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播磨地域における風化と地形発達

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(1)平 成 5 年 度. 修 士 論 文. 播磨地域における風化と地形発達. 兵庫教育大学大学院. 学校教育研究科. 教科・領域教育専攻. 自然系コース. 学 籍 番 号. M92601J. 氏. 安 部 淳 一. 名.

(2) 播磨地域における風化と地形発達(要旨). 教科領域教育専攻自然系コース. M92601J 安部淳一 1 研究目的 兵庫県中・南部には、白亜紀後期の火山岩類が広範囲に分布している。こ れらは主として、安山岩及び同質火砕岩や、流紋岩∼デイサイト質溶結凝灰 岩などから成り、様々な程度に風化している。これらの流紋岩類を詳しく観 察すると、Aタイプ:石基が細粒で典型的な斑状組織を示すもの、 Bタイプ: 石基が中粒で斑状組織を示すもの、及びCタイプ:石基も粗粒で斑晶との区 別が困難なもの、という3つのタイプに分けることができる。そこで、大河 内町峰山高原一帯に分布する流紋岩類を研究対象として、これらの岩石の風 化の特徴を、組織の違いという観点から調べた。さらに、全岩化学分析の結 果に基づいて、風化による鉱物の溶脱や生成を定量的に検討し、併せて地形 発達についても考察した。. 2 実験方法 (1) 新鮮な岩石・弱風化岩・強風即興のかさ密度を測定し、風化の程 度とかさ密度との関連を調べた。 (2) 偏光顕微鏡とポイント・カウンターを用いて構成鉱物の種類とそ の量、及びどのような組織がみられるかを検討した。. (3) X線回折分析により、風化の進行に伴ってどの様な風化二次鉱物 が生成しているのかを調べた。. (4) 走査型電子顕微鏡とエネルギー分散型X線マイクロアナライザー を使用して予鈴化学分析を行った。その分析値、かさ密度の値、及び鉱 物組成から、構成鉱物の残留量、生成物、宇戸量、及び溶三世を計算:し た。. 3 結果と考察 (1) 新鮮岩のかさ密度は2.6∼2.8(103・㎏・m’3)程度であり、弱風化岩で は、2.1∼2.5(103㎏・nゴ3)程度、強風化岩では、1。7∼2.0(103㎏・rn−3)程度. である。さらに粘土化したもののかさ密度は、1.0∼1.6(103㎏m−3)程度. である。弱風化岩や粘土化しているものにも新鮮岩と同様の斑状組織が 認められるので、風化進行に伴ってかさ密度が減少していくことが分か る。. (2) 構成鉱物量比をみると、斑晶としては斜長石が圧倒的に多く25∼. 70%、有色鉱物は10%以下であり、斑晶の石英は1%前後と非常に少な.

(3) い。調査地域に分布する火山岩類を石基の性質によって次の3つのタイ プに分けることができる。. Aタイプ:石基が細粒で典型的な斑状組織を示すもの(峰山地域に分布). Bタイプ:石基が三二で斑状組織を示すもの(黒岩滝地域に分布) Cタイプ:石基も粗粒で斑晶との区別が困難なもの (長谷地域に分布). 最も新鮮な岩石で比べると、石基の割合はAタイプのものでは47%、B タイプのものでは42%、Cタイプのものでは12%である。 (3) 風化の進行に伴って生成する二次鉱物については、かさ密度が2.8 ∼2.2(103㎏・m冒3)程度のものでは、緑泥石が多くハロイサイトは少ない。 また、かさ密度が1.5(103・kg・m.3)以下のものには緑泥石はみられなくなり、. ハロイサイトやギブサイト等の粘土鉱物が顕著にみられる。 (4) 全野化学分析の結果、風化が進行するにつれてCa, Na, K成分は. 減少し、Al成分は相対的に増加する傾向が認められる。 構成鉱物の残. 留量、生成物、国学量、及び溶脱営を計算した結果、次の特徴が明らか. になった。AタイプとCタイプでは、風化の進行に伴って残留量は着実 に減少しているが、減少の仕方には両タイプで差がある。風化の初期に はクロライトが、風化の後期にはハロイサイトが生成する。斜長石の平 平率は次第に大きくなる。石英は風化後期に急速に溶脱し、その溶脱率. はAタイプでは90%強、Cタイプでは63%にも達する。 ほとんど完晶質ともいえるCタイプの岩石の溶明率は人形峠地域の花 こう岩の溶呼率(住原、1987) とよく似ている。しかし、峰山地域に. 分布しているAタイプの岩石のノルム石英やノルム長石の溶脱率はCタ イプのものや花こう岩での値よりも大きい。そこで、Aタイプの新鮮岩 の全州ノルム組成をみると、長石類は60%、石英が12%を占めている。 ところが、モードではそれぞれ約40%、0.1%でしかない。このことは、. 組織の違いが原因であろうと思われる。つまり、典型的な斑状組織を呈 するAタイプの岩石では、約50%を占めるガラス質の石基からの溶脱の 方が斑晶鉱物の溶脱よりも大きいということである。斑晶と石基それぞ れの溶脱についての定量的検討を行う必要がある。 (5) 平坦面のよく発達した標高900m付近にはAタイプの岩石が広く分 布している。これらAタイプの岩石の溶脱率が、Cタイプのものや花こう 岩での値に比べて大きいことは、それだけ風化溶脱が進みやすいことを 示している。風化が進みかさ密度が小さくなったものはより劣化が進む と思われるので、Aタイプの岩石が広く分布する峰山地域においては、 より平坦な地形が形成されやすかったものと考えられる。. 主任指導教官. 西村 年晴.

(4) 目 次. ・・’・・. P’v2. 2.地形・地質の概説. ・・””. RA−4. 3.野外における観察と試料採取. ””” T”v7. 4,実験:方法. ・・・…. 1.はじめに. Wtv 13. (1)かさ密度の測定. (2)組織の観察と構成鉱物量比の測定. (3)風化生成二次鉱物の同定 (4)全岩化学分析. 5.結果と考察. 6.まとめ. ・・…. ・・・…. @14’v45. @46. 謝辞. ・・. S7. 引用文献. ・・. S8. 付表.

(5) 1.はじめに. 兵庫県中・南部には、白亜紀後期の火山岩類が広範囲に分布しており、生野層 群、広峰層群、相生層群と呼ばれている(図1)。これらは主として、安山岩及 び同質火砕岩や、流紋岩∼デイサイト質溶結凝灰岩などから成り、様々な程度に 風化し、厚い風化殻を形成している。これらの流紋岩類の風化の程度が、その岩 石のかさ密度の変化に対応し、さらにこの密度のちがいが岩盤劣化の差を生じ、. それが地形に表現されることが明らかにされている(小川,1985MS)。 しかし、これらの流紋岩類を詳しく観察すると、(A)石基が細粒で典型的な斑状 組織を示すもの、(B)石基が中粒で斑状組織を示すもの、及び(C)石基も粗粒で斑. 晶との区別が困難なもの、という3つのタイプに分けることができる。. そこで、大河内町峰山高原一帯に分布する流紋岩類を研究対象として、これら の岩石の風化の特徴を、組織の違いという観点から調べた。さらに、全岩化学分 析の結果に基づいて、風化による鉱物の溶脱や生成を定量的に検討し、併せて地 形発達についても考察した。. 1.

(6) 1350 E. 匹]流紋岩類. $S55p. 囲花こう岩類 十. v. ±v十 9’P十. +調査地域. >. 十. v. v. 生野層群. V 鶏1. v’v. v. v. vv. v v. ,1 V. 相生層群’. v. v. v. V. V. >. >. V. v. V. vv. >. v. ゐ. v. 有馬層群. v. V. vv. 罐恥. v > >. 「ト. 一十t. 十. 十. 十+十. 十. O 20km. 十. L..ww一.一.一.一.一. 。. 図1 兵庫県内の流紋岩類と花こう岩類の分布と調蛮地域. 2. 350 N.

(7) 2.地形・地質の概説. 兵庫県の地形的特徴として、山頂部に顕著な平坦面が発達していることが挙げ られる。本研究の調査地域として選んだ兵庫県神崎郡大河内町の峰山高原と太田 池周辺および長谷地区の地形的特徴を把握するために作成した接峰面図(図2). をみると、標高800∼1000mの平坦面がよく発達していることが分かる。山頂部 の小起伏面を含む平坦面と現河床との間には、標高700∼800mの付近で傾斜上の 不連続があり、そこにはしばしば三布が形成されている。. 地質構造区分上、兵庫県では淡路島南方の沼島だけが西南日本外帯に属するほ かは、すべてが西南日本内帯に属する。西南日本内帯には白亜紀∼古第三紀の花 こう岩類や火山岩類が広い範囲に分応している。兵庫県の全面積のおよそ3分の 2は白亜紀∼古第三紀の火成岩類で占められており、そのうちの火山岩類・火砕 岩類は分布域毎に東から有馬層群(有馬∼三田地域)、生野層群(播磨∼南但地 域)、広峰層群(姫路地域)、相生層群(相生地域)などと呼ばれている(図1)。. 調査地域の峰山高原と太田池周辺に分布している流紋岩・デイサイト・安山岩な どの火砕岩類は生野層群に属するものであり、長谷地区に分布するものは因美花 こう閃緑岩とされているものである。この生野層群は、朝来郡生野町生野銀山ダ. ム付近を模式地とするものであり(弘海原1984)、基盤の異質岩片を大量に含む 角礫岩、流紋岩・安山岩の溶岩および同質の火砕岩類からなり、風化面は茶褐色、 新鮮な破面は黒褐∼灰紫色を呈する。. 3.

(8) 1200. W. 1000. 譲 霧. ∫. 3. 800. 600 響. .紺. 簸 ζ. 400. 200(m). 図2 調査地域一帯の接峰面図. 4.

(9) 3.野外における観察と試料採取. 調査地域には、後期白亜紀生野層群に属する安山岩および同質火砕岩類や流紋 岩∼デイサイトおよび同質凝灰岩が最も広く分布し、次いで、白亜紀末∼古第三 紀とされる花こう閃緑岩がみられる(図3)。 露:頭観察においては、岩石の硬さや固結度および色、構成鉱物特に斑晶鉱物. (ほとんどが斜長石である)の硬さや二丁面の輝き具合、形や量、石基部分の粒 度や変質程度などを観察した。. 新鮮なものは暗灰色∼黒灰色、風化の進んだものは赤褐色∼灰緑色を呈する。 風化の程度は様々で、やや風化の進んだものから著しく風化して粘土化している. (図4)こともあるが、最も多くみられるのは図5に示すように、かなり風化の 進んだ岩石塊の間が黄褐色∼赤褐色の粘土になっている場合である。この粘土化 している部分をよく観察すると斑状組織が明らかに認められることが多く、すぐ そばのかなり風化の進んだ火山岩塊と元は同じものであることが分かる。黄褐色. の粘土の部分に、幅数mmで赤褐色の脈が発達していることが多い。 このよう に本調査地域においては、新鮮岩からかなり風化の進んだものまでみられるが、. ひとつの露頭ですべての風化段階を観察できるところはない。しかし、同一の水 系に属すると思われる範囲内で数種類の風化段階の露頭が存在しているので、そ れらをつなぎ合わせることによって、全風化段階の観察が可能であると思われる。. そこで、露頭条件の良い峰山高原から砥峰高原、太田池に至る林道沿いの露頭 及び黒岩滝付近、長谷地区で、新鮮な岩石・やや風化した岩石・粘土化したもの をできるだけ一連の場所で採取した。試料採取地点を図3に示す。. 5.

(10) ). 砥山摯,/’ f>/’1[W.9. Rま4. 一一一一・一・・一一一. / /. G. O.3. 暁嚇. 峰山 8s4 x*R3. 毘R4. o賭. XOS岩 太田池. x 1 7,’1 e. tg. 黒岩滝20. ”. @x ilxili!〉. R6. 糀・. ・’. 湿. Q・1!長谷 零223 24 25. 犬見川. 一. □流紋岩類. し二」km〆!. E至∋・花こう閃緑岩体. 図3 調査地域の岩体分布略図と試料採取地点. 6.

(11) 噸i醗難羅奨. 磯. 図4 風化の著しい露頭(太田池,R6). 璃伽調』臨㎡. 図5 風化のかなり進んだ露頭(峰山,R 1). 7.

(12) 4.実験方法. 火山岩類の風化溶脱によって起こる鉱物組成および化学組成の変化を定量的に 検討するために、次の実験を行った。. (1) かさ密度の測定 (2) 組織の観察と構成鉱物量比の測定 (3) 風化生成二次鉱物の同定. (4) 全岩化学分析 以下に、各実験方法について述べる。. (1) かさ密度の測定. 火山岩類の風化溶脱による空隙の増加や長石類の粘土化が、岩石試料のかさ密 度の変化として反映されると考えられるので、様々な風化段階の岩石のかさ密度 を求めた。かさ密度の測定方法は次の通りである。 新鮮な岩石試料では、. 1)110℃で2日間乾燥の後、乾燥重量(Wd)を測定する。 2)水中重量(Wi)を測定する。. 3)水に1昼夜浸けた後、含水重量(Ww)を測定する。 4)次式によりかさ密度(Db)(103・㎏・M’3)を求める。 Db ==水の密度・Wd/(Ww−Wi). 風化した岩石試料については、下記の2通りの方法で行った。. 1.風化した岩石では、水中重量および含水重量を測定する際、岩石中に水が しみこんで試料ががばらばらになってしまうことが多い。そこで風化した岩石で. は乾燥重量を測定後、水がしみこまないように岩石の周りをコーティングしてか. 8.

(13) ら上記新鮮岩の場合と同様の方法で測定した。. 2.完全に粘土化している試料については、三三円筒器によって正確に1000cm3 採取したものを自然乾燥後、重量を測定し、かさ密度を求めた。. (2) 組織の観察と構成鉱物量比の測定. 試料の薄片を作成し、偏光顕微鏡を用いて構成鉱物の種類や形、さらにどのよ うな組織がみられるかを検討した。. なお、風化した岩石で研磨する際にこわれ易く薄片作成の困難なものについて はペトロポキシで固めた後に研磨した。さらにこわれ易いものについては灯油を 用いて研磨した。. 構成鉱物量比の測定には、偏光顕微鏡とポイント・カウンターを用いた。量比 を調べた鉱物は、石英、斜長石、石基、輝石・角閃石類、粘土化した輝石・角閃 石類、およびその他である。. 測定ポイントの間隔は縦・横ともに0.2mmであり、総ポイントカウント数は1 枚の薄片につき800∼1000ポイントである。なお、0.1mmより細粒の粒子を石基と した。鉱物をカウントする際、変質が著しい斜長石については消光の様子、三三. 構造などから判断し、斜長石としてカウントした。また、緑泥石化したもので元 の鉱物が何か分からないものはその他としてカウントした。. (3) 風化生成二次鉱物の同定. 風化の進行に伴い、岩石中の構成鉱物が溶脱を受けてどの様な風化二次鉱物に 変化しているのかを調べる目的で、X線粉末回折分析法により鉱物の同定を行っ た。その実験:方法並びに分析条件および同定法は次の通りである。. 9.

(14) <実験方法>. 1)200∼300gの試料をステンレスの乳鉢で細かく砕く。 2)四分法によって、10g程度にする。 3)メノウ製乳鉢を用いて指頭で擦り合わせてもざらつきを感じない程度まで 細かくする。. 4)試料をアルミニウムホルダーに詰める。. 5)X線回折分析装置(島津自記X線回折装置XD−5型)にホルダーをセットし 分析を行う。. 6)粘土鉱物については、水簸法後、必要に応じて加熱処理・塩酸処理・エチ レングリコール処理・硝酸アンモニウム処理を行う。. [加熱処理]. 水簸法後の定方位試料を乾燥器の中にいれ、温度を110℃に保ったまま4時間 加熱した後、X線回折分析を行う。これは、加水ハロイサイト、ハロイサイト及び イライトを識別するためである。 [塩酸処理]. 水簸法後の試料を6規定の塩酸溶液中で1時間湯煎した後、定方位試料を作成 しX線回折分析を行う。これはクロライトの存在を確かめるためである。 [エチレングリコール処理]. 水簸法後の定方位試料をエチレン・グリコール溶液の入ったデシケータ内に入. れ4時間湯煎したものを素早く取り出し試料が乾かないうちにX線回折分析を行 う。これはモンモリロナイトの存在を確かめるためである。 [硝酸アンモニウム処理]. 水簸法後の試料を1規定の硝酸アンモニウム溶液中で20分間煮沸した後、定方 位試料をつくりX線回折分析を行う。これはバーミキュライトの存在を確かめるた. 10.

(15) めである。. 〈分析条件>. X線回折分析装置(島津製作所製、自記X線回折装置XD−5)を用いて、次の条 件で分析を行った。. ・使用x線はCuKα線フィルターはNi. ・ Voltage; 30kV. e Current; 20mA. ・ Range; lkcps. ’ Time Constant; 2sec. ・ Scan Speed; 20 /min.. ・Chart Speed; 2cm/min.. 〈同定法〉. 前記した各種処理による粘土鉱物同定法を表1に、回折線の移動の例を図6に 示す。. (4) 三三化学分析. 奇岩化学分析は、日立製作所製走査型電子顕微鏡(S−450型)、堀場製作所. 製エネルギー分散型X線マイクロアナライザー(EMAX−2000)、および日本電 気製PC−9801F2型マイクロコンピューターを用いて行った。なお、補正計算は Bence and Albee(1968)に依った。分析の手順と測定条件は次の通りである。. 全岩化学分析の場合は、粉末試料をイリジウム三二で溶融してガラス状にし、 十分に研磨した後、金蒸着を行い、電子線の加速電圧15kV、照射電流0.1 nA、 X. 線取出門525。、測定時間100秒の測定条件で化学組成を求めた。. 11.

(16) 表i. X線回折分析による粘土鉱物の同定法. 鉱. クロライト. カオリナイト. ノ、. _ 物. 鴻Cサイト. _ 名. @ \. 10.00. 7.00. 無処理回折線. a@一 一. ● 冒 擢. ” ・ 曽 一 ・. F . 冒. P2.33。 }. O ■ 一. 一 r 匿 一 ● 9. 一. ,. 冒. ■,. r. ■. 昌. 騨. 層. 謄. 一. 璽. 謄. ヒ. 一. D ・ 即. ,. 喩 一 .. 噂. 一. . F. 一 ■. 曹 一 一. 「 P 一 一. 一. ρ. 一. 口. ”. 雪. 一. 「. 曹. 幽. 一. 一. 7. 7. 一. 曽. 一. C 層 曹. 一. 曹 一 一. 一 @10.00付近. 甲 ρ. @8.840. 一 一 曽 曹 一 一 一 , . 9 一. ・ 一 一. 」. 一. 紳. 一. }. 7. 曽. 一. 幽. 一. r. ■ 一. 一. 一. 一. ,. 曹. 一. ρ. ・. 一. 幽. ・. 一. 一. 一. ρ. 一. 一. .. 響. 冒. 曹. 一. ■. ・. 胃. 一. ロ. U.18∼6.31。. 一 9.80三. ? 一. @12.330. 一 一. 14.1∼14.3. T.70∼5.89。. T.97∼6.18。. 7.00付近 ■ ・ 卿 響 曹 ρ 一 一 . 一 ・ 曜 冒 ,. o. @ 8.849. 一 一. チ熱処理. 15.0∼15.5. 14.3∼14.8. }. ? 囲. ,. ・. 一. 幽. 冒. ■. 暫. 曽. 曹. 一. 一. 一. 盟. ■. 一. 一. 願. ,. 隠. @9.02。. 消失. 塩酸処理. . 圏 幽 . 冒 暫 曹 ■ 曽 幽 , 騨 曽 一. 噂 一 ■ 一 一 ■ O r 一. 層. 腰. 匿. ・. 幽. 一. ρ. ■. 9. ■. 一. ,. .. 曹. 一. ,. 闇. ,. ,. 一. 一. 一. 卿. 一. ”. .. 一. 一. 一. F. 曹. 9. 嘗. 一. −. P. 需. ■. 一. 11.0∼12.0。 エチレングリコール処理. , r r ¶ ■ . ・ 一 , , 7 曹. X. 層 ¶ . 匿 圏. ,. 噌. .. 一. 冨. 一. 冒. 一. ・. 噂. ・. ,. 幽 一. .. 曹. rF. .. 一. 一. 一. 曽. 一. ・. y 帽 曹. 一. 辱’ρ層’曹’‘”層−’一}冒’. V一ρ’冒. ,. 一. 曹. ■. 一. 一. 門. 噌. 一. 曽. 一. ,. 「. 糟. H }. 匿. 7 一 開. 圏 一 曽 噂 曹 ロ 一. 9 ・ 一 }. 曹 一 曽 嘗 “ 一. 匿 一. 嘘 「. 「. −. 「 一 噛甲 9 一 暫 隔 , 9 暫. 一. 一 甲 一. 曹. . 騨 騨 騨 曽 一 一 一 ’ 層 冒. ■ 昌 一. 一. T.19∼5.050. 12.50髄. 10∼11(Mg) 一 一 , 臨 曽 一 9 一 . , 〇 一 冒 .. 一. 17.0∼17.5。. W.03∼7.36。. 硝酸アンモニウム処理. 一. ? 一. ,. “. 胃. 躍. 一. 9. ρ. 一. 「. 冒. 一. 一. 一. r. ρ. 曾. 9. ・. 一. W.84∼8.03。. d (00D面において単位はA. 12. b. 一. 璽. 曹. 一. 一. 一. 一. 一. 曹. 一. 一. 一. ■. ¶. ,. 一. 曽. 層. 冒. 曹. ,「. } 一. 9. 一. 一. 甲. ,. 冒. @7.08。 2θ:CuKα線. 層. 一. 魑. 一. 幽. 冒. ,. 一. 曹. 卿. ,. ,. ワ.

(17) 巴. G. i o. 曽. 。ご H ou. ⊥ 馴ゆや. い轟碁 型:三. o簡o. l凱 ou給い. 2sw幽d 鼠眼皆 く<1〃’. 〉. 嵩之 ハ.申〉 頃ヘハ 糧‡. 3宕富合. ll・l N. い蟹忌 「. ∴ハ. 1蕪 ハ圏eロ ム型繰く. 。ヤト簾5士. HB回. o. 日(囲 e lfi. 工. as. o ou. H. 篠. 13. m8.

(18) 5.結果と考察 各実験:の結果と考察を以下に記す。. (1) かさ密度の測定による風化程度の区分. 新鮮な岩石、風化した岩石、及び粘土化したもののかさ密度の測定結果を表2 に示す。表2より分かるように、野外における観察で新鮮岩とみなしたもののか さ密度は、2.8∼2.6(103・kg・m’3)程度であり、弱風化岩では、2.5∼2.1(103・. ㎏・m’3)程度、強風丁丁では、2.0∼1.7(103・kg・m”3)程度である。粘土化が ;著しく赤色を呈するものは、1.6∼1.2(103・㎏・m−3)の値を示す。採土円筒で採. 取した試料のかさ密度は今回の試料の中で最も小さい値を示し、1.0(103・㎏・. m冒3)であった。これらの岩石は、すでに述べたように、新鮮であっても風化して いても共に斑状組織が明らかに認められ、元は同じ岩体であったことが分かる。 これらの岩石の風化の進行に伴ってかさ密度が減少しており、峰山地域のように. 同一の水系に属すると思われる範囲内では風化の程度を示すひとつの指標として かさ密度の値を使うことができる。. 峰山地:域での岩石試料のかさ密度と標高との関係を図7に示す。標高800∼ 1000mの平坦面には、かさ密度の大きい新鮮なものから著しく風化したものまで 分布しており、密度と標高との相関は認めがたいが、特に著しい風化を呈するも のは標高930mあたりに多くみられ、そのかさ密度は1.0∼1.6(103・kg・m.3)で ある。. 14.

(19) 表2. かさ密度測定結果. 地域. 試料 R5−2. R5 R5−1 R1. R3 峰山 R4 R2. W2 W1. W3 W4 05岩石 ,01岩石. かさ密度 1,034 1,044 1,053 1,294 1,430 1,470 1,595. 地域. 試料. 05A. 1,326. 05B 05C 05D 05E 峰山 05F. 1,343. 1,473. 2,239 2,535. 2,549 2,603 2,815. 黒岩滝. 1,470 1,550 1,581. 1,632. ヤギ下まさ. L202. 03黄 03白 04赤 04赤黄 04黄. 1,332. R6. 1,326. 太田池 ダム赤 ダム岩. 19風化 18風化 17新鮮 20新鮮. かさ密度. 1,348 1,480 1,520 1,554. 1,414 2,300. 2,433 2,592. 25 まさ. 1,248. 2,607. 24風化 22風化 21新鮮 23新鮮. 2,138. 2,747. 長谷. かさ密度の単位は(103・kg・m’3). 15. 2.4・77. 2,630 2,639.

(20) 3. S. (tO . kg・m’. j. 3 11. 圏. 2.5. Q ■新鮮岩. か 2 さ. ◇弱風化岩. 密. 轟. 度1.5. ロ強風化岩. 肩口. 1. O.5. 600. 700. 1000. 900. 800 標高. (m). 図7 かさ密度と標高との関係(峰山地域). 16.

(21) (2) 組織の観察と構成鉱物量比の測定. ア)火山岩類の組織とタイプ分け 採取した岩石試料の薄片を偏光顕微鏡で観察した結果、調査地域に分布する火. 山岩i類を石基の性質によってつぎのAタイプ、Bタイプ、及びCタイプの3つに 分けることができた。. Aタイプ:石基が細粒で典型的な斑状組織を示すもの. Bタイプ:石基が三三で斑状組織を示すもの Cタイプ:石基も粗粒で斑晶との区別が困難なもの これら3つのタイプの岩石を構成している鉱物の種類は後に述べるように大差 はない。しかしその組織は異なっていて、石基の粒度に違いがみられる。. いずれのタイプでも斑状組織がみられるが、Aタイプでは、斑状組織がきわめ て典型的で石基が細粒である。このタイプの岩石は峰山地域に分布している。図. 8と図9にAタイプの新鮮岩,図10と図11に風化岩の顕微鏡写真を示す。. Bタイプでは、斑状組織がみられることはAタイプと同様であるが、石基の粒 度がAタイプに比べてやや大きい。このタイプの岩石は黒岩滝地域に分布してい る。図12と図13にBタイプの新鮮岩、図14と図15に風化岩の顕微鏡写真を示す。. Cタイプにも斑状組織がみられるが、AタイプやBタイプとは異なり石基の粒 度がBタイプよりもさらに粗く、斑晶との区別が困難である場合も多く、ほとん ど完晶質といってもいいくらいである。このタイプの岩石は長谷地域に分布して いる。図16と図17にCタイプの新鮮岩、図18・19に風化岩の顕微鏡写真を示す。. イ)鉱物組成とその量比 前記3つのタイプの岩石を構成している鉱物の種類に大差はない。. 斑晶鉱物のほとんどは斜長石である。長柱状の形を示すことが多く、双晶や累 帯構造を顕著に示す。風化岩中の斜長石斑晶は変質が著しい。次いで、斑晶鉱物. 17.

(22) 蔵: 1’・)’,r,i ・. .客㌧. ’凋『 マ週. 禦竃. 螺 ・㌔. 図8 新鮮なAタイプの顕微鏡写真(試料:峰山01オープンニコル). 1mm. 一. ㌧蟄 へ ゾ. ミ \、 ・t.,、」 .’・S:.・.=.一.一一’. ・」.. 嚇}礪禽監臥こ、’汐 E囑繋緊惑 1 .・・. i、9t’. Jrl ヴ竃・描、・. .照. ・』塗 も課.短 』:汐…. 幽・叢・. 乏’∼∵. 、. 、. e. ‘,ご 曇 ・. l. ’嘱∠. 図9 新鮮なAタイプの顕微鏡写真(試料:峰山01iクロスニコル). 1mm. − 18.

(23) 図10風化したAタイプの顕微鏡写真(試料:峰山w3オープンニコル). 1mm. 汗. .. 峯. j. ’−. r ’. s. s. 髄脳1誤 詫.. 認塞璽 鴻. ’. 毎. ≧・,嘱 糖、・. ヤ臨 き. 藩. wwitTl− lt:戯 口11. コ. やコ. 葺,. ’. L. 風化したAタイプの顕微鏡写真(試料:峰山w3 ,Jクロスニコル). 1mm 19.

(24) 瀞欝繍’羅羅繍潔 竃犠. 藤灘山 型∼. 差.凝. 饗. ・i・s. ヤ.. .救. 癩1.’ Xi. ,,i嚢. 舅. 鰍. 懸繋. .、騨 s.. 勘. 鱗 高階紡鐙》i繍 噂:椙噂・t・」..【. 図12新鮮なBタイプの顕微鏡写真(試料:黒岩滝17オープンニコル). 1mm. .. 目13新鮮なBタイプの顕微鏡写真(試料:黒岩滝17,」クロスニコル). 1mm 20.

(25) 霧. 驚=ll. 野・. 曙. ・.ぜき. 罫 ア. 難衰亡. ’難. 瞬 ロノ. lr,・. 望認瀦蝦?. lt’y. 三・薯. 調熱纈謹雛囑懸 騨麓 ・購 鱒.’睾. ゴズ. 藏議’ 蕊叢無. 、.・’辞. 娯 …溺』汐 1・’1野 1,if,,tt,g一’. 図i4風化したBタイプの顕微鏡写真(試料:黒岩滝19オープンニコル). 1mm. 一. 図15風化したBタイプの顕微鏡写真(試料:黒岩滝19,クロスニコル). 1mm. 2a.

(26) ・灘翻i’. 勿嘘 ルらコ. 艫S. 両. 飯’. 図16新鮮なCタイプの顕微鏡写真(試料:長谷23オープンニコル). 1mm. .. 図17新鮮なCタイプの顕微鏡写真(試料:長谷23,クロスニコル). 1mm. 22.

(27) 図18風化したCタイプの顕微鏡写真(試料:長谷24,オープンニコル). 1mm. .. 図19風化したCタイプの顕微鏡写真(試料:長谷24,クロスニコル). 1mm. 23.

(28) として少量ではあるが角閃石や輝石類、及びそれらの粘土化したものがみられる。. 石英、カリ長石も斑晶として含まれているが、きわめて稀でかつ粒径も小さい。 風化した岩石には緑泥石などの粘土鉱物が多い。. 構成鉱物や石基の量をポイントカウンターを使用して測定する前に、まず、何 ポイント測定すればよいかをチェックした。石英、斜長石、石基、輝石・角閃石 類、粘土化した輝石・角閃石類、およびその他について、100ポイント毎の量比を. 求めたところポイント数700∼800で量比がほぼ一・定になるため(図20)、総ポ イントカウント数を800ポイントに設定した。測定結果を表3に示す。測定した12 試料の全てで、斑晶としては斜長石の割合が圧倒的に大きく25∼70%、有色鉱物 は10%以下であり・斑晶の石英は多くて1%前後と非常に少ない・石基の割合は・ 最も新鮮な岩石でみると、石基が細粒であると観察したAタイプのものでは47%、. Bタイプのものでは42%、Cタイプのものでは12%とAタイプからCタイプにな るにつれて・その割合が小さくなり(図21)、観察結果と一三する・一方・斑晶. (斜長石+石英)の割合は、AタイプからCタイプになるにつれて大きくなってい る(図21)。. (3) 風化生成二次鉱物の同定. 風化の進行に伴い、岩石中の構成鉱物が溶脱を受けてどの様な風化二次鉱物に. 変化しているのかを調べるためにX線回折分析を行った結果を表4に示す。新鮮岩 の構成鉱物として石英、多量の長石類、少量の角閃石・輝石、緑泥石を同定する ことができた。また、弱風化岩では緑泥石が、強風化岩ではハロイサイト、カオ リナイト、ギブサイトが特徴的にみられた.新鮮岩から強風化岩まで一連の段階 が観察できる峰山地域の試料の分析結果をさらに詳しくみると、新鮮岩からかさ 密度が2.2(103・kg・m”3)程度までのものには、長石類や緑泥石が多くハロイサ. 24.

(29) 60. f 1 ”/cr一一A一一一D”xtx.一一一A”一”一b’一一一一一A一一A”一一”A一. 一一?齔. ::tg [Ki“. レ. ホ英. 一◇一 p閃石. t. 一“”““. 一一一一 ロー一’一■一圏.__三一ロー凹∼回. 〇/. 30 V. ’m一斑晶 斜長石. q〉“’一一”一. 塩L消光 輝石. ヘ消光輝石 一→_石基. 一k一 20 F. 一一)一 Zメントその他. l. ig L.didewt,,=,yt,k,m−k. ×42E9.{.lwt;;ilt#k o. 200 400 600 800 1000 ポイント. 図20測定ポイント数のチェック. 25. 一一. Z一. p閃石 粘土化. 一×一直.輝石粘土化. 一)K一. .輝石粘土化.

(30) 表3. モード組成 (rdo. 地 域. 斑. 試 料 斜長石. 峰 山. w1風化. 石英. 33.9. 0.0. 石基 その他 計. 晶 角閃石. 輝石 角閃石粘土化 輝石粘土化. α0. 0.0. 33.9. 05新鮮. 25.4 0.8. 0.0. 0.0. 38.6 0.1. 2.8. 0.4. 28.6 0.5. 0.0. 0.0. 19風化. 33.9 0.1. 0.4 0.0. 19.6 1.1. 0.0. 0.6. 33.0 0.0. 0.0 0.0. 47。1 0.3. 0.8 1.3. 24風化. 62.4 0。5. 0.0 0.O. 70.8 1.0. 2.5. 0.0. 67.6 0.6. 1.4. 0.0. 71。0 1.4. 0.9. 0.0. 72.4. 1.4. 1.9. 26. 101. 6t6. 4.0. 101. 67.3. 11.4. 101. 64.3. 2.7. 10{. 42.0. 3.9. 10(. 10.3. 26.8. 10(. 12.0. 9.3. 10(. 22.9. 6.5. 10{. 12.4. 13.3. 10(. 0.0. 2.3 0.5. 9.1. 0.0. 6.9. 68.3. 23新鮮. 4.4. 60.3. 0.0. 0.0. 71.8. 21新鮮. O.0. 101. 0.0. 6.7. 62.9. 22風化. 4.6. 5.1. 0.0. 0.0. 47.4. 長 谷. 0.0. 46.6. 0.0. 0.6. 33.0. 20新鮮. 0.0. 101. 0.0. 0.4. 20.7. 17新鮮. 0.0. 4.4. 0.0. 1.5. 34.0. 18風化. 1.5. 68.6 0.0. 9.6. 29.1. 黒岩滝. 6.4. 11.8 101. 0.0. 0.9. 38.7. 太田池 ダム岩風化. 0.9. 0.0. 54.3. 0.0. 26.1. OT新鮮. 0.0. 0.0.

(31) 斑晶(斜長石,石英). 口. m. 50. A e. 50. A. e. 斑晶. 50. (輝石,角閃石). e. Aタイプ新鮮岩. A. Bタイプ新鮮岩. 一. Cタイプ新鮮岩. 図21斑晶(斜長石+石英):斑晶(輝石+角閃石):石基の三角ダイアグラム. 27. 石基.

(32) イトは少ない。また、かさ密度が1.5(103・㎏・m’3)以下のものには緑泥石はみ. られなくなり、ハロイサイトやギブサイト等の粘土鉱物が顕著になっている。黒. 岩滝地域、長谷地域の試料では、緑泥石はみられるがハロイサイトの存在は認め られない。これらは、前記の峰山地域での新鮮岩に相当するものと考えられる。 また、 「峰山やぎ」の試料では、かなり風化が進んでかさ密度が1.2∼1.6(103・. ㎏・m’3)程度となり、緑泥石はみられずハロイサイトの存在が顕著である。これ らは、前記した峰山地域での一連のもののかさ密度が15(103・㎏・m’3)程度の ものに相当している(表4)。. これらの結果から、調査地域全体としては、いわゆる深層風化殻の風化分引の うちのハロイサイト帯に属するものであり、粘土化した強風化岩中に脈状に産す るギブサイトは、かつてより上位に存在していたギブサイト帯からの流れ込みで あると考えられる。. (4) 全岩化学分析. ア)全岩化学組成. 全岩化学分析に際しては、1岩石試料あたり1∼3個のガラス化試料を用いて、 1ガラス化試料あたり2∼6ポイント選んで分析した。分析した岩石試料は、峰. 山地域17試料、太田池地域3試料、黒岩滝地域4試料、長谷地域5試料、合計29 試料である。分析結果のTotal wt.%が98%以上のデータのみを採用した。各試料. の全岩分析結果のすべてを付表1に、平均値としてまとめたものを表5に示す。 表5より、風化が進行するにつれてCa, Na. K成分は減少し、 Al成分は相対的に 増加する傾向が認められる。分析した試料のうち新鮮岩のみについてSi(]t2と他の. 成分との相関をみると、直線関係を認めることができる(図22)。このことは、. 峰山地域、黒岩滝地域、長谷地域でみられる火山岩類の組織は異なっているもの. 28.

(33) 表4. X線回折分析結果. 地域 Groundmass細粒 かさ密 試料 峰山. 莱サ ェ↓新鮮. R5. 1,044. R5−1. 1,053. R1. 1,294. ●. R3. 1,430. ●. R4 R2. 1,470. W3 W4 05岩石 01岩石 R6. 試料. 1.4・73. ●. 19風化 18風化 17新鮮 20新鮮. 長谷 25 まさ. 24風化 22風化 21新鮮 23新鮮 試料. 05A 05B 05C 05D 05E. ?. ?. ●. 2,535. ●. ●. 2,549. 十. ●. 2,603. 十. 2,815. 十. 十. Chl. lll. かさ密. M. o. 1,414 2,300. かさ密 2,433 2,592 2,607 2,747 かさ密. 口. Chl. 十. 十. o. 十. 十. o. 十 十 十 ?. 十 十. ÷. ●. 十. 十. 十. 十. 十. 十. 十. 十. 十. H K G. Q. Feld. ?. 十. 十. ?. ?. 十. 十. 十. 十. H K G. Q. Feld. ●. 十. 十. 十. 十. 十. 十. 十. 十. H K G. Q. Feld. Hb. 十. 十. lll. 十. 十. 十. 十. 十. 十. 十. 十. 十. 十. 十. 十. 十. 十. H K G. Q. Feld. ?. 十. ?. 十. Chl. llI. 十. 1β43. 8. 十. 1,470. ●. 十. 1,550. 十. 十. 十. 1,581. 十. 十. 十. 十. 十. 十. 9. ●. 1,632. ヤギ下まさ. 1,202. 03黄 03白 04赤 04赤黄 04黄. 1,332. ?. 十. 1,348. 十 十. 1,480. ?. 1,520. ?. ?. ・普通. ?極めて少量 29. 十. 十. ?. 十. 6. ?. 十. 十. 十. 十. 十. 十. ?. K:カオリナイト G:ギブサイト Q:石英. 、. 十. 十 1,554 M:モンモリロナイト Chl:クロライト II1:イライト. +多量. Augite. 十. 働. 1,326. 05F. Hb. ’十. 十. 十. M. Orthoclase, pyrite. 十. ChI. 2,138 2,477 2,630 2,639. 高奄???byer 12.4. 十. 十. M. mixed layer 12.4. 十. 十. 1.24・8. かさ密. III. ●. ?. 十. M. Feld. 十. ÷ 5. Q. 十. 十. 十. Groundmass粗粒. 試料. 十. 2,239. Groundmass中粒. 試料. ●. ?. ?. 十 十. 1,326. ダム赤 ダム岩. H K G 十. 1,595. Groundmass細粒. 峰山. 川. 1.034・. W1. 黒岩滝. Chl. R5−2. W2. 太田池. M. Feld:長石. 十. H:ハロイサイト. Hb:角閃石.

(34) 表5. 全岩分析結果 太田池. 峰 山. 01. 05. W4. W3. W1. W2「. R5. ダム岩 ダム赤. R6. wt.%. Sio2 Tio2. 57.44. 62.64. 64.11. 63.03. 63.47. 51.41. 51.87. 57.96. 52.62. 57.58. 0.87. 0.81. O.56. 0.75. O.92. 1.55. L93. 0.57. 0.92. 1.71. AI203 FeO. 17.75. 16.89. 18.08. 19.09. 20.75. 31.71. 36.70. 27.05. 37.24. 31.85. 6.84. 6.25. 6.35. 7.34. 6.16. 11.59. 6.46. 6.76. 7.62. 7.43. 0.17. 0.20. 0.16. 0.09. 0.19. O.35. O.07. 0.32. 0.26. 0.23. 2.92. 1.93. 2.32. 2.28. 2.35. 1.93. 0.45. 3.06. 0.13. 0.36. 9.24. 6.25. 4.38. 3.14. 2.24. 0.00. 0.05. 1.42. 0.13. 0.00. 2.89. 2.50. 2.53. 1.75. 1.76. O.28. 025. 0.65. 0.28. 0.07. 1.53. 1.52. 1.22. 2.09. 1.49. 0.15. 1.78. 174. 0.39. 0.13. Total. 99.65. 98.99. 99.71. 99.56 .99.33. 98.97. 99.56. 99.53. 99.59. 99.36. かさ密度. 2,815. 2,603. 2,549. 2,535. 2,239. 1,473. 1,044. 2,300. 1,414. 1,326. No.20 No.17 No.18. No.19. No,23. MnO MgO CaO. Na20 K20. 黒岩滝. 長 谷 No.21. No.22. No.24 No.25. wt.%. Sio2 Tio2. 59.76. 59.67. 69.74. 63.29. 63.35. 66.06. 66.29. 63.75. 55.59. O.76. 0.69. O.33. 0.73. 0.53. 0.36. 0.45. 0.47. O.94. 17.55. 17.78. 16.18. 17.16. 17.30. 16.19. 16.61. 17,99’. 29.25. 5.90. 5.91. 3.92. 4.80. 4.33. 4.54. 3.90. 5.96. 7.22. 0.12. 0.31. O.05. 0.08. 024. 0.09. 0.18. 0.23. 0.17. 2.88. 2.98. 0.98. 1.39. LO1. 1.04. 1.14. 1.12. 1.52. 7.71. 7.08. 2.69. 5.68. 6.44. 5.40. 4.41. 3.89. 2.65. 3.15. 3.16. 2.57. 3.56. 3.63. 3.45. 3.71. 3.23. 0.25. 1.70. 2.06. 2.98. 2.65. 2.76. 2.45. 3.05. 2.81. 1.84. Tota匪. 99.53. 99.64. 99.44. 99.34. 99.59. 99.58. 99.74. 99.45. 99.43. かさ密度. 2,747. 2,607. 2,592. 2,433. 2,639. 2,630. 2,477. 2,138. 1248. 05F. 05E. 05D. 05C. 05B. 05A. 04黄 04赤 03白 03黄. 1Sio2. 77.31. 78.27. 76.61. 57.71. 63.34. 70.65. 69.47. 72.52. 58.19. 63.24. TlO2. 0.17. 0.23. 0.32. 1.21. 0.63. 1.23. 0.99. 0.32. 0.31. 0.54. 17.64. 17.49. 18.96. 32.09. 26.74. 21.09. 22.40. 、20.49. 32.55. 24.72. 2.02. 1.53. 1.49. 6.55. 7.15. 4.63. 3.12. 3.57. 3.19. 6.71. A1203 FeO. MnO MgO CaO. Na20 K20. 峰山やぎ. 峰山. マサ. wt.96. AI203 FeO. MnO M90. 0.11. 0.04. 0.05. O.08. 0.08. 0.20. 0.13. 0.08. 0.15. 0.19. 0.16. 0.24. 0.04. 0.31. 0.17. 0.14. 0.12. O.15. 0.47. 0.65. CaO. 0.00. 0.24. O.00. 0.08. 0.04. O.07. 0.05. 0.OO. 0.04. 0.60. O.14. 0.21. 0.02. O.05. 0.12. 0.10. O.28. 0.05. 0.17. 0.26. 1.72. 1.36. 1.96. 1.30. 1.13. 1.54. 2.91. 2.38. 4.43. 2.17. Total. 99.27. 99.61. 99.45. 99.38. 99.40. 99.65. 99.47. 99.56. 99.50. 99.08. かさ密度. 1,632. 1,581. 1,550. 1,470. 1,343. 1,326. 1,554. 1,480. L348. 1,332. Na20 K20. 30.

(35) (Wt.%). 20 回. E. 回 回 回. 回A1203 ◆R丈). g Mgo. to 。. o dao 1 Na20. o o. .. eo. .. 口K20 。 ・. . 曜. e. 日. u. 1. 臓. ■口. 口. 呂. 圏. 園. o. 50. 52. 54. 56. 58. 60. 62. 64. 66. 68. 70 (Wt.%). SiO2. 図22 新鮮岩におけるSio2と他の成分との関係 ’ 蒐.. 31.

(36) の、これらを形成したマグマは同源であることを示唆している。. イ)化学組成から鉱物組成への換算 新鮮岩および風化岩の三三化学分析結果から、溶脱し易いものはNa+および Ca2+であることが分かる。 A13+も風化の進行に伴いかなりの量が移動しているも. のと思われる。これは野外における観察およびX線回折分析によりハロイサイトの 存在が確認されることからも明らかである。. 従って、新鮮岩から風化岩へと風化が進むにつれて化学組成のみならず鉱物組 成がどの様に変化したかを定量的に検討する必要がある。風化岩、特に強風三三 の鉱物組成については、X線回折分析で得られたピークの強度の比をそのまま鉱物 組成の比にはできない。なぜならX線回折分析によるピークの強さは鉱物の方向性 によるところが大きく、重量の相対比とするには難点が多すぎるからである。ま た、化学分析の結果も酸化物の相対重量比であり、鉱物の相対比とはなり得ない。. そこで、化学分析値から風化岩の鉱物組成に換算するノルム計算を行った。. 新鮮岩および風化岩のノルム計算にはノルム鉱物として次の鉱物を使用した。 il:ilmenite(イルメナイト;チタン鉄鉱)FeO・TiO2 0r;orthoclase(オルソクレース;正長石)K20・A1203・6SiO2 ab:albite(アルバイト;曹長石)Na20・A1203・6SiO2. an:anorthite(アノーサイト;灰長石)CaO・A1203・2SiO2 di:diopside(ディオプサイド)CaO・(Mg,Fe)0・2SiO2. hm:hematite(ヘマタイト;赤鉄鉱)Fe203 Q:quartz(クオーツ;石英)Sio2. 32.

(37) 通常のノルム計算では用いられないが、風化生成二次鉱物として存在するため、 次の二つをノルム鉱物として加えた。 chl:chlorite(クロライト;緑泥石)5(MgO,FeO)A1203・3SiO2 hal:halloysite(ハロイサイト)A1203・2SiO2. 上記の鉱物を使用して行った三三ノルム計算の過程を付表2に示し、各試料の 化学組成から換算した鉱物組成をまとめて表6に示す。その鉱物組成の変化をみ ると、新鮮岩から風化岩へと変化するに連れて長石類が減少しハロイサイトが増 加していることが分かる(図23)。特に、かさ密度が2.0(103・kg・m’3)以下に なった時の、斜長石の急減、ハロイサイトの急増が著しい。. ウ)残留量、生成量、溶脱量、及び二丁率の計算 上に述べた計算では全岩のかさ密度を考慮に入れてないので、これらの増減も 相対的なものである。そこで、ノルム鉱物組成の結果に基づき、かさ密度の値を 用いて、ある一定体積(100cm3)の新鮮岩が風化した場合を考えて、構成鉱物の 残留量、生成量、平骨量、及び三門率や孔隙率を計算した。最も新鮮な岩石とし ては、かさ密度の値が最大である試料を選んだ。すなわち、Aタイプでは「峰山. 01」、Bタイプでは「黒岩滝20」、Cタイプでは・「長谷23」の試料である。 計算方法は、 100cm3中の重さ(Wv)=(Wt,%/Total Wt.%)×かさ密度×100、 100日中の体積(Vw)=Wt.%/そのノルム鉱物の比重、. 新鮮岩100gの体積をVとして、. ・三三量(L)=新鮮岩のWv一風三三のWv ・溶脱率(%)=(三三量(L)/新鮮岩のWv)×100 ・孔隙率(%)=((V−Total Vw)/V)×100 である。. 33.

(38) 計算過程を付表3に示し、Aタイプ、 Bタイプ、及びCタイプの岩石の風化に 伴うノルム鉱物の残留量、生成量、及び三三率の変化をそれぞれ表7、表8、及 び表9に示す。また、残留量の変化の各タイプ問での比較、生成量の変化の各タ イプ間での比較、及び三三率の変化の各タイプ間での比較をそれぞれ図24、図25、 及び図26に示す。これらの図表より次のことが読みとれる。. Bタイプのものは弱風化の段階だけであるので何らかの傾向を読みとることは. 難しい。AタイプとCタイプでは、風化の進行に伴って残留量は着実に減少して いる(図24)が、減少の仕方には両タイプで差がある。風化の初期にはクロライ トが、風化の後期にはハロイサイトが生成する(図25)。平野率をみると(図26)、. ディオプサイドは風化初期の段階に急速に溶脱する。斜長石の溶脱率は次第に大 きくなる。石英は風化後期に急速に溶脱し、その溶脱営はAタイプでは90%強、 Cタイプでは63%にも達する。 ほとんど完晶質ともいえるCタイプの岩石の溶脱率は人形峠地域の花こう岩の 溶明率(住原、1987) とよく似ている(表10)。しかし、峰山地域に分布して. いるAタイプの岩石のノルム石英やノルム長石の溶脱率はCタイプのものや花こ う岩での値よりも大きい(表10及び図27)。そこで、Aタイプの新鮮岩の三三ノ. ルム組成をみると(表6)、長石類は60%、石英が12%を占めている。ところ が、モードではそれぞれ約40%、0.1%でしかない(表3)。このことは、組織の 違いが原因であろうと思われる。つまり、典型的な斑状組織を呈するAタイプの 岩石では、約50%を占めるガラス質の石基からの門下の方が斑晶鉱物の溶脱より も大きいということである。斑晶と石基それぞれの溶脱についての定量的検討を 行う必要がある。. 34.

(39) エ)地形発達について 平坦面のよく発達した標高900m付近にはAタイプの岩石が広く分布している。 これらAタイプの岩石の三三率が、Cタイプのものや花こう岩での値に比べて大き いことは、それだけ風化三三が進みやすいことを示している(表10及び図27)。. 風化が進みかさ密度が小さくなったものはより劣化が進むと思われるので、Aタイ プの岩石が広く分布する峰山地域においては、より平坦な地形が形成されやすかっ たものと考えられる。. 35.

(40) 化学組成から計算した鉱物組・成(三三). 表6 地域. ilioriabianidiichlihalihmiQ. 試料 かさ密度. i … … i. R5. v2 峰山. i … i3・7i10・5i2・1iO・3iO・Oi2・5…73・7i4・4i2・8. 1.04. Total wt.%. P00.0 P:li§:lill:鋸i::li;璽:贈::i l::ill:61・4i12・3i14・8i15・6i O・Oi12・7i12・9…3・Oi27・1 .. :. =1・1…7・2i21・4i21・7…0・0…12・gi 5・Oi 2・1i28・5. 0.oi1.5i 9.Oi21.1i26.oi 4.2i. 2.5i26.1. 8.8i1.7i 9.Oi24.4i26.7i16.Oi 8.6i O.Oi 1.1i12.2. P,4・7. X9.8. Q.24. X9.4. Q.53. X9.8. Q.55. X9.9. O5. Q.60. X9.2. O1. Q.81. X9.7. vl. v3 v4. i ・ … i i … i ・ 黒岩滝. 19風 P8風 P7新 Q0新. 2.43. @. 1.gi18.7. 4.7iO.1i1。4i15.7i30.1i20.6i 6.3i. E・6i17・6i21・7i13・3i。・・i5・5i6・2i2・1i32・51.3i12.2i26.7i22.Oi10.9i11.3i. O.5iO.3i14.41.4i10.Oi26.6i23.5i12.3i10.1iO.2i’0.2i15.1. 99.5 …. Q.59. X9.5. Q.61. X9.6. Q.75. X9.4・ i … i … … i i i1・8i10・gi2・1i13・2iO・Oi8・5…44・6i4・3…14・6. 長谷. 25風 1.25 Q4風 Q』4 Q2風 Q.48 Q1新 Q.63 Q3新 Q.64. 100.0 @. 5.6i4.2i21.20.9i16.6i27.3i16.7i 2.2i 5.2i. E・gi18・・i31・4i17・・i 4・1i44…・・4i 1・8…22・・0・7i14・5i29・2i19・7i 5・gi2・giO・3i 2・7i24・01.Oi16.3i30.7i22.Oi 8。3i 1.6i O.Oi 2.6i17.4. X9.9 3. P00.0 X9.9 X9.9. 36.

(41) かさ密度 (103・kg・m−3). Mineyama t.04 t.47 2.24 2.54 2.55 2.oo 2.82. 一 il. 圏or 図ab 國an. Kuroiwadaki. 2.43 2.59 2.61 2.75. 口di g chl. 口ha1. Hase. 囮㎞. 日Q. 1.25 2.S4 2.48 2.63. 2.M o. 20. 40 60. 80. 鉱物組成. 図23 化学組成から換算した鉱物組成の変化. 37. ido %.

(42) 表7Aタイプの岩石(峰山地域)の風化に伴うノルム鉱物の残留量・生成量及び三三率の変化. 峰山 残留量と生成量(g/100cm3). 新鮮01 W4. Wl W2 R5. W3. il 4.80 2.81 3.56. hem 3.11 5.36 7.62 Q 34.45 72.72 68.84. 3.83 4.28 3.86 19.82 1.33 10.96 33.56 3.54 2.19 25.00 O.OO O.31 0.oo o.oo o.oo 29.51 15.94 2.61 47.98 93.72 76.94 3.38 11.66 4.59 60.82 16.83 2.92. Total 281.50 254.90 253.50. 223.90 147.30 104.40. 0r 25.41 18.37 31.24 ab 68.89 54.60 37.59 an 75.39 55.37 39.63. di 45.18 O.OO O.OO chl 24.28 32.92 32.26 hal O.OO 12.76 32.77. 三三率(%) 新鮮01. 密度. 2.815. W4. W3. W1. W2. R5. 2.549. 2.535. 2.239. 1.473. 1.044. il. 41.53. 25,91. 20.22. 0.oo. 0.oo. or. 27.70. 0.oo. 21.99. 94.77. o.oo. ab. 20.74. 45.43. 51.28. 94.86. 96.82. an. 26.55. 47.44. 66.83. 100.00. 99.58. di. 100.00. 100,00. 100.00. 100.00. 100.00. chl. 0.oo. 0.oo. 0.oo. 34.35. 89.25. hal. o.oo. o.oo. 0.oo. 0.oo. hem. o.oo. o.oo. o.oo. o.oo. o.oo. o.oo. o.oo. o.oo. o.oo. 51.15. 91.51. 9.45. 9.95. 20.46. 47.67. 62.91. Q. Total. 38.

(43) 表8Bタイプの岩石(黒岩滝地域)の風化に伴うノルム鉱物の残留量・生成言及び三三率の変化. 黒岩滝 残留量と生成量(g1100 cm3) 20新鮮. 17新鮮. 18風化. 19風化. il 3.87 3.40 1.56 3.42 0r 27.64 31.93 45.85 38.39 ab 73.51 69.89 56.53 73.60 an 64.94 57.58 34.65 50.37. di 33.99 2853 O.OO 15.40 chl 27.91 29.58 14.33 11.49. hal O.55 1.31 16.15 O.24 hem O.55 O.79 5.47 4.65 Q 41.73 37.69 84.66 45.73 Total 274.70 ’260.70 259.20 243.30. 三三率(%). 20新鮮 密度 2.75. 17新鮮 2.61. 18風化 2.59. 19風化 2.43. il. 12.05. 59.60. 11.52. or. 0.oo 4.93. 0.oo. ab. 23.10. 0.oo o.oo 22.44. an. 11.33. 46.65. di. 16.07. 100.OO. 54.68. chl. 0.oo. 48.67. 58.83. hal. o.oo. 0.oo. hem. Q. o.oo 9.68. o.oo o.oo. 0.oo o.oo. Tota1. 5.10. 5.64. 11.43. 39. 55.76.

(44) 表9Cタイプの岩石(長谷地域)の風化に伴うノルム鉱物の残留量・生成量及び三三率の変化. 長谷 残留量と生成量(g1100 cm3). 23新鮮 21新鮮 22風化 24風化 25風化 2.64 2.63 2.48 2.14 1.25. il 2.64 1.84 2.23 1.93 2.25 0r 43.06 38.17 44.59 35.53 13.60 ab 81.10 76.87 77.78 58.43 2.62 an 58.12 51.86 42.11 35.74 16.47. di 21.93 1553 10.16 4.71 O.OO chl 4.23 7.63 10.90 11.13 10.61 hal O.OO O.79 O.99 11.98 55.66. hem 6.87 7.11 4;46 8.99 5.37 Q 45.96 63.18 54.49 45.37 18.22. Total 263.90 263.00 247.70 213.80 124180. 三三(%) 23新鮮 密度 2.64. 21新鮮. 24風イヒ. 25風イヒ. 2.63. 22風化 2.48. il. 30.24. 15.61. or. 11.35. ab. 5.21. 0.oo 4.09. 27.09 14.96 17.49 68.41 27.96 96.77. an. 10.76. 27.54. 38.50. 71.65. 53.68. 78.53, 100.00. 0.oo o.oo. 0.oo o.oo. 0.oo o.oo o.oo o.oo. 35.08. Q. o.oo o.oo. O.OO 21.87. 0.oo. 1.29 60.36. Tota1. O.34. 6.14. 18.98 52.71. di. chl. hal. hem. 29.16. 40. 2.14 1.25.

(45) Aタイプ. 1.04. Bタイプ. 残留量(g1100(油). an. Cタイプ 残留量(g1100 cm3. 図24 残留量の変化の各タイプ間での比較. 4a.

(46) 生成量(g/100cm3). 100. Aタイプ. co eo 70 00 so. co. 20 10. 30FK ’嚇. 照灘鵜. ・、鍵. 0賊. 2・822攣灘. 灘羅翻 鑛灘. 羅駐羅 hal. 鍵 鍵・. 2.M. 灘灘. 2.24. かさ密度1(9 /cm3). chl. 1.4琴欝魍 1.04. 生成:量(9/100cm3). Bタイプ. 2.43. 生成量(9/100cm3). oo. Cタイプ. so. oo. 30. 20 10. _、鶴. o難纐i織 2。64. 難鱒灘離灘欝. 鑛. 嚢. 2.63. 2.ng欝騒。. かさ密度(9/・m3). モ. 鍵.chl. 2.14醗.・ l.25. 図25生成量の変化の各タイプ間での比較. 42. ha1.

(47) Aタイプ. 溶脱率(%). 1.04. Bタイプ. 溶脱率(%). 100. 盤 乙06. 器. 難. 幽幽. 19 蓬難購驕. 0. 董翻、. お し 灘。 、無. 30. an. 鯉、. 2.75 ・懸 2.61 一vaeq” 2.59. ab. 間 剛. かさ密度(9!cm3). 2.43. Q Cタイプ. 溶脱率(%). 100 00 eo 70 00. so oo 30. 20V .ewwt 霧馨「畿一難. ls灘馨灘 2.64 2wa 2.48. かさ密度(9/cm3). 灘罐. 2.14. 嚢 di. 1.25. 図26 溶脱率の変化の各タイプ間での比較. 43. ewQ or. ab an.

(48) 表10,三三率の比較 Aタイプ. R5. 試料 かさ密度. 花こう岩. Cタイプ. S. No.25. 1.04. 1.03. L25. 09. 49 W1 O01 O04 Q. 89 V7 Q1 O06 O. or. V1 O01 O09. ≠b. nm ≠?奄モp. Q. 2. 料. .50. .47. さ密度 ra. 95 P0 O10 O51. b≠. ma ?奄モp. X. 81 S6. W2 Q2. 6. W 密度. 2. 1. 24. 2. 2. N. 18. 2. ab. 51. 30. ≠獅. U7. S9 T5. P0. hh. Q. 1. W 密度. 2. 1. 54. 1 2. 奄モp. V1 O0 @0. O. T1. ≠獅. af. W4 度. 2.. 5. 2.. 27. 獅高. P0. 2 7490. No 7. 2. 7110. 28. O. .22. 48 8540. 04. 115. 21か. 3o 12 X044. O. fi. Q. N 53. 2. 1−. ba. モp. 1. 54. ab. 14 28. R9 V9 P. P9. O 0. ≠?奄モp. .24. 7. P6. かさ. の単位は o’・ kg ・ rb5三三. 単位は %花こ のデータは住原 987MS)による.

(49) Q. Aタイプ(W1、2.24). Aタイプ(W3、254). Q 図27 溶脱率の比較. 45.

(50) 6.まとめ. 1) 神崎郡大河内町峰山高原一帯に分布する火山岩類を石基の性質によって 3つのタイプに分けることができた。. 斑晶としては斜長石が圧倒的に多く25∼70%、有色鉱物は10%以下であ り、斑晶の石英は1%前後と非常に少ない。 2) 新鮮岩のかさ密度は、2.6∼2.8(103・kg・m’3)程度であり、弱風化岩で は、2.1∼2.5(103・kg・m’3)程度、強風化岩では、1.7∼2.0(103・kg・m“3). 程度:である。さらに粘土化したもののかさ密度は、1.0∼1.6(103・kg・m.3). 程度であり、風化の進行に伴ってかさ密度が減少する。. 3) 風化生成二次鉱物として、弱風化岩では緑泥石が、強風化岩ではハロイ サイト、カオリナイト、ギブサイトが特徴的にみられる。. 4) 全岩化学分析値とかさ密度の値を用いて構成鉱物の残留量、生成量、溶 脱量、及び溶脱率を計算した。Cタイプの岩石の溶脱率は、花こう岩のそ れとよく似ている。しかし、峰山地域のAタイプの岩石のノルム石英やノ ルム長石の溶脱率はCタイプのものや花こう岩での値よりも大きい。典型 的な斑状組織を呈するAタイプの岩石では、約50%を占めるガラス質の石 基からの溶脱の割合が斑晶鉱物からのそれよりも大きいと思われる。. 5) 平坦な地形が発達している地域は、風化の最も進みやすいAタイプの岩 石が分布しており、これらの風化プロセスが平坦面の形成と密接に関連し ていると考えられる。. 46.

(51) 謝. 辞. 本研究を進めるにあたり多くの方々にご指導ご助言をいただいた。ここに記し て感謝の意を表したい。. 主任指導教官 西村年晴教授には調査地に同行していただき、テーマの設定か ら研究の方法、手順、機器の操作、論文の作成に至る全てにわたり終始懇切丁寧. なご指導ご助言ご教示をいただき、修論完成に至ったのもこれひとえに先生のお かげであると心より厚く感謝する次第である。また、兵庫教育大学 徳山 明教 授には、調査地に同行していただくなど多くの知見並びにご指導ご助言を賜わっ た。澁江靖弘助教授には偏光顕微鏡、X線回折分析装置遵いろいろな機器の使用 方法について、竹村厚司博士にはコンピュータの使用方法など多方面にわたるご 指導ご教示をいただいた。前兵庫教育大学教授 佐藤 正博士、本大学名誉教授 湊 秀雄博士には、温かいご助言、励ましのお言葉とともに貴重なご示唆をい ただいた。. また、常に温かく支え励ましていただき、いろいろとお世話になった地学教室 の大学院生、池崎文也氏、久保和弘氏に対し誠に感謝の念に絶えない。. 最後に、本大学での研修の機会を与えてくださった兵庫県教育委員会、西播磨 教育事務所、神崎町教育委員会、前大山小学校長高岡 章三先生並びに大山小学 校職員ほか多くの方々に深く感謝の意を表したい。. 47.

(52) 引用文献. Bence, A.E. and Albee, A.L. (1968) : Empirical correction factors for the electron. microanalysis of silicates and oxides, Jo”r.Geol., 76, 382−403.. 小川道久(1985MS):風化に伴う岩盤の劣化と地形化作用(兵庫県内の流紋岩 基盤岩の地形的特長),兵庫教育大学修士論文.. 住原均(1987MS):花こう岩の風化過程における化学成分の変化,兵庫教育大 学修士論文.. 弘原海 清 (1984) :西南日本の基盤構造の発展、藤田和夫編著 アジアの変 動帯、257−275.海文堂.. 48.

(53) 付. 表. 付表1−1∼1−6. 全岩分析結果. 付表2−1∼2。9. 全岩ノルム計算. 付表3−1∼3−7. 溶脱量・溶脱率・孔隙率の計算.

(54) 山.〉く. e e 頃匡. 潟. ヤ嘩. θ. 山〉<. 山 〉<. Fりqりの㊤尉◎9σり尉. r頃OQりFOり。りり尉 ,. ≧. ヤ 嘩. ◎. ■. ●. ●. ,. 甲・. OD寸甲①ooりト・NO ① ①㊤OFO寸頃N創 ・卜・. e. 8.鐸鎚舗臨節節 oう。αり㊤o咽寸創甲一 ①. e. , r 噸 ■ nd①り。創寸斜・一 ①⑩. ,. ?. ■. θ. e. ■. 噛. ・. ■ r一. .. ●. ●. ▼■. ●. ・. 辱. σ). ㎝ ≧. ●. σ). 頃 湛 。 糠. e. 』 ヤ踵. ODr一ト.oqg寸ON卜・ 創 oりト。㊤甲。寸σり創 o. bdド⇔07ぜdピ 6 ㊤. ¶一. 7. ■. 曾. 響. 幽. ,. ・. .. ①. ,. i◎ ▼一 ① .創O㊤・㊤OF㊤創r OO. B ㊤ N. o. .. ■. ・. ●. ■. 冒. FO㊤㊤o則.㊤Nr ◎9 ?. r一. σ》. 寸①o」FO¶一寸頃 」 9. ,. ら. r. ・. ■. 曾. 9. ,. 甲≧. ,. 盾、oNゆ。咽⑩則曜一 〇 r一 ①. 潟. ヤ唾. ?. ◎り」σりゆ。①(◎α⊃oo ◎◎ 盾№盾№nFOりr一寸⑩ ① o. .. ,. ●. ■. ,. n。卜.oo■一㊤N, り ¶一 ① 単三麟謙雛8 ,. ■. ,. 幽. ,. 幽. ・. .』oトリ。則①Nア σ)ゆ. ¶一. θ. ’. θ. 1 PO. 三三. 專qg則. e. 歪㊦=の. 三三. ぐり①r卜、oo」ON ◎り。①oりooうαa卜・ O① σりr一寸ro創QりFr一 σ) ¶一 r一 甲騨 . ① ■. ,. ,. .. ■. ,. ,. e. ,. ?. θ. ⇔dドめdご6φ尋 OD ゆ . rP. σ). N三四卜・Or−F卜・OD 卜・ σう寸¶一▼一〇①o①Q◎ d ,. ,. 噸. .. ■. 響. ■. ・. ,. hooゆ。へりNr− o @ 甲 i◎. ¶一. θ. 〇. ㊤o寸寸。耐寸「守」 o 幽. o. 齢. ●. o. .. .. Qり. @特。しΩoeり⑩σり.・一 ① ? γ ①. 擁畿.1. ■. 曹γr一り㊤oooo7 ①ゆ. eつ. σ). 丼 oア. r−oり咽。創ooう倒 ⑩ .. ●. ・. ・. ■. ,. ●. ■. 齢. くつ ① ホ▼一(◎⑩OOOOr kΩ. O. 寸OD寸ゆ①ゆOO頃 」創◎oゆアビ)ooり ◎りo 9. ,. ,. ,. o. ●. 關ァ甲OOOOOF 。. 「ぐ. ①. ◎). ゆト・㊤⑩①F①頃卜・ 頃. N創」oo寸■一㊤o. o. wLΩr①頃σり。α3り. OD. .rNぐめdddd6.o頃. . cり. o. σり 卜寸r. o▼一①o頃卜.o卜・.① 09. りOD頃.σりNoo咽。 oo ,. ,. ・. ,. ・. ●. ,. 融. 9. ■. nOr−FO創ooo ◎o ?. c◎ r一. σ}. ■. 潤. ●. ■. 一r一¶一〇へooo. o. ■. オΩ. 辱. o. q◎し◎. ・. 「. oり ¶一. 凸. ①. ,. cり r一. σ). 」N頃りoLOマ⑩O N 寸①卜¶一wQりqトー守..oり .. ,. 「. 噸. .. ρ. ,. ●. ミりooΦo旨くNFF. ①. o ◎り. 耐 的. .roo蛉。①寸1一寸 ¥σりoooo卜.丁丁 ①創 「. ■. ■. 孕. 「. ●. NFr守qao◎う斜¶一耀一 〇頃. ,. ◎」. ③. 寸σりト、oりooり近頃σり ⑩. ①①トしΩしΩ」①偏り 寸 9. oりoqりoq創斜¶一 〇LΩ. 9. ,. ζM. r. .. ①. ⑩①」¶一〇CM頃咽。 咽. 署。寸oo創。轟く9.則 。。ぜ)◎り。?一▼一Fr ① P. ,. ,. ,. m陶. ■一. σりゆ◎「ぐ①◎Q寸ゆ①. ㊤o卜・oσり。斜r一ト。. ●. ①. 頃. .. ,. ,. ●. 頃σりの. ミりoo卜・o創σりF創 o 甲騨 ◎⊃ ㊤. 創. 寸話◎り頃oqDゆooり orビ)¶一ゆ。周eうogo9、⑩ Ud㊤ooピぐdd:6り. r− r−. o. NOOD㊤oゆ。寸ゆ ㊦ 囚。ビ)寸r㊤ゆト。 ◎9 ,. .. ,. FO①卜一〇くN◎りr−F. ・. αり㊤. ,. 圃. 阜. ▼一. 〇. qD寸eりqg o OD⑩09卜. 創. 頃。り創り、OD⑩oり①¶一 σり o卜、卜・り¶一寸卜・り(9 卜・. Or創ぱ)oeり①OQり ト・」. θ. e く. 山〉<. θ. .. 山〉. αう. σ}. ■. 88重三認8齢等 rr一則r−Orooo ①. e. .. 匿. e. e. 寸09しΩQり寸言・r一の■一 ㊤ ㊤頃しρ.ODOり。寸ビ)oり 創. ,. 斜ODOgFr一頃。りO 」◎9創。咽oooりd r⑩. < Qり. ■. ①㊤◎o炉ooり。σり。.頃,. ,. σ》. ,. θ. 山〉. 頃ooα⊃卜・」σりト・①㊤ o θ. 三 三. r. ① 寸. 頃斜. σ). 胃■一σ)1ΩOQり頃。則 ◎9㊤090D三二①創ゆゆ. (R. 」. θ. 田 〉く. A三 三 v. 姻. 。。αり㊤o創寸NF.o ?. 寸 』. ■. 』σり。り』ゆゆ頃09 Lρ α⊃①尺寸。寸。へト.ゆ.. ど庫. e. 三三三食 歪σ5=の. 三型. ①oゆ寸。り①qgo (◎ ●. ,. ・. ■. 曜. 早DF①りONq7へrO ⑩ . r一. σ). o寸」o寸創卜頃寸 oり .o①LΩ㊤へ」oα⊃卜、 」 .ぐdd(66dd“ド o⑩. c刈. o. F. qDり㊤ooOD寸卜・寸 頃. 遷9霧三三鷲詔 r一. σ}. 叢叢.1.. 拠廊植粂.

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