琉球層群 11 1 1 11 11 11 11 11 11 11 1 1 宮良層群 11 琉球層群 11 名蔵レキ層 11 11 石垣層群名蔵レキ層石垣肩書学野底層沖積層 E疏球層群沖積層 f武球層群石屋層群 11 琉球層群野底層琉球層群 11 If 石垣層鮮 Jf，[球層群 11 If 11 If 野底層沖積層 If 11 名蔵レキ層 11 石垣層群 If 11 名歳レキ層 11 花樹岩系 If

(6)

琉球大学理工学部紀要(工学篇)第17号.1979年 65 表-

2 -

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宮古島の土の液性，塑性試験結果試料自 ~ 液性限界採取地含水比番号 Wn(%) WL (%) 宮古l 平良市大浦入口 23.1 32.95 2 H 島尻入口 37.2 85.95 3

_"

島尻南静園 18.4 37.76 4 11 11 17.7 35.46 5 H 南静圃 40.9 76.25 6

_"

大浦東方 32.5 71.90 7 11 福山東方 15.1 39.41 8 11 植物園北方 43.8 85.50 9

_"

大野越 27.2 85.77 10 11 野原越 41.7 77.86 11 城辺町更竹 40.0 70.48 12 11 長問 27.7 51.46 13 11 加治道 46.9 90.62 14 11 七又 45.9 88.27 15 11 仲原友利 38.9 65.42 16 11 花切 37.5 69.65 17 平良市鋭原北方 33.9 53.78 18 上野村千代田西方 33.0 51.98 19 1/ _新_里 _大_嶺 37.4 67.94 20 1/ 名嘉島 35.8 56.73 21 下地町入江 42.4 87.84 22 11 洲鎌 43.4 75.89 23 11 上地 27.1 63.50 24 1/ 与那覇 39.4 73.99 25 1/ 川満北方 31.8 54.53 26 70.18 27 11 久貝北方 29.1 65.32 1は.比重浮ひょうによる粒度試験結果を，日本統一土質分類基準の三角座標で朱したものである。図から，宮古島の土は，今回の採取試料状況から当然であるが.すべてが細粒土Fに属し，かつ，三角座標の粘土分辺に沿って分布している。これは，宮古島の細粒土が，その母岩系の一様な分布と共に，細粒化がかなり進行していることがうかがわれ，一部に

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S

F

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.

lGF!

がある場合でも，それらは粘土分の多い土として考えてもよLミかと恩われる。次に，コンシステンシ一試験結果を示したのが，図-2であり.ほとんどの塑性限界塑性指数流動指数日本統一 Ip= 基盤岩層 Wp (%) WL-Wp If 土質分類 19.22 13.94 9.58 CL 池間砂岩層 36.13 49.82 11.33 CH 上野石灰岩 25.97 11.79 15.72 ML 池間砂岩層 23.54 11.92 8.67 CL 11 36.11 40.14 13.48 C'H 友利石灰岩 29.63 42.27 17.83 CH 11 21.73 17.68 11.51 CL 池間砂岩層 35.85 49.65 10.23 CH 大野鍾粘土層 27.23 58.54 22.92

_"

11 36.61 41.25 18.58 C'H 友利石灰岩 39.93 30.55 19.91 H 城辺

1

尼岩層 19.47 31.99 10.91 CH 11 42.73 47.89 24.21 C'H 友利石灰岩 42.67 45.60 28.24 11 上野石灰岩 38目26 27.16 24.75 11 11 33.51 36.14 24.14 11

_"

31.66 22.12 22.61 11 平良石灰岩 30.79 21.19 17.36 1/ 上野石灰岩 40.26 27.68 25.46 1/

"

36.50 20.23 18.43 1/ 11 41.73 46.11 17.70 1/ 11 36.35 39.54 20.01 11 洲鎌粘土層 24.88 38.62 9.36 CH 11 35.87 38.12 20.95 C'H 上野石灰岩 28.38 26.15 17目81 CH 1/ 43.65 26.53 12.92 C'H 1/ 28.25 37.07 15.56 CH 平良石灰岩土が粘性土であるニとは，上述の事項と合致するが. 従来ならMHに属するc'HIこプロットされるものが多い傾向にあることは，特に石灰岩系において，沖縄島中南部地域の土のケースと若干異なっている。宮古島の土は.C' H. CH. CL.の三つに大別され，そのうち島尻層群系の土がCH.CL.琉球層群系の土はC'H. CHに属するとみてよかろう。これについては，宮古島の基盤地層構成が単純で，風化・土壌化への過程で¥ 沖縄島の場合ほど他の岩種の影響を受けなかったといえようが，今後，後述の活性度のことなどともあわせ

(7)

66 試料番号 2 3 4 5 6 7 8 9 10 II 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 沖縄地方の細粒土の物理的性質について(111) 表 -2 -d TestResults of Atterberg Limits(ISHIGAKI) 石垣島の土の液性・塑性限界試験結果採取地点液性限界塑性限界塑性指数流動指数 WL (%) Wp (%) IpニWL-WP 1

，

登野城 39.7 19.8 19.9 10.3 八重山農高裏手 28.1 15.4 12.7 8.25 真栄里 54.1 23.5 30.6 11.6 1 1 61.1 22.5 38.6 真栄里南東 NP NP 平得 44.5 17.0 27.5 石垣空港入口 51.1 23.1 28.0 12.5 大浜 40.7 18.2 22.5 15.0 1 1 44.7 21.7 23.0 大浜海岸寄り N P NP 磯辺 50.0 18.3 31.7 11.05 宮良北方 42.6 20.7 21.9 16.0 1 1 36.9 17.6 19.3 8.5 白保 60.5 25.6 34.9 14.4 11 39.5 24.4 15.1 川原 NP NP 1 1 38.4 三和東方 49.0 21.5 27.4 10.6 底原 71.5 27.3 44.2 関商 50.8 17.7 33.1 カーラ岳 N P N P 玉取崎展望台 60.9 30.7 30.2 16.1 船越 NP N P 伊原問 61.4 27.7 33.7 16.7 明石 NP N P 平久保北方 59.6 29.9 29.7 20.3 平野西方 55.5 27.0 28.5 22.0 浦山奇牧場 43.9 23.5 20.4 18.1 下地 64.1 30.9 33.2 11.95 野底 36.1 NP 1 1 47.5 35.8 11. 7 1 1 ₆₄_.₀ 33.1 30.9 野底小学校 51.5 27.9 23.6 14.0 富野 39.7 20.5 19.2 9.9 川平湾東部 NP N P

"

西部 53.6 18.4 35.2 11.15 11 11 56.8 23.5 33.0 18.4 11 南部 NP N P H 北部 N P N P おがん崎 N P N P 元名蔵7'/グロープ NP N P 名蔵北方 41. 7 18.15 23.55 名蔵川沿い N P N P 名蔵校 36.1 17.6 18.5 10.1 名

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46.1 23.3 22.8 観音崎 N P N P 観音堂東方 NP NP パンナf

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東方 33.7 16.3 17.4 オモトー名蔵問 53.6 30.8 22.8 25.3 1 1 50.5 30.3 20.2 22.0 オモト岳入口 N P N P オモト部落 63.0 16.3 46.7 日本統一基盤岩層

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土質分類 C L 琉夫町￨ CL CH 11 C H

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C L 11 C H 11 C L 11 C L 11 G M 11 C L 11 CL 富良層 CL 11 C H 琉球l層鮮￨ ML 11 SC 名蔵レキ層 CL 11 C L 11 C H 石垣層群 C H 名蔵レキ層 S M 石垣層群 C H

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!底層 SPC 沖積層 C H tnif求層鮮 S P. 沖積回! C H 成球)国若干 C H ..{-i短層鮮 C L 11 C H f配球層群 S M 野 1定!母 M L tfi[球層鮮 C"H 11 C H

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(8)

疏球大学理工学部紀要(工学篇)第17号， 1979年 67 lGFI ISFI F 50 x池間砂岩

亘主皇

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平良石灰岩ロ大野総粘土層図洲鎌粘土層 0

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20 30 40 50 60 て，鉱物組成，化学特性などによる検索が必要であろう。きらに，自然含水比に対する粘土分含有量および液性，塑性限界の関係を示したのが，図-3， 4である。前者では，サンプリングから試験時までの影響によるのか，地域特性であるのか明らかではないが.沖縄島中南部の場合1)に比してバラツキが著しし一様な相関性がみられない。後者では，自然含水比の高い士は高い液性限界を有するケースが多しかっ，島尻層群系の土と琉球層群系の土とてーは，その液性限界のちがいがわりあい大きいのに対し，塑性限界のちがいが小さいということ，すなわちそれぞれの塑性指数 (塑性度の高低)に著しいちがいを示す傾向が注目されよう。また，粘土分に対する液性限界および塑性限界の関係を示したのが図ー5である。これらの図から，ある程度の相関性が認められるのは，他の沖縄諸島の場合と問機であるが，試料数の補充によってその精度を高める必要があろう。さらに， Skempton提案の活性度を調べたのが，図-6である。この図からは，沖縄島中南部の島尻層群，琉球層群系の土が，カオリナイト系，イライト系の土としての活性度を示しているのが多いのに対し，モンモリロナイト系を示すものもあり，全般的な拡がりをもっていることがわかり.後ロ A

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(9)

沖縄地方の細粒土め物理的性質について(ID) 68 100

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( ぷ ) 酬同枠制 (UF 誌ミ凶 ) 余川明記 40 100 時一ハU A リハ u n b + 2 ( ぷ ) & ﹄ P 昧援組劉 - 島尻層群 X琉球層群 20 Relationship between N atural Moisture Content and Clay Content(

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5μ) 50 20 30 40 自然含水比(%) 10

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3 Fig. 20 40 60 80 粘土分 (5μ以下)C(%) 5 -(b) Relationship between ClayContent (< 5μ) and Plastic Limit Fig 宮古島 100 -E E -1 P I A -刷 H H H

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Relationship between Clay Content 100 -島尻層群 X J配球層群 20 30 40 自然含水比(%) 10 20 ハ U ハ U ' i Fig. 6 (く2μ)and Plasticity Index Fig. 4 Relationship between Natural Moisture Contentand Liquid

L

i

mit. Plastic Limit

(10)

琉球大学理工学部紀要(工学篇)第17号， 1979年 69 述の石垣島の土の場合と比較して，琉球層群系の土においては特に，沖縄島中南部の土と石垣島の土との中間的特質(あたかも地理的位置を示すかのように)をもっているようである。今後検討してみたい。 2 )石垣島の土について石垣島においては，第四紀琉球層群(主として琉球石灰岩系であるが，砂，シルト，粘土層もある)由来の土が，島の南部と島の周辺部，一部名蔵喋層として中央部に，多く分布し，次いで，第三紀野氏層(火山岩系)および中生代行垣層群(主として変成岩系)由来の土が，内陸部.北部に分布している。これらの土のほか，一部に宮良層群(第三紀)やオモト山簾付近に花開岩類由来の土も存在しており，また，海浜近く，河川沿い，河口部に，砂質土や有機質土などの沖積層が分布している。今回は都合により，自然含水比を測定していないが，琉球石灰岩系の土て怯30-50%程度と推定され，石垣層群系もはず同様であるが，他は低い{直を示すものとみている。比重については，琉球層群由来の土は2.60-2.76の範囲にあり，宮古島の同系土に比してや、低いが，層群としての砂，シルト分の示す比重が低くでているとみる。これに対し，野底層由来土て'2.74-2.79，石垣層群由来の士て"2.68-2.82と高い値を示す傾向にあるが，名蔵レキ層由来の土もほc同様で込ある。た、¥名蔵レキ層とみた川原部落の土の比重が約2.55と低い値を示しているので，今後再検討してみたい。粒度試験結果については，他の島々と同様，均等係数，曲率係数にか冶わる課題を残すが，細粒分についていえば，全般的に粘土分は少ないわりに，砂分，シルト分が多く，宮古島の土ほど細粒化土壌化が進行していないように見受けられる。これは，後述の活性度の件と共に，一次鉱物，粘土鉱物などの検索とあわせて検討する必要があろう。コンシステンシー試験結果によれば，琉球層群由来の土では，液性限界の上限64%で下限40%，塑性限界の上限30%，下限 16%という範聞を示しており，宮古島の同系土に比していずれも低い値を示し，かつ，せまい範囲内におさまっている。その他の層の由来土については，今回は十分に検討しえないので，今後の課題としたい。続いて，石垣島の土質分類に関連しては，次のようなことが言えよう。図ー7は，比重浮ひょうによる日本統一土質分類基準の三角座標と米国道路局型三角座

五豆島

。

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粘土 b砂質粘土 cシルト質粘土 d砂質粘土ローム

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粘土質ローム fシルト質粘土ローム g砂 h砂質ローム i ローム j シルト質ローム Fig. 7ー(a) Triangular Classification Cl強rt ( U. S. PubjicRoad ) 五 ;:，守弘

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石垣島 50 シルト分(5μ-74μ) (%) Fig. 7ー(b) Triangular Classification Chart 標とによって示した粒度試験結果である。図から，石垣島の土は，宮古島の土とはちがって，

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と

1 S

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型にまたがっており，琉球層群といえども粘土分が圧倒的とは言いがたく，粒度組成の上ではローム的特性をもつものも多し石垣島の地質条件の複雑さをもの

(11)

70 沖縄地方の細粒土の物理的性質について(111) がたっていると言えよう。たヘコンシステンシー試験結果を塑性図上でプロットしてみると(図 8) ， CLとCH に属する粘性土がほとんどであり，沖縄島北部の土2)と同様 CLに属するものも多 <，他方，沖縄島中南部およひ'宮古島の土のケースとは異なっている点注目されよう。次に，石垣島の土の粘土分と液性，塑性限界との関係を示したのが，図 9である。 50

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10 ML 図から，およその相関々係がみいだきれる。こ、て1 沖縄島および宮古島も含めての相関性をみてみると，液性限界については Wl=0.55-0.8

5C+

y"

塑性限界については，

W

p

=0.2-0.5C+Y2の範聞におきまるようであり，日本列島最南端諸島で亜熱帯地域の土質性状を示す意味をもっていそうである。きらに，粘土分 (<2μ)と塑性指数との関係すなわち Skem. )( ~\:)ì /-_/ .

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底層口富良層・石垣層群 × 花樹岩系 0 20 40 50 60 70 80 100 液性限界Wl(%) 30 90 Fig. 8 土の塑性図P1asticityChart

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10 20 30 40 50 60 70 粘土分 (5μ以下)C (%) Fig. 9←( a) Relationship between Clay Content (< 5μ) and Liquid Limit

(12)

琉球大学理工学部紀要(工学篇)第17号， 1979年 71

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盛20 毒劉自 10

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10 20 30 40 50 60 70 粘土分 (5μ以下)C (%)

Fig. 9ー(b) Relationship bet ween Clay Content (< 5μ) and Plastic Limit

ptonの活性度を示したのが，図 10で，石垣島の土は，粘土鉱物イライトモンモリロナイト系のや、高い活性度を示し，宮古島の土とは異なって，カオリナイト系が少ない。このことは，先に述べたように，石垣島の土の粘土鉱物など地質学的な背景とあわせて，今後検討してみると興味あるものがあろう。 W あとカぜき宮古島と石垣品という沖縄本島と離れた島の土質特性の一端を調べてみた。物理試験の結果から，若干の分類特性，その相関性について検討したが，種々の不確定要素(たとえば，母岩認定，サンプリン方法など) 50 40 よ 3C 事証書早起器I20 10

。

Fig. 10 石垣島 10 20 30 40 50 粘土分 (2μ以下) (%)

Relationship between Clay Content (< 2μ) and Plasticity Index もあって，これだけで十分ではない。今後，データの補充，追試や各工事における現場サイドの資料等も加えてより充実させてゆきたい。沖縄諸島の開発が進められるにあたって，このような基礎的資料の蓄積が不可欠であり，今後，他の工学的諸'性質の検索もあわせて，島々の地盤特性を明らかにしてゆくことが課題である。最後に，末尾の参考資料の各著者に深〈謝意を表すると共に，本研究の実験等に協力してくれた卒業生諸君に，また，宮古島の土について御協力いたゾいた砂川徹男氏(株，オモト建設コンサルタント)に，謝意を表します。参考文献 1 ) 砂川，上原.沖縄地方の細粒土の物理的性質にについて (1 )琉球大学理工学部紀要工学編第7号， 1974 2 ) 上原.沖縄地方の細粒土の物理的性質について ( II )琉球大学理工学部紀要工学編第16号， 1978 3 ) 上原，周藤:土の粒度試験についてー沖縄の土における分散剤の効果その1 琉球大学理工学部紀要工学編第15号， 1978 4 ) 渡嘉敷，比嘉，大屋，西垣:ジャーガルとその母材に関する研究(第3報)琉球大学農学部学術報告 24， 1977 5 ) 大城喜信:X 線回折分析による沖縄本島主要土壌統の一次鉱物と粘土鉱物の同定 6 )上原:沖縄における地盤災害とその対策に関する研究， 1977

(13)

72 沖縄地方の細粒土の物理的性質について(III) (1) 宮古島およびその属島の地質天然ガス調査団(1970) によれば図 Iのように示き宮古島およびその属島のほとんど全面にわたって石れ，その地層構成は，ほぽ表 Iのようにまとめられ灰岩から成り，地質図は，沖縄県地質図および第6次る(工研第4号， 1971)。表I 宮古島の地層構成地質時代地層名解説第四紀現砂丘砂層沖積層一次砂丘，永久砂丘現生石灰岩(隆起サンゴ礁)大浦砂泥互層海浜や小河口また湾に沿って小規模の発達世平良石灰岩層￨平良市街地，平良港一帯によく発達するほか，狩俣と大浦聞のはず中聞の酋海岸の一部に小範囲分布。後主として石灰藻および有孔虫から成る未固結の石灰岩で，風化面では:fi灰藻 j共 J

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がボール状に見えるのが特徴的期層厚 20-30mで上，下のどの地層とも不整合関係積球洲鎌粘土層下地町洲鎌から入江につながる低地帯，上地および与那覇，平良市久松;同世 _￨層市富名腰，宮古空港付近;上野村野原，西原付近に分布。群褐色ないし赤色の粘土層から成り，風化したものは一見関東ローム状を呈する。一部には，黒色炭酸化鉄の網状沈積がみられ，大野粘土層と似ているが多少赤味が少ない。層厚は15m以下で，上，下どの層とも不整合関係￨上野石灰岩￨下地町積閑悦上野村附積間石灰岩下位の新里石灰岩とは整合で上位の洲鎌粘土層とは不整合。新里石灰岩￨上野村新里海岸を代表的とするも本層は宮古島全島に最も広〈分布，大浦湾と城辺町友利東方を結ぶ線の西半部丘陵地に主分布。ち密良質な石灰岩と多孔質な石灰藻を主とする石灰岩の互層から成る 20-60 mの層厚で下位の大野越粘土層とは不整合関係 J

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平安名石灰岩￨城辺町平安名海岸を主とし，平良市久松，下地町南部海岸に分布新里石灰岩とは横の関係にあり，脳サンコ¥菊サンゴ，造機サンゴの

n

レキが目立つ石灰岩で一部に粗悪な建材用石灰岩を爽有する。層厚は 10-20mで，上位の積間石灰岩とは整合，下位の地層とは明瞭な不整合関係。層￨大野越粘土層￨平良市大野越付近および城辺町吉野付近に分布。本層は褐色ないし赤色の粘球群土を主とし，一部に炭酸鉄のしみこみがみられる。赤色粘土の化学組成は， Si02 13.36% Fe20357.72% A

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039.00% +H20 14.88%のようである。層厚は1- 7 mで，下位の友利石灰岩とは不整会，上位の平安名石灰岩とは不整合の関係友利石灰岩￨上野村友利南東海岸を主として，平良市下川と友利を結ぶ線の東側に広〈分布。半ば固結した有孔虫砂を主体とする石灰岩で薄い層理がよく発達。層厚20-90mて三上下の諸層とは不竪合の関係前期

(14)

琉球大学理工学部紀要(工学篇)第17号. 1979年 73 地質時代地層名解説第新城辺

1

尼岩層城辺町長問付近を主とし同町東部海岸沿いに分布。

一

第 _{主としてシルトお}_{よぴ粘土から成り，} _{しばしば微細} _{細粒砂を爽有する}_。こ紀れら砂は石英に富み浮石も含む。重鉱物としては，普通角閃石，紫蘇輝石が系圧倒的に多<.酸化角閃石，ジルコン，ザクロ石，電気石などが少量含まる。鮮新本層は全般的に有孔虫化石に富むほか.貝化石や巣孔化石を含む。統層厚は.連続して露出しているところでは、'120"，である。島池間砂岩層池間島および平良市大浦島尻付近(島の北部のみ)に分布。主として細中粒の砂から成りときに粘土の薄層を爽有する。まれに，炭塊尻を含むニともある。本累層には大型化石は少ないが粘土薄層には有孔虫化石が多い。重鉱物組成は大神砂岩層のものとほとんど同じである。層層厚は不明だが.池間島ではおよそ50.. 大神砂岩層およそ70..厚きを有する本累層は大神島のみに分布。群主として細中粒の国結度の低い砂岩から成リ，ときに粘土を爽有し本累層中部のやも厚い粘土には40""，程度の亜炭がはさまれている。下部の砂岩l.t斜層理に富み，時灰色の非顕品質火成岩，珪長岩，グレイワ y ケ，藍閃石片岩，緑泥石片岩，変質経岩，変質火成岩などの小レキを含む。本累層中には貝類化石破片がみられ，粘土中には，花粉化石，有孔虫がみられる。重鉱物組成は，ジルコン，ザクロ石，緑簾石などが多く，青緑色角閃石，十字石，および鋭錐石なども含まる。

(15)

74 沖縄地方の細粒土の物理的性質について

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~大一積層

圏平良石灰岩四棚土層図積問石灰岩田町岩￨上一圏平安名石灰岩国大開粘土層 24.50' 盟友一冨域一皿皿池間砂岩層量輔大神砂岩層

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1 e::::ヨ 2 3 E呈:=3:二=コ4 km 125.20' 第六次天然カス調査報告書より 1970.ら図-1宮古島の地質

(16)

f¥ilY，j(大学理工学部紀要(工学篇)第 17号， 1979年

(

2 )

宮古島の土壊・土質

75

鎮西らや山本らの報官・から.'"F.

1

古島の概略土壊図(大土壌群による分類)や内容を示すと，図IIおよび表IIのとおりてーある。

MIYAKO-GENERAL SOIL AREAS

CLASSIFIED AS TO DOMINANT GROUPS

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赤褐色土壌土壌統吉野大浦比嘉増原洲鎌図赤褐色ラテライト様土壌土壌統友利圏赤黄色ボヅソール土壕土壌統大野越口レゴソール土壌統上地

図糊

j中積土壌土壌統 }1ft前日未調査図E 宮古島土壌分布(from 鎮西ら 1967) 表ー II 宮古島の土境 (要約)from鎮西ら，1967 大土壌併土壌統土壌

σ

〉性質母材料及び堆積状態肥沃度中，透水性中，細微粒質.暗さんご石灰岩上の非固結物.銭積

i

野褐色赤褐色， <ンガン沈積物あり，弱酸性中性， jニ!弱浅い肥沃度中，透水性中，細微粒質. 時同上大浦縄色赤褐色， <ンカン沈積物あり， j放駿性中性，土層ゃ、深いトー亦褐色二L竣 sI"，沃度中，透水性中，細一微粒質.暗さんご石灰岩上の非同結物，残干責比嘉褐色明褐色， <ンガン富む，中性，土 (崩積的影響あり) 層浅い

(17)

7

6

沖縄地方の細粒土の物理的性質について

(

1

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大土壌群土壌統土壌の性質母材料及び堆積状態増原肥沃度中，透水性中，中微粒質，黄向上褐灰色， 7ンガン沈積物あり，弱酸性弱アルカリ性，土層や、深い洲鎌肥沃度中，透水性中，細微粒質，責 _{さんご石灰岩}_上_{の非国結物，残}_積褐色，マンガン結核顕著，中性，土層や‘深い赤縄色ラテライト友利肥沃度中.透水性小，細微粒質，暗向上性土壊灰色赤褐色， 7ンガン沈積物あリ，土層ゃ、深い赤黄色ポヅゾール大野越肥沃度下，透水性中.細微粒質，赤洪積世堆積物，緩波状台地性土壌褐色.中性，土層やも深いレゴゾール島尻 sI"，沃度下，透水性大，粗粒質，黄褐色第3系砂岩及び頁岩，緩波状1也，崩弱酸性，土層ゃ、深い積的影響あり上 1也肥沃度中.透水性中，微粒質，灰色泥灰岩機材料，海岸段丘上残積黄灰色， 7ンカツ富む，弱酸性中性土層や、深い沖積土壌 JII I前肥沃度上，透水性中，中細粒質，賞海成沖積禍灰色，黒泥層あり f丘地 (3) 石垣島の地質沖縄県の地質図

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の報文によれば，図

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1

(地質図)や表一一

1

のようにまとめられる。石垣島の地層群は，互いにいちじるしい不堅合関係で接する石垣層群・第三系・硫球層群に大きく 3分され，このほか，石垣垣層群と第三系に貫入して接触変成を与えている花樹岩類と，低地および海岸堆積物がある。表-1lI 石垣島の地層構成

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白尾，土井，中)11，

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地質時代層群累層及び堆積層層厚岩石または堆積物現世海岸及び{f!J也土佐積層

1

-18m 石灰岩，砂，レキ，砂丘第不笠合新四琉球層群 ₍_{琉球}_石灰石) 車日洪積世 (先烏層群) 大浜層名蔵レキ層

1

-64m 石灰岩，砂，シルト，粘土，レキ生不繁合第野底層

4

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m 議灰岩.凝灰角レキ岩，溶岩，砂岩代始新世紀富良層

1

-80m 石灰岩，砂岩，頁岩，レキ岩不盤合中 _{富山奇層}

₄

₀

_間+

_{千枚岩.チャート，砂岩}_，_i_i_灰_岩生 {~ 石垣層群トー断層 ? 以トウムル層 2100m

+

黒色片岩.緑色片岩前

(18)

琉球大学理工学部紀要(工学篇)第17号.1979年 77

(19)

78 沖縄地方の細粒土の物理的性質について(II1) (4) 石垣島の土壇・土質

鎮西らや山本らの報告から，石垣島の概略土壌図やその内容を不すと図

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および表

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のとおりである。

ISHIGAKI-GENERAL SOIL AREAS

CLASSIFIED AS TO DOMINANT SOIL GROUPS

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土壌分布 (from鎮西ら. 1967) 説明赤禍色上壌

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尖 '~;\良一スクダ実ラ ) ) U 原ナチ出イ土原土ル嵩フン嵐山町同シ原稿一地判一安タ仏力一大一成沖十川ゾ一ナ城一保ラ一ト減一歳一成一成ヅ統川川ン野良原型久一保町民平モ野南平壌統名統和浜川斜辺的海ポ壌新新パ設白川大子力自大野川オ授関川土域花域一娘三大 ( 行機 k I 1 色士一地 j 1 1 賞沼哨 ⋮ 赤似川叶

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(20)

f目L球大学理工学部紀要 ( 工学篇 ) 第17号.1979年 ₇₉ 表-N 干T

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豆島の土模 (要約 )from鎮西ら.1967 大土壌 J i

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l:竣統二t 壌 (1) 性質母材料及び堆積状態品 ; 褐色 t - . 城兵 ; 栄守1 HI".沃度中.J垂水性中，細微粒質，赤 {氏{付文liのさんこ石灰岩上非悶結物，偽色.<ンガン沈積物あリ，弱綬性坊残積アルカリ性，土層浅い大浜肥dd変1

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細微粒質，高日日'!j{jj:段止めさんご石灰岩ヒ非同結物，偶色赤褐色.<ンガン沈織物あ1). 主主積自費性--~:Ìヨアルカリ性.

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1

二)再ゃ、深い大浜 1上 !肥沃度中一上.J垂水性中，粗約質，件直きんごわ灰岩上非附結物，残積 (崩アイクル褐色褐色.<ンガン寓む， ~}~J 西全性~ 積の影響あり ) 弱アルカリ性，七層ペコ冶i栄い大 j兵後原 HE沃度中

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早大保 H巴i禾度中上，排水や、良好，中細河岸段丘ヒの沖積料

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lIl".i天度中-L 排水や、良好，組杭質， inJ日の沖積 lぽ補色黄褐色.

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緩波状1也Jlび行:陵緩{頃斜」二の石英質 iサ土 t車

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、褐色，強酸性，土!首浅い岩石 (角岩，砂岩礁岩)及び千枚岩，残干責新川安嵩原肥沃度中一下，透水性中，細微粒質，ロ￨l 上赤偽色，強酸性，土層ゃ、深いノ〈ンナ _s_E_i天度中一下，透水性小，細微粒質，同上賞褐色，強敵性，土層ゃ、深い主ま聖

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域肥沃度下，透水性中，中微粒質.赤洪積世土佐積 ( 名蔵磯層 )丘陵緩傾斜縄色，褐色，強酸性，土層浅い上妓積自良タフナ肥沃皮下. 透水性中，中微粒質.赤同上縄色，微画変性，土層ゃ、深い JI[ 原月旨沃度下，透水性中，粗微粒質.賞洪積世堆積 ( 名蔵磯層l，緩波状地残偽色，弱内変性，土層や冶深い干責 (赤黄色ポヅゾール大里月巴沃度中 j霊水悦中，綱微粒質，赤変成岩，緩波状地及び山ろくの緩{頃 i性土壌) 宇品色，微酸性，土層浅い斜上残積平久保肥沃度中， J霊水性中，細微粒質，赤同上褐色，強酸性，土層深いカラ也月巴沃度中，透水性中，細微粒質，貰向上褐色，強酸性，土層浅い

(21)

80 沖縄地方の細粒土の物理的性質について(1II) 大土壌群土壌統土壌 σ3 性質母材料及び堆積状態白f呆カンチ肥沃度中，透水性中.粗微粒質，黄向上色，強酸性，土層や、深い大野 H旨沃度中ー下，透水性小，中一微粒質，安山岩.山ろくの急傾斜上残積赤褐色.弱画変性，土層浅い聖

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底肥沃度中下，透水性ノJ'，細微粒質.同

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赤褐色，微酸性，土層や、深い (赤黄色ポヅゾール 111 平肥沃度中.透水性大，中籾，粒質，靖、花関岩.山ろく緩傾斜上残積 '性 1ニ壌) 褐色，微酸性.土層や、深い於茂王ま肥沃度中，透水性中，細微粒質，;Jr; 花樹岩，山地の緩{可l斜及び急、傾斜上褐色， j放敵性事長積登野城嵩回肥沃J支中，透水性中，中微粒質，黄花街岩，山ろくの波状f;地上崩績褐色，強闘を性，土層浅い開尚肥沃I交中， J霊水性中司中絢lポf質，黄向上褐色，弱椴性，土層深い川平大詰; 月Ei天!支下，透水4附:大，粗杭質. 強酸性.山ろくのi'::iNl1主任卜州、frrtH:t問責明瞭な溶脱層及び集積層あリ泥炭質土壌定名蔵シーラ sE沃度中， *且中粒質，黒褐色，弱般 {氏沼地の7ンクロープ泥炭性の水田土壌，泥炭層あリ i中

4

貴土壌和排水不良.制微粒質，灰色水悶土壌，沖積， i可LI及び谷聞の川沿いグライ層あり大J兵!氏原月巴沃度上，中一{放杭質，排水不良， I天 i中積，が日11段I主十色灰褐色.強酸性水問土壊 ::f

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:t豆半地'* 肥沃度ド.透水性大，組粒質，黒色黄色，

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肥沃度下，透水性大，組粒質，J火黄色向上暗褐色.石灰質，土層や、深いでE会丸，原 _肥沃!_支下，透_{水性大，キ}_且車~質_， B_{音黄} 海成沖積，I_毎伴平野1立び丘陵の緩傾褐色，土層や、深い手十