滋 賀 大 学 教 育 学 部 紀 要 自 然 科 学, No.32 p.p.23-43,1982
琵 琶 湖 の 堆 積 物 の 研 究(XIV)
南湖湖底堆積物の粒度 と鉱物学的組成について
立
川
正
久 ・河
嵜
智
子 霧
. 、Studies
on the Sediments
deposited
in:Lake
Biwa(XW)
On the Grain Size and the Mineralogical Composition of the Surface
Sediments in Nan-Ko〔Southern Subsidiary Basin of Lake Biwa)
Masahisa TATEKAWA and Tomoko KAWASAKIゆ
ABSTRACT
The grain size and mineralogical composition of the surface sediment, picked up in the locations in Nan-ko shown三n the figure 6, are童nvestigated and the following results are attained.
1.The result of the grain size analysis is shown in the table 4 and the figure 8.From this figure and the figure 5, it is suggested that the sediments, more than 98%of which consist of D fraction(smaller than 250 mesh), are from the places where the depth of water is relatively great and the water stands at bottom.
2.・The mineral species identified in this study are nine oxides, one carbon-ate, three phosphates, twel†e silicates and one fluoride and all most all mineral species are allogenic primary minerals, as shown in the table 5. The mineral compositions of sediments are graphically shown in the figure 10 which indicates that the allogenic silicate minerals are predominant.
3.The volume percentages'of ferromanganese mineral contents in sedi・ ments and the ratios of content of each mineral species to total ferro man-ganese mineral content are praphically shown in the figure ll which indレ cates that the sediment from the location 3 contains extremely large quantity of ferromanganese minerals and concretion. And at the location 3, the volume percentages of the concretion contained in sediment is 10.5%and its size is relatively large(Fig.12). These facts suggests that at the location 3 the diagenesis is strongly active.
1982年8月28日 受 理 *大 津市 立瀬 田 南小学 校
24 立 川 正 久 ・河 嵜 智 子
4.The percentages of quartz plus feldspar contained in all and each one of A,Ban C fractions of sediments are graphically shown in the figure 14. On mica, hornblend and tourmaline, the figures 15 to 17 are drawn on the same way as the figure 14. From these figures and the figures l to 5, it is general-ly intimated that the distribution of minerals of various sizes in Nan-ko is chiefly determined by the physical future of the lake bottom, the characteris・ tic of the movement of the lake water such as lake current and wave, the mineralogical characteristic of allogenic materials transported into the lake, the geology and the physical future of the catchment area of Nan・ko and the arrangement of the rivers flowing into Nan-ko. And it is found as well that the tourmaline, which is embeded in granitic pegmatite locally distributed in the catchment area of Kusatsu river and is one of the resistates, is very use-ful as a kind of tracer when we try to examine the behavior of the allogenic mineral in Nan-ko after they have been transported into Nan-ko and reveal the sedimentary process in Nan-ko(Figs.ユ,3and 17).
ま え が き
一 般 に、 湖底 の 堆 積 物 が 、 過 去 か ら現 在 に至
る間 の その 湖 の 状 態 の 変 遷 を反 映 す る もの で あ
る に止 ま らず 、 そ の 湖 系 にお け る あ ら ゆ る物 質
の 循 環 経路 の 中 に あ って重 要 な役 割 を演 じて い
る こ と も次第 に 明 らか に な りっ つ あ る 。特 に後
者 に関 す る研究 を深 め る に当 っ て は 、先 づ 、堆
積 物 の 粒度 分 布 を調 べ る と同 時 に、 湖 底 堆 積 物
の 鉱 物 学的 性 質 につ いて 取 り調 べ て 、 これ を明
確 にす る こと を避 けて 通 る こ と は出 来 な い。 な
ぜ な ら ば、 湖底 の堆 積 物 が 、 周 知 の 通 り均 質 な
単 一物 質 か らな る もの で はな くて 、 種 々の 物 理
的 、化 学 的 特 性 を持 つ給 源 と、成 因 と を異 にす
る 多量 、か つ 多 種 類 の鉱 物 お よび 少 量 の 有 機 物
と非 晶 質物 質 と か らな る不 均 質 な 物 質 で あ るか
らで あ る 。 この様 に堆 積 物 の 鉱 物 学 的 性 質 の 研
究 が 、重 要 で あ る に もか ㌧わ らず 、 この 研 究 に
は 、多 数 の 点 か ら採 取 した試 料 を取 り調 べ な け
れ ば な らな い上 に 、一 試 料 を調 べ る の に長 時 間
を要 す る た め に 、非 常 な根 気 と時 間 を要 す る こ
と も一 因 と な っ て 、 世界 的 に 遅 れ た研 究 分 野 と
な っ て い る。 こ の点 で は琵 琶 湖 の場 合 も例 外 で
は な くて、 この 方 面 の研 究 と して は 、 筆者 の1
人 と橋 本 雅 明(1974)が
、概 査 的 に行 った 表 層
堆 積 物 中 の 粘 土 成 分 を主 と した鉱 物 学 的 組 成 の
研 究 が 、唯 一 の も の で あ る と言 う憂 うべ き状 況
に あ る。 この現 状 に鑑 み 、筆 者 等 は 、南 湖 の 表
層 堆 積 物 の粒 度 と鉱 物 学 的性 質 の研 究 の 必 要 性
を痛 感 し、 それ に着 手 す る こと 、 した の で あ る
が 、 この 論 文 で は 、粘 土 に 次 い で堆 積 物 の微 細
部 分 で あ る粒 径200,um-63Pmの
範 囲(第1
表)の 所 謂 、砂 と称 せ られ る部 分 の鉱 物 組 成 に
つ い て報 告 す る こ と と した 。 な お 、本 研 究 で 取
り調 べ た地 点 数 が 、特 に鉱 物 組 成 に つ い て は、
僅 か に6地 点 に過 ぎぬ 。 こ れ は南 湖 底 の広 さ に
比 べ て余 りに も 少 数 過 ぎ る こ と は 論 を 待 た な
い。 従 っ て、 本 報 告 で は 、極 め て概 要 を知 り得
た に過 ぎ な い こ と を、 ここ に附 言 して お か な け
れ ば な ら ない 。
1 南 湖 並 び に 集 水 域 の 地 形 ・地 質 の 概 要 1.南 湖:南 湖 と 称 せ ら れ る の は 、 近 江 盆 地 の 造 盆 地 運 動 に 伴 っ て 起 る 湖 盆 の 陥 没 に よ っ て 生 じ た 南 北 約68㎞ 、 東 西 最 大 巾22.6㎞ 、 面 積 674。4k㎡ 、 平 均 水 深41.2m、 最 大 水 深102.lmを 有 す る 琵 琶 湖 の 最 南 部 の 南 北15㎞ 、 東 西 最 大 巾 5km、 面 積85k㎡ の 小 さ な 膨 ら み の 部 分 で あ っ て 、 水 深 がlomよ り深 い 所 は 無 い(第5図)。 2.集 水 域 の 地 質 と 地 形: 琵 琶 湖 及 び そ の琵 琶 湖 の 堆 積 物 の 研 究(XIV) 25 集 水 域 の 地 質 に つ い て は 、慨 報 で 、 詳 し く 述 べ て い る(立 川 、1979、1980)の で こ こ で は 、 南 湖 の み に 限 っ て 、 そ の 大 略 を 述 べ る に 止 め る 。 さ て 、 南 湖 の 西 岸 お よ び 南 西 岸 に は 、 第1図 の 通 り 比 良 山 地 の 南 端 部 に 当 る 比 叡 山(848m) を 最 高 所 と す る 高 さ500∼600mの 山 地 が 湖 に 迫 る に 反 して 、 東 岸 の 山 地 は 、 鈴 鹿 山 地 の 南 端 部 に 当 る 部 分(高 さ1,000∼1,200m>が 湖 か ら遠 く離 れ た 所(約40㎞)に 位 置 し 、 ま た 東 南 部 の 山 地 も 標 高 約600mで 、 西 岸 に 比 す れ ば 、 遙 か に 湖 か ら 離 れ て い る 。 こ れ ら の 山 地 は 、何 れ も 、 丹 波 帯 の 東 端 に 当 る チ ャ ー ト、 頁 岩 、砂 岩 、ホ ル ン フ ェ ル ス 等 か ら な る 古 生 層 お よ び 中 生 代 末 に 遙 入 し た 花 崗 岩 か ら な っ て い る 。 こ れ らの 山 地 の 山 麓 か ら は 、 湖 に 向 っ て 標 高 約200m以 下 の 台 地 が 広 が っ て い る 。 こ れ 等 の 台 地 の 大 部 分 は 古 琵 琶 湖 層 か ら な る が 、 そ の 周 縁 部 の 一 部 に は 段 丘 層 も 見 ら れ る 。 こ れ らの 台 地 と 湖 と の 問 に は 、南 湖 の 東 部 で は 沖 積 層 が 広 く発 達 し て い る 。
な お 、 この 様 な 地域 を 開析 して南 湖 に流 入 す る
河 川 な らび に流 出 す る河 川 は第2図 の 通 り であ
る 。既 ち流 入 河 川 は 、30本 以 上 に及 ぶ が 、 流 出
河 川 は 、天 然 に は、湖 の最 南 端 か ら発 す る瀬 田
川 が 唯一 の もの で あ って 、他 に人 工 の 琵 琶 湖 疎
水 が一 本 あ るの み で あ る 。勿 論 、南 湖 の 水 の 殆
ん ど を涵 養 す る もの が 、北 湖 か らの流 入 水 で あ
る こ とは論 を待 たな い所 で あ る 。
1 南 湖 湖 底 の 地形 ・底 質 お よび 湖 流 の 概 要
1.湖
底 の地 形: 南 湖 とそ の近 傍 の湖 底 地
形 は 、小 谷 昌(1957)に
よれ ば 、第3図
の通 り
で あ って 、造 盆 地 運 動 に伴 って 、順 次形 成 せ ら
れ た と考 え られ る第1,第2お
よ び第3の3種
の湖 段 丘 が あ っ て 、水 深3.5-5mの
第3湖
段
(深 度5m)が
、鳥 丸 崎 沖 合 か ら草 津 川 河 口 に
わ た る間 に あ っ て 、
砂礫 に よっ て 被 わ れ て い る 。
な お南 湖 の 最南 端 附近 に は第2湖 段(深 度lom)
もあ る。
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5 1 ⊂==コa】1uvium口]==工II工工工I terrace deposit
巨≡≡ ≡≡ヨKobiwako group 臨Ayukawa f。,mati。n 旺 五 玉lgranit, 〔皿=Iwelded tuff ■ ■融limst。ne 聰 コPalaeozoic stratum km KM 20
Fig.1 Geologic Map of Catchment Area of Subsidiary Baison(Nan.kb)of Lake Biwa
26
立 川 正久 ・河 寄 智子
圏
癒 、甚87
際川。,i\9
'10辱
天神川3憎 洲川
法竜川Nノ
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狼川
\
14 13 瀬 田 川 一 冨 皿 今津竹庄島
一4
。長浜 高島ン 謂
、 津 。 大 草 津 近 江八幡Feg.2Map of Drainage System of Catchment Area of Nan・ko
Inflow river:1-31
0utflow river;1;Seta River,(natural river)
II;Biwakososui(canal) ,∼ 心 和 趣 川 ・ け 真 野 川 = R.Mano
鯵 委
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…
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囲fi・ ・[1・k・terra・e 魎 記 ・・nd lake t・π・・e 塵 ≡≡] therd lake terrace ■ 馴litt。 ・al・h・1〔 尊 ・㏄1・…dl・ndFig.3 Physical Future of Lake Bottom of Nan-ko.
after A. Kotani(1957)
2.水
深 、潮 流 お よび底 質: 第4図
に は 、
南 湖 の 水深 と潮 流 が 、第5図
に は、 底 質 が 、示
して あ る。 第4図 か ら明 らか な様 に 、深 部 は 、
南 湖 の 南 北 の 中 心線 よ り西 側 に偏 在 し、最 深 部
は、南 湖 と北 湖 を 分 か つ最 狭 部 に存 す る。な お、
現 在 の 河 口 に形 成 して い る デル タ な らび に 、古
い デ ル タ(現 在 で は、 河 口 が 他 に移 っ て い る)
の 頂 置(ト
ッ プセ ッ ト)は 、 水 深 約2mを
限 界
と して 、前 置(フ
ォア セ ッ ト)、湖 棚 崖 に 移 行
して い る。 南 湖 は、 形 が 南 北 に細 長 く一 見 北 湖
の 水 が 瀬 田 川 に達 す る迄 の 単 な る流 路 の如 く考
え られ るが 、岡本 巌(1964)に
よ れ ば 、実 際 に は 、
その 様 に単 純 な もの で は無 くて 、上 述 の 流 れ が
常 に優 勢 で は あ る が 、 この他 に 、 第5図 の 通 り
の反 時 計 回 りの環 流 が 、 四季 を問 わ ず 卓 越 す る
南 南 西 の風 が 吹 い た 時 に形 成 せ られ 、 約8cm/
秒 の最 大流 速 を持 ち、 南 湖 が 浅 い た め 、 そ の影
琵琶湖の堆積物の研究(XIV)
27響 が 下 層 に ま で及 ぶ と考 え られ る。 な お、 この
他 に琵 琶 湖 全 体 の特 殊 な水 温 分 布 に よ って 、 南
湖 か ら北 湖 へ 逆 流 す る こ と も あ る 。第4図
に
よ っ て 、南 湖 の底 質 を 見 る と 、沿 岸 沿 いの 湖 底
に は 、細 い帯 状 に砂 湿 りの 泥 や礫 混 りの砂 が あ
る以 外 、 殆 ん ど が 泥 か らな っ て い る 。
o Sosu' ∼R,Wani o o 麟 R.Mano o 鴇 MO S £ o o 。・ § 、.Yasu o越
・一..ぐ
8名。
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騨
肋
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R.Kusatsu\
1工lgravel 〔秘 sandy mud 嘔 ヨlsand 匡=:1mudFig.4Map of Bottom Material of Nan-ko
謙
語無
勢 沸
晦
R.Taisyo R.Moriyama混 一 、 臨.,
R.Seta O 1 2 3km皿
試 料
粒 度 分 析 に供 した15試 料 は、1978年5月9日
、
10日 の 両 日 に わ た っ て 、 第6図
の30地 点 よ り
エ ッ クマ ン ・バ ー ジ採 泥 器 を用 い て 採 取 した 表
層 約10cmの 堆 積 物30試 料 中 か ら選 ん だ もの で あ
る 。更 に 粒 度 分 析 に用 い た試 料 中 の6試 料 を 鉱
物 学 的 組 成 の 分 析 に供 した 。 な お本 研 究 に供 し
た 試料 の 採 取 位 置 は、 第6図 の通 りで あ る 。
IV 粒 度 分 析 と鉱 物 種 の 含 有 率決 定法
1. 筋 法 に よ る粒 度 分 析: 粒 度 分析 に 際 し
て は、 第1表
の通 りの粒 子 径 に よる 区 分 を用 い
る こ と 、 し、
実 際 の分 離 は節分 け法 に よ った が 、
その 手 順 は、 次 の 通 りで あ る。
Fig.5 Water Depth and Lake Current of Nan.ko
(after I, Okamoto(1964))
疎 水 S(⊃sui
★4
★Sample used(or grain size analysis
ノ
● Sample used for study of mineral composition ★14 義12 ノ'11 .15 .17 18 膏 9
尋
3 1 9 一20 021 冒3 ★22 }、 ★29暑8 ●10 ★9 ◎8 ★26 ★27 ★・ ・6.,30 ★25★24 2 。囲
、
千
草津 川 R.Kusatsuo一_
28
立川 正久 ・河器 智子
1)試 料 を ビ ニ ー ル 袋 内 で 、 よ く撹 伴 し て 均 質 に し て 後 、200gを 秤 取 す る 。2) 34の ポ リ ビ ン に 純 水 約1.52を 入 れ 、 そ の 中 に 上 記 の 試 料 を 入 れ 、充 分 撹 伴 後 、指 で 固 ま り を ほ ぐ す 。 3)60メ ッ シ ュ の 飾(径16cm、 深 さ4.5cmの ス テ ン レ ス 製)を 水 槽(プ ラ ス チ ッ ク製 径28cm) の 上 に 置 き 、 そ の 上 に 前 記 の 懸 濁 液 を10回 ぐ ら い に 分 け て 流 し込 む 。な お 、1回 流 し込 む 毎 に 、 飾 上 に 残 っ た 残 留 物 を 指 先 で 粘 土 に よ っ て 固 ま っ て い る 団 塊 が 無 く な る ま で 、 充 分 に こ す り ほ ぐ し て 後 、 鉱 物 を 被 覆 し て い る 粘 土 を 純 水 を か け て 洗 い 落 す 。 こ の 操 作 を 節 を 抜 け た 純 水 が 透 明 に な る ま で 繰 返 す 。 4)節 上 に 残 っ た 試 料 を 、双 眼 顕 微 鏡(20倍) 下 で 検 し、 個 々 の 粒 子 に 分 離 し て い る こ と を 確 認 す る 。5)水 槽 中 の も の は 、 総 べ て ポ リ び ん に 移 し、 上 述 の3)並 び に4)と 同 様 の 方 法 で 、 200お よ び250メ ッ シ ュ の 飾 を 順 に 通 し て 篩 い 分 け を 行 う 。6)250メ ッ シ ュ を 通 過 し た 粒 子 及 び 水 は 攪 拌 し て 均 質 に し 、 全 体 積 を 測 っ て 後 、 200m2を 残 し て 、 他 は 棄 却 す る 。7) 3種 の 節 上 に 残 っ た 粒 子 は 、 夫 々300m8の ビ ー カ ー 或 は 、 蒸 発 皿 上 に 純 水 を か け て 落 と す 。 こ の 際 飾 の 目 に 詰 っ た 粒 子 を 除 く た め に 、 飾 を 風 乾 さ せ て 、 節 用 ブ ラ ッ シ を 用 い て 、節 用 受 け皿 上 に 落 し て 、 夫 々 の 飾 上 に 残 っ た 粒 子 に 合 す る 。 次 で 、 電 気 乾 燥 器 中 で90℃ で 、24時 間 乾 燥 さ せ る 。8) 充 分 乾 燥 さ せ た 試 料 は 、 薬 さ じ と 羽 毛 を 用 い て 、 丁 寧 に集 め 、 秤 量 し た 後 、 試 料 管 に 移 し て 保 存 す る 。 以 後 本 論 文 で は 、60メ ッ シ ュ よ り粗 い 粒 子 を A分 画 、60∼200メ ッ シ ュ の 粒 子 をB分 画 、200 ∼250メ ッ シ ュ の 粒 子 をC分 画 と 称 す る こ と 、 す る 。 2. ア イ ソ ダ イ ナ ミ ッ ク セ パ レ ー タ ー(IDS) に よ る 鉱 物 の 磁 選: 本 研 究 で は 、 使 用 試 料 の 粒 度 に 関 す るIDSの 性 能 上 、 B分 画 とC分 画 の み を 、 次 の 手 順 に よ っ て 分 離 し た 。 1)IDSに か け る 前 に 、先 づ 永 久 磁 石 に よ っ て 、予 め 磁 鉄 鉱 な ど の 強 磁 性 体 を 分 離 し て お く 。 2)IDSの 傾 斜 は10。 に 振 動 を6-7/秒 に 固 定 し、 最 初 電 磁 石 に0.05mAの 電 流 を 流 し て 、 こ の 時 の 磁 場 の 強 さ を 基 準 に し て 、 鉱 物 を 強 弱 の2群 に 分 離 し 、 そ の う ち の 弱 い 磁 性 の 群 の み は 、 続 い て 、 電 流 強 度 を0.2mA増 し て 磁 場 を よ り 強 く し たIDSに よ っ て 更 に 強 弱 の2群 に 分 離 す る 。 こ れ と 同 様 の 操 作 を 、 電 流 強 度 を 第 2表 の 通 り順 次 、0.2mA間 隔 で 、1.6皿Aま で 増 加 さ せ な が ら7回 繰 返 し、 結 局 、 鉱 物 を 夫 々 の 鉱 物 が も つ 磁 性 の 強 度 に 基 い て 、11種 の 部 分 に分 離 す る 。 な お 、 こ の 様 な 磁 性 強 度 の11段 階 と従 来 の 文 献 に 見 ら れ る 湖 の 堆 積 物 中 の 主 要 鉱 物 の 磁 性 強 度 と の 関 係 は 、第7図 の 通 り で あ る 。 な お 同 図 の 横 軸 に は 、IDSの 磁 極 に 使 用 し た 電 流 強 度 が と っ て あ る 。 Magnetite Pyrrhotite Ilmenite Garnet Cassiterite Chlorite Columbite Pyroxxene Pyroxene Allanite Biotite Euxenite Ruti:e,Amphiba[e Sphene Thulite 11川rma】ine SphaleriteThe angle of inclination;15 Grail】 size=1`」`}. 15〔I mesh
Strength 【i(electric current in electr〔〕magnet〔A IRS・
1.5 1.〔1 0.5 Fig.7Magnetism of Minerals
3.鉱
物 種 の 同定 と含 有率 の 決 定 法:
(イ)含 有率(%)の
決定 手順:
Bお よ び
Cの 各 分画 別 に 、IDSで
分 離 した 試 料 並 び に
A分 画 を薬 包紙 上 に 拡 げ、 そ れ ぞ れ か ら無 作 為
に100粒 つ つ を取 り出 し、 次 項 に 述 べ る 通 りの
方 法 で'、各 粒 の 鉱 物 学 的 特 徴(色 、光 沢 、劈 開 、
結 晶 形 、多 色 性 、消光 角 、屈折 率 等)に 基 い て 、
同 一 鉱 物 種 を選 り分 け、
夫 々 の種 毎 に集 めて 後 、
各 種 毎 に粒 の 数 を数 え る。 そ の後 改 め て再 び無
作 為 に100粒 を取 り出 し同 様 の 操 作 を行 い 、前
後2回
の結 果 の平 均 を もっ て 、 各 鉱 物 種 の 粒 数
琵 琶 湖 の 堆積 物 の研 究(XIV) 29
Table l Geological Classification of Grain Sizes
Mesh Jim mm Nomencfature
Gravel
9 2000 2
10 1680 Very coarse coarse Sand Sand
12 1410 14 1190 16 1000 1 20 840 Coarse 24 710 28 590 32 500 1/2 35 420 Medium 42 350 48 * 297 60 250 1/4
70 210 Fine Fine Sand
80 177 100 149 120 125
1/8
145 105 Very Fine 170 88 *200 74 *250 63 1為6280 53 .sandy Mud Mud
300 46 Coarse 350 44 400 、 37 500 25 1ゐ2 Medium 635 20 silt 1お4 , Fine
1/128
Very Fine 2 1々56 Clay 0.1 0,001 colloidal clay と す る 。 前 後2回 の 各 種 毎 の 粒 数 が 甚 し く 異 な る と き は 、 既 に 取 り 出 し た200粒 を 元 に 戻 し て 後 試 料 を 良 く 混 合 し、 改 め て 最 初 か ら始 め た 。 な お 、 こ の 様 に し て 、 各 回 毎 に 求 め た 各 鉱 物 種 の 粒 数 が 、各 回 毎 の 夫 々 の 鉱 物 種 の 含 有 率(%) を 示 す こ と ㌧ な る の で 、 前 後2回 の 平 均 値 を 、 そ の 種 の 含 有 率(体 積%)と 定 め た 。 (ロ)鉱 物 種 の 決 定 手 順: 予 め 既 知 の 造 岩 鉱 物 お よ び 文 献(例Jones, B.F. and Bowser, C.J.,1979)か ら 知 り 得 た 湖 の 底 質 の 構 成 鉱 物 を 、A, Bお よ びC分 画 の 大 き さ に 粉 砕 し た も の を 準 備 し、 こ れ を参 考 鉱 物 と し て 顕 微 鏡 下 でこれ と未知 鉱 物 とを対 照 しな が ら、鉱 物 学 的 特
徴 に基 いて 、鉱 物 種 を決 定 した が 、 この 方 法 で
定 ま らぬ もの に つ い て は 、X一 線 粉 末 カ メ ラ を
用 い写 真 法 で 、 鉱物 種 の決 定 を行 った 。
V 実 験 結 果
1. 粒 度 分 析 結 果: 粒 度 分 析 を行 った結
果 は第3表 の通 りで あ る 。 こ の結 果 よ り各 試 料
に つ い て乾 燥 重 量 を100%と
して 、A, B及 び
Cの 各 分 画 の 重 量%及
び 水 の 重 量%を
算 出 し
て 、第4表
を得 た。
30 立 川 正 久 ・河 嵜 智子
Table 2 Weight of each Fraction separated by using isodynamic Separater and usual permanet Magnet
BFraction sampleNα *1 3 4 12 16 18 19 22 *2 0.0040 0.0016 0.0004 0.0013 0.0003 0.0038 0.0010 0.052ηA> 0.0027 0.0025 0.0003 0.0021 0.0002 0.0002 0.0002 0.05∼0.2〃3A 0.0121 0.0103 0.0023 0.0025 0.0025 0.0022 0.0030 0.2∼0.42ηA 0.0116 0.0415 0.0213 0.0076 0.0080 0.0057 0.0063 0.4∼0.6〃3A 0.0287 0.0320 0.0274 0.0081 0.0127 0.0399 0.0153 0.6∼0.8 幻窒A 0.0285 0.0385 0.0261 0.0139 0.0224 0.0430 0.0308 0.8∼1.O mA 0.0280 0.0349 0.0303 0.0157 0.0239 0.0415 0.0253 1.0∼ 1.2〃2A 0.0172 0.0385 0.0206 0.0185 0.0289 0.1116 0.0280 1.z∼1.4mA 0.0219 0.0309 0.0196 0.0237 0.0375 0.0437 0.0219 1.4凸 》1.6〃3A 0.0135 0.0220 0.0100 0.0541 0.0372 0.0150 1.6蜘A< 0.9558 1.4871 0.9034 1.3157 2.6146 2.1614 1.7990 total 1.1240 1.7398 1.0609 1.4091 2.8051 2.4902 1.9458 CFraction sampleNa *1 3 4 12 16 18 19 22 *2 t【ace 0.0004 t【ace 0.0010 0.0004 0.0006 0.0001 0.052ηA> 0.0008 0.0001 0.0001 0.0016 0.0003 0.0004 0.0001 0.05∼0.2吻A 0.0006 0.0020 0.0010 0.0013 0.0057 0.0007 0.0018 0.2∼0.4〃 霧A 0.0043 0.0058 0.0148 0.0047 0.0153 0.0048 0.0027 0.4∼0.6翅A 0.0038 0.0058 0.0189 0.0035 0.0167 0.0100 0.0052 0.6∼0.8溜A 0.0072 0.0082 0.0272 0.0069 0.0268 0.0140 0.0070 0.8∼LO溺A 0.0098 0.0090 0.0197 0.0075 0.0453 0.0261 0.0026 1.0∼1.2mA 0.0035 0.0135 0.0175 0.0075 0.0371 0.0137 0.0032 1.2∼1.4甥A 0.0109 0.0097 0.0111 0.0075 0.0469 0.0208 0.0025 1.4∼1.62ηA 0.0070 0.0073 0.0092 0.0079 0.0295 0.0175 0.0015 1.6η2A< 0.5960 0.5253 0.6128 0.2985 2.3196 0.8925 0.1082 total 0.6459 0.587ユ 0.7323 0.3479 2.5436 1.0011 0.1349
●1:Intensity of electric current which flows in the coil of electric magnet
'2:With usual permanent magnet
Table 3 Result of Grain Size Analysis
H20 dried Afraction Bfraction Cfraction othe【*
,
organic
NQ weight weight matte【
{9} {9) {9) {9) {9〕 {9} {9} 3 131.42 68.58 3.5952 2.0453 0.7780 62.1615 5.97 4 113.48 86.52 26.2835 9.7365 1.4665 49.0335 3.95 5 129.10 70.90 0.1872 0.5654 0.61529 69.5322 3.98 9 136.56 63.44 0.3393 0.1350 0.0028 62.9629 7.99 12 116.44 83.56 0.2152 3.0565 1.8088 78.4795 7.30 14 111.18 88.82 0.0268 0.8228 0.5629 87.4075 8.06 16 122.52 77.48 0.2015 1.6609 0.3519 75.2657 6.88 18 99.62 '100.38 0.5832 21.4066 7.0680 71.3222 2.66 19 103.38 96.62 0.2907 7.7899 0.4352 88.1042 7.01 22 79.02 120.98 8.3941 48.1618 6.7265 57.6967 1.08 24 114.58 85.22 5.7563 6.0142 0.4099 73.0396 1.49 25 113.54 86.46 0.1219 0.2323 0.0731 86.6327 10.55 26 132.80 67.20 0.6662 0.4838 0.1203 65.9297 7.80 27 115.42 84.58 0.5551 0.1512 0.0222 83.8515 9.98 29 195.52 4.48 0.0828 0.0505 0.0149 4.3318 0.43
'grain size 250 mesh
Wet weight of sample†200g
琵琶 湖 の堆 積 物 の 研 究(XIV) 31
Table 4 Result of Grain Size Analysis
十 十 十 十 organic
Nα H20 dried Afraction Bfraction Cfraction of her* mattec
wt 10 wt(%) 9wt(%} wt〔% Wto wt囲 wt(%) 3 65.71 34.29 5.24 2.98 1.13 90.64 8.70 4 56.74 43.26 30.38 11.25 1.69 56.67 4.56 5 64.55 35.45 0.26 0.80 0.87 98.07 5.62 9 68.28 31.72 0.53 0.21 0,004 99.25 12.60 12 58.22 41.78 0.26 3.65 2.16 93.92 8.74 14 55.59 44.41 0.03 0.93 0.63 98.41 9.08 16 61.26 38.74 0.26 2.14 0.45 97.14 8.88 18 49.81 50.19 0.58 21.33 7.04 71.05 2.65 19 51.69 48.31 0.30 8.06 0.45 91.19 7.26 22 39.51 60.49 6.94 39.81 5.56 47.69 0.89 24 57.39 42.61 6.75 7.06 0.48 85.71 1.75 25 56.77 43.23 0」4 0.27 0.08 99.51 12.20 26 66.40 33.60 0.99 0.72 0.18 98.11 11.60 27 57.71 42.29 0.66 0.18 0.03 99.14 11.80 29 97.76 2.24 1.85 1.13 0.33 96.69 9.64 辱grain size 250
mesh ±Weight percentage of each fraction to dried weight of sample
2二.鉱 物 種: 堆 積 物 を構 成 す る鉱 物 種 の
同定 を 行 った 結 果 見 出 され た鉱 物種 は第5表
の
通 りで あ る。
3.堆
積 物 を構 成 す る 各 種 鉱 物 の 割 合:
IV,3,イ
の項 で述 べ た 方 法 で7種 の試 料 の夫 々
につ い て 、A,
B及 びCの 各 分 画別 に 求 め た
す べ ての 構 成 鉱 物 種 の 割 合 は、 第6 、(1)一(3>表
の通 りで あ る。 ま たA,B及
びC分 画 の 全 部 に
わ た っ て 存 在 す る す べ て の 構 成 鉱 物 種 の 割 合
は 、第7表 の 通 りで あ る。更 に試 料 別 に石 英 、
長 石 類 、 雲 母 類 、 角 閃石 類 及 び電 気 石 の5種 類
の鉱 物 及 び コ ン ク リー シ ョンが 、A, B及 びC
の各 分 画 に存 在 す る割 合 は 、第8表
の通 りと な
る。
Table 5 Mineral Species which can be identified in sediment
酸 化 物Oxi de 珪 酸 塩 Silicate
石 英 Qrartz 2.60-2.65 アルカ リ長 石 Alkali Felds一 2.56-2.62
磁 鉄 鉱 Magnetite 5.2 斜 長 石 Plagioclase par 2.62-2.76
赤 鉄 鉱Hematite 5.26 緑 泥 石 Chrorite 2.6-3.4
褐 鉄 鉱 Limonite 4.2(Goethite) 黒 雲 母 Biotite 2.9-3.4
硬 マ ンガ)鉱Psilomelane 4.7 白 雲 母 Muscovite 2.8-2.9 チ タ ン鉄 鉱Ilmenite 4.6-4.8 角 閃 石 Hornblend 3.0-3.4 錫 石 Cassitedte 7.0 緑 簾石Epidote 3.3-3.6 金 紅 石 Rutile 4,2。4.3 ジル コン Zircon 3,9-4.7 金 緑 石 ChτysoberyI 3.7 紅 柱 石 Andalusite 3.15 炭 酸 塩 Carbonate 菫 青 石Cordierite 2.55-2.75 方 解 石 Calcite 2.71 ベ スブ 石Vesvianite 3.3-3.5 燐 酸 塩 Phosphate (Id㏄case)
燐 灰 石 Apatite 3.1-3.2 電 気 石 Tou【mal ine 3.0-3.2
藍 鉄 鉱 Vivianite 2.7 弗 化 物 F【uoride
32 立 川 正 久 ・河 嵜 智 子
Table 6一 く1)
AFract五 〇n
Volume Percentages of Mineral Species in A Fraction
Sample Na 3 4 12 16 18 19 22 quartz 40 40 16 56 50 55 60 perthite 4 6 14 7 5 3 15 plagioclase 3 10 6 12 10 3 10 chlorite 3 18 30 1 4 9 1 biotite 1 5 4 1 13 5 1 ・ muscovite 1 十 2 5 1 hornblend 1 , apatite 十 tourmal ine 3 1 6 3 2 epidote 3 7 十 6 十 2 hematite 3 2 2 1imonite 十 2 1 1 齢 magnetite 1 ilmenite 4 ■ o ■ VlVlanlte 十 fluorite 十 2 5 5 10 1 calcite 2 , 幽 caSSitente 5 1 2 psilomelane ・ 7 1 十 o concretion* 2 層 ■ concretion 12 10 1
hyd roi【on oxi de 3 3 4 1 4 1
曾 zircon 1 rutile 3 unknown 7 2 1 5 1 5 7 total 100 100 100 100 100 100 100 十Very little
'Spherical, small size
Table 6一 く2)Volu皿e Percentages of Mineral Species in B Fraction
BFraction 22
器
雅
α3
+
α ユ
器
α2
+
㎝
+
㎝
脇
娼
+
α β
α ﹂
m
ρ 0 1 1 19盤
鎗
+
u
・ 。
・ 、
肪
+
・ 、
・ 。
+
%
+
㎝
+
詑
・ 、
・ 、
加
18αn
盤
α β
組
α2
+
α ユ
望
α ユ
+
‡
ね
α ユ
+
α3
+
+
+
8 16齢
器
α ユ
+
α2
‡
α2
α ユ
‡
α ユ
α ユ
器
罷
㎎
α ﹂
+
ω
8 12揺
器
組
+
器
α2
温
α3
‡
鉗.
α ユ
+
品
%
㎝
α ユ
⑳
7 4麗
髪
α 石
α ユ
器
α8
α3
卯
‡
α ユ
胴
α ユ
α3
α9
麗
㎝
%
7 3蟹
麗
α2
U
%
胴
留
α3
㎝
㎝
㎝
α2
α ユ
粥
α ユ
届
如
船
+
‡
aの
亡U -㎞山
㎝
S e d黙
欝
蕪
十Very little琵 琶 湖 の 堆 積 物 の 研 究(XIV)
Table 6一 一く3)
CFraction
Volume Percentages of Mineral Species in C Fraction
Sample NQ 3 4 12 16 18 19 22 quartz 72.1 81.8 80.7 79.1 77.3 92.8 76.6 perthite 2.3 9.4 6.6 9.8 9.5 0.3 5.0 plagi㏄lase 5.2 4.1 0.2 4.8 7.6 1.0 4.6 chlorite 0.2 0.7 3.5 0.5 0.7 0.4 0.7 biotite 0.1 0.1 0.2 0.1 0.2 0.1 o mus◎ovite 1.9 十 0.3 0.1 0.3 1.0 十 homblend 0.2 0.4 0.7 1.2 0.5 0.2 3.0 , apatite 十 十 0.1 十 十 0」 tourmaline 1.9 十 十 十 十 十 epidote 0.6 0.4 1.9 1.6 0.6 0.7 1.7 hematite 十 0.1 十 十 limonite 0.1 十 0.4 十 0.1 0.1 0ユ magnetite 十 十 十 0.1 十 十 十 ilmenite 十 十 0.1 0.2 0.2 0.1 0.8 vivianite fluori te 0.2 十 1.6 1.0 2.2 1.7 1.6 calcite 十 o ¶ cassiterite 7.0 0.1 十 0.1 0.1 0.1 十 psilomelane 0.1 十 「 concretion* ■ 0.2 0.1 0.1 concreti㎝ 0.4 0.4 十
hydroi ron oxide' 2.5 0.3 0.9 0.7 0.5 1.0 1.5
rutile 02 0.2 0.2 0.1 0.1 0.2 ■ , vesvianite 十 pyrrhotite 十 ● zircon 十 0.1 十 十 十 andalusite 十 十 cordierite 十 ■ monazite 十 unknown 4.0 5.0 2.0 0.1 0.5 2.0 total 100.0 100.0 100.0 エ00.0 エ00.0 100.0 100.0 十 Very little
'Spherical, small size
Table 7 Volume Percentages of Mineral Species contained in all of A, B and C Fractions
22
鰯
諺
・,
繕
・ 、
+
・ 、
+
・ 。
鴛
+
田
+
+
・ 。
㎜
19囎
磐
器
・ 。
肪
+
・ 。
・ 、
+
留
+
・ 、
+
釘
・ 、
・ 、
翻
1 18鷲
綴
・ 、
鵬
+
・ 。
詑
+
・ 、
+
・ 、
+
駕
+
留
+,
㎜
1 16駕
籠
+
・3
+
+
・ 、
器
+
・ 、
解
・ 。
・,
・ 、
・ 、
・3
胆
+
+
説
1 12駕
藷
・3
器
・ 、
%
・ 。
胴
+
+
%
・ 。
+
聾
・ 、
・ 。
留
伽
1 4智
解
+
・,
+
・ 、
麗
+
+
+
・ 、
龍
・ 。
器
+
+
+
+
加
⋮
1 3鷺
轡
・,
艶
玲
・ 、
・,
器
ω
+
・,
如
蜂
+
+
+
+
溜
1 q N h P m a S e d十 :Very little 'Sphe【ical , small size 33 1
34 立 川 正 久 ・河 寄 智 子
Table 8一(1)Volume Percentages of Quartz, Feldspar, Mica, Hornblend and Tourmaline contained in all
of and each one of A, B and C Fractions
3 4 12 16 18 19 22 *Quartz A 47 56 36 75 65 61 85 plus B 73.5 86.9 83.1 95.6 91.7 86.7 87.3 Feldspar C 79.6 95.3 87.5 93.7 94.4 94.1 86.2 S 59.0 65.6 82.6 93.4 92.6 86.2 86.9 A:B:C A 23 24 17 28 26 25 33 B 37 36 40 37 37 36 34 C 40 40 43 35 37 39 33 *Mica A 5 2.3 36 2 22 14 3 B 1.5 2.8 4.2 0.6 0.8 2.9 1.8 C 2.2 0.8 4.0 0.7 1.2. 1.4 0.8 S 3.5 16.9 5.5 0.7 1.3 3.3 1.9 A:B:C A 58 39 81 61 92 76 54 B 17 47 10 18 3 16 32 C 25 14 9 21 5 8 14 *Hornblend A 1 B 0.7 0.8 0.4 0.2 0.2 0.2 0.1 C 0.2 0.4 0.7 1.z 0.5 0.2 3.0 S 0.8 0.2 0.5 0.3 0.3 0.2 0.4 A:B:C A 52 B 37 67 36 14 29 50 3 C 11 33 64 86 71 50 97 *Tourmaline A 3 1 6 B 0.4 0.8 0.2 十 3 2 C 1.9 十 0.1 0.1 S 2.0 0.9 0.4 十 0.1 0.1 0.1 A:B:C A 56 56 97 旦 8 44 3 97 100 C 36 3 100 S:All sample 十=Very little
Table 8一 く2)Percentages of Concetion and Iron Minerals contained in all of and each one of A, B and C
Fractions 3 4 12 16 18 19 22 *Concre tion A 14 10 1 B 6.3 1.6 1.3 0.4 0.1 C o.6 0.5 0.1 S 10.5 0.4 1.2 0.3 0.1 A:B:C A 67 88 71 B C 30 3 76 24 11 1 29 100 *bone mineral A 25.0 5 18.0 2.0 1 5.0 1.0 B 8.5 6.3 4.0 0.9 0.4 3.5 0.8 C 3.2 0.9 1.5 1.0 0.8 1.2 2.4 S 23.7 5.9 4.0 1.0 0.7 3.5 1.0 A:B:C ' A 68 41 77 51 46 52 24 B 23 53 17 23 18 36 19 C 9 7 6 26 36 12 57 S:All sample VI解 析 と 考 察 1.粒 度 分 析 結 果 に つ い て: 各 試 料 を 構 成 す るA,B, C分 画 及 び 、250メ ッ シ ュ よ り 細 粒 部 分(D分 画)の 重 量 パ ー セ ン ト上 か ら み た 夫 々 の 試 料 の 特 質 と 試 料 採 取 位 置 の 特 性 と の 間 の 関 係 を み る た め 、 前 者 を 円 グ ラ フ で 表 現 す る こ と に よ っ て 第8図 を 画 い た 。 さ て 、 こ の 図 と 第5図 と を 比 較 す れ ば 、250メ ッ シ ュ よ り 細 粒 の も の が 、98%以 上 を 占 め る 試 料 は 、 何 れ も 西 岸 に 沿 っ た 比 較 的 深 い 場 所 及 び 南 部 の 深 所 か ら の も の で あ り 、 こ の 部 分 に は 、 第5図 の 通 り の 湖 流 が あ る 。 し か し な が ら 試 料No.4は 琵 琶 湖 疏 水 の 起 点 近 傍 の 比 較 的 深 所 か ら の も の で あ る に か ∼ わ ら ず60メ ッ シ ュ よ り 粗 な 粒 子 が 26%に も 達 して い る 。 南 部 の 地 点3お よ び24よ り の も の は 、60メ ッ シ ュ よ り粗 粒 の も の を 、 そ
琵 琶湖 の堆 積 物 の 研 究(XIV) 35
\
天 神 川
R.Tenjin
^\
\雄i…
凱1矛
大正 寺川
馴
\
しぞ
足
a
㎏
川
m
宮
D
大
R
誇
四 ツ 谷 川
R.Yotsutani
\
、際 川
柳川
9疎 水 ∠ 4
' Sosui
むABc29
。(D
。26 D ABCψ
ABC むg D
0
7
2
A D臨
⑬
易2
伊佐 々川
R.lsasa
C獅
草津川
伯母川
北川
R.Kusatsu \ρ
\十禅 寺川
∼
狼川
A:Afraction
B:Bfraction
C:Cfraction
D:250mesh
36 立 川 IE久 ・河 奇 智 了・ れ そ れ3.6,5.8%含 ん で い る が 試 料No.4に 比 べ れ ば 遙 か に 少 な い 。 東 岸 に 近 い 地 点18と22と は 、 何 れ も 第3図 及 び 第5図 か ら 明 らか な 通 り 深 さ 約3mの 第 三 湖 段 上 に あ る が 、 両 者 の う ち 試 料No.22の250メ ッ シ ュ よ り細 粒 の も の(D分 画)の 含 有 量 は 、全 試 料 中 最 小 で 僅 か に48%に 過 ぎ な い 。 試 料No.18の そ れ は 試 料No.4に 次 で 少 な く約71%で あ る 。 さ て 南 湖 の 堆 積 物 は 後 に 詳 述 す る 通 り 鉱 物 組 成 を 調 べ た 結 果 そ の 大 部 分 が 北 湖 か ら 流 入 す る も の を 含 め て 、湖 へ の 流 人 河 川 を 経 て 、或 は 高 接 陸 上 か ら 湖 に 搬 入 せ ら れ た 物 質 お よ び 湖 岸 の 浸 食 に よ っ て 生 じ た 物 質 、 即 ち 他 生 物 質 か ら な っ て い る が 、こ れ ら の 物 質 が 湖 に 搬 入 せ ら れ て 後 、 そ れ ぞ れ の 地 点 に定 置 せ ら れ る ま で の 問 に 、 そ れ ら の 物 質 の 粒 度 と 比 重 、 潮 流 、 波 浪 、 湖 底 地 形 、 及 び そ の 他 の 種 々 の 要 因 に よ っ て 、 運 搬 と 篩 分 け が 更 に進 行 す る もの と 考 え ら れ る 。 然 しな が ら 南 湖 の 底 質 が 既 述 の 通 り の 粒 度 分 布 を 示 す に 至 っ た 機 構 に つ い て 史 に 論 を 進 め る こ と は 、 本 研 究 で 得 た デ ー タ 及 び 既 存 の デ ー タ を持 っ て して は 、 困 難 で あ る が 、 唯 々 他 生 の200メ ッ シ ュ よ り も 細 粒 な 物 質 は 湖 中 に 人 っ て か ら 最 も 永 く 湖 水 中 に 懸 濁 質 と し て 」ヒま り、 水 の 比 較 的 掃 溜 し 易 い 場 所 に 至 っ て 沈 降 す る こ と は 確 か で あ る 。 従 っ て 、 南 部 の9,25及 び27の 地 点 等 は 、 こ の 種 の 場 所 に 2.鉱 物 種 に つ い て: 第4表 の 通 り今 回 の 研 究 で 、 南 湖 の 堆 積 物 中 のA,B及 びC分 画 か ら 同 定 し 得 た 鉱 物 種 は 、 酸 化 物9種;炭 酸 塩1種1燐 酸 塩3種;珪 酸 塩/2種;弗 化 物!種 の 合 計26種 の 他 に 石 英 、長 石 、赤 鉄 鉱 、 粘 ⊥ 鉱 物 及 び マ ン ガ ン(非 結 晶 質)酸 化 物 か ら な る 第9図 の 通 りの 小 さ な 球 状 又 は 不 規 則 塊 状 の コ ン ク リ ー シ ョ ン で あ っ た 。 こ れ は 、 そ の 形 状 と 組 織 か ら 考 え て 明 ら か に 堆 積 物 中 で の 沈 積 変 質 に よ っ て 形 成 し た 自 生 物 質 で あ る 。 な お こ の コ ン ク リ ー シ ョ ン に 含 有 せ ら れ るZnと Mnの 含 有 量 を 調 べ た 結 果 は 、 Zn 92.8ppm Mn 952 ppmで あ っ た が 、 こ の コ ン ク リ ー シ ョ ン を 含 有 し て い る 試 料 の う ち コ ン ク リ ー シ ョ ン を 除 外 し た 部 分 の 両 元 素 の 含 有 量 は 、 夫 々Zn 44.2ppm。 とMn 358 ppmで あ っ て 、 前 者 の Zn含 イ∫甲:は 後 者 の 約2倍 で あ り 、Mnに つ い 拶
7
轟'
0.27wt'a 鰐 7 の o ◎蓼 鞠
膨
櫓◎
◎ 倉 v σ ◎ 参 分 の' Fig.9Concretion 遊 導4
て は 、 約3倍 で あ る こ と が わ か る 。 こ の 事 実 か ら 、 本 湖 で は 、 一 般 に 重 金 属 類 の 堆 積 物 中 で の 存 在 様 態 の1つ が 、 こ の 様 な コ ン ク リ ー シ ョ ン へ の 濃 集 で あ る と 言 い 得 る で あ ら う 。 3. 鉱 物 種 の 分 布 に つ い て 、 イ) 各 試 料 のA,B及 びC分 画 の す べ て を 構 成 す る 鉱 物 種 の 含 有 率 土 か ら 見 た夫 々 の 試 料 の 特 質 と 試 料 採 取 位 置 の 特 性 と の 間 の 関 係 に つ い て1 こ の 関 係 を 調 べ る た め に 第6表 の 数 値 を 地 図 上 に 円 グ ラ フ で 画 い て 、第10図 を 得 た 。 こ の 図 か ら ど の 地 点 か ら採 取 し た 試 料 に も 珪 酸 塩 鉱 物 が 非 常 に 多 く 含 ま れ て い る が 、 こ の 図 と 第8図 と を 照 合 して み る と 、 試 料 の 珪 酸 塩 含 有 量 と 粒 度 分 布 と の 間 に 何 等 の 相 関 々 係 も 存 在 し な い こ と が わ か る 。 コ ン ク リー シ ョ ン は 南 部 σ) 3と4、 特 に 前 者 に 多 量 に 含 ま れ て い る 。 ロ 〉「 鉄 一 マ ン ガ ン 鉱 物 お よ び コ ン ク リー シ ョ ン に つ い て: 先 づ 、 そ れ ら の 物 質 の 総 含 有 量 と 、 そ れ ぞ れ の 鉱 物 種 お よ び コ ン ク リー シ ョ ンの 各 試 料 毎 の 含 有 割 合 を 前 者 はil」の 大 小 で 、後 者 は 円 グ ラ フ で 、第6表 の 数 値 に 基 い て 、 地 図 上 に 画 け ば 第11図 の 通 り で あ る 。琵 琶 湖 の 堆 積 物 の研 究( .XIV) 37
天 神 川S
:Silicate
minerals
FM:Ferromanganese mineral C:Carbonate mineralsP:Phosphate
minerals
F:Fluoride
minerals
\雄 琴 川
0:0ther
minerals
一大正 寺川
慰
洗
剥
/
a 一\
町
大
宮
川
\
R。
四 ツ 谷 川
R.Yotsutani
.1書
①
019
①
L
・①
8
1
■法 竜 川
R.Horyu
天神川
へ
守 山川
¶ 022
現 川 \
R.Sakai
伊 佐 々 川R.lsasa
三際川
草津川
柳川
疎 水
Sosui
ぞ駁㊥
伯母川
R.Kusatsu \ρ
十 禅 寺 川R.Zyuzenji
北 川R.Kita
狼 川
R.Okami
Fig10. Mineral Composition of Sediments(A
, B and C.Fractions)
38
立 川 正久 ・河樹 智子
瓢
覇
酬
鰻
憩脳
σ
0、
0
、
○
○
○
\天 神 川
R.Tenjin
\
雄 琴 川
R.Ogoto
大正 寺川
8∼10%足
洗 川
、
大
寒)ll
R.Omiya
>10%\
/四
ツ 谷 川
R.Yotsutani
\
4.0%
。
⑲
12
1・
鵠
Tp MIc
3.5%
む19
0.7961㊥
i8
弾
鼎
/
天神川
\
守 山川
、 1.0%。
⑲
22
界川
、伊佐 々川
R.lsasa
際川
柳川
馨
3
避
疎
髄
ρ
MI:Magnetite十Ilmenite
HLI:Hematite十Limonite
十Iron oxide
縄1、
、C・C・n・
・eti・n
TP:Tourmaline
∼
北川
\ 十禅 寺川
』_狼
川
R.Okami
十Psilomelane
Fig 11. Percentages of Ferromanganese Mineral Contents in Sediments'(A, B and C Fractions)and
琵 琶 湖 の堆 積 物 の研 究(XIV) 39
趣
∼
、
R
£
。〆
臓曾
2
ぬ り.
翻
\
灘
川
翫
①
2
・
ま
に
を
ロ
ユ
\
柱
隠
吻
濫
議
瓢
際川 柳川灘
伊認1 、 天 神 川 へ 守 山川 \ 堺 川 職 巨川R .Kusatsu 伯 母川 A=A fraction 北川 ヨ ニ じ セめ9
遡 ・IC:C f「action 夏 痩川R.Okami 25Co了dlerite 言 _ Alkali・feldspar 一 驚 、,e ,,、g、。,、,e二 Calcite ● Chrorite 、lUSCOVite Biotite Tourmaline Hornblend AndalusiLe Apatite Fluorite Vesvianite Epidote Chrysoberyl Zircon Goethite Rutile Ilemenite Psilomelane Monazite 、1agnetite Hematite じ ソロし じロ 3零0 3亀5 4覧0 4竃5 5、0 一 ● 一 ● e ● 剛7
●Fig 12 Percentages of Concretion in Sediments(A, B
and C Fractions)and Ratios◎f Concretion
Content contained in each Freaction to total
Concretion Content こ の 図 を 第3図 と 照 合 す れ ば 、 第3湖 段 か ら の 試 料Nos.18と22を 除 け ば 、 総 量 は 南 方 に 行 く 程 多 く 、 最 南 地 点3で 最 大 の23.7%に 達 し て い る 。 明 らか に 一 次 鉱 物 で あ り、 従 っ て 他 生 鉱 物 で あ る 磁 鉄 鉱 と チ タ ン鉄 鉱 と が 、 堆 積 物 に 含 有 せ ら れ る 割 合 は 、 西 岸 に 近 い 場 所 か ら の 試 料 Nos.12と4と で は 、 小 で あ り 、 第3湖 段 か ら の 試 料Nos,18と22に 特 に 多 い 。 こ れ に 反 し て 、 明 らか に 自 生 鉱 物 で あ る コ ン ク リ ー シ ョ ン は 、 第3湖 段 か ら の も の に は 、殆 ん ど 含 ま れ な い が 、 そ れ 以 外 の 総 て の 試 料 中 に 含 ま れ て い て 、 特 に 最 南 地 点 の 試 料No.3に は 、 総 量 も含 有 割 合 も 共 に 最 大 で あ る 。 こ れ ら の 事 実 は 、 既 に 述 べ た 通 り、 疎 水 の 起 点 附 近 で 流 速 が 底 ま で 比 較 的 速 く て 、 細 粒 の も の が 、 比 較 的 多 量 に 流 し去 ら れ て い る と 考 え ら れ る 地 点 を 除 け ば 、 第3湖 段 の 堆 積 物 の み が 、250メ ッ シ ュ よ り細 粒 の も の の 含 有 量 が 少 な く な い 。 従 っ て こ の 様 な 堆 積 物 中 で は 、250メ ッ シ ュ よ り細 粒 の も の が 多 い 堆 積 物 中 で よ り も コ ン ク リ ー シ ョ ン の 如 き 自生 物 質 は 、 生 成 し 難 く 、 逆 に 他 生 で か っ 比 重 の 大 き い
Fig 13 Specfic gravities of minerals
もの を含 有 す る 割 合 が 多 くな る こ と を示 して い
る。(第13図)。
次 に 重 金 属Mn、 Zn等
の ホ ス
トと して 重 要 な 役 割 を 演 じて い る コ ン ク リー
シ ョン につ い て 、 そ れ がA,B及
びC分 画 の総
て に含 ま れ る総 含 有 量 を 円の 大 小 で 、A, B及
びCの 各分 画 に含 ま れ る割 合 を 円 グ ラフ で地 図
上 に図 示 す れ ば 、第12図 の通 りで あ る 。 この 図
よ り、
南 方 程 コ ンク リー シ ョンの 含 有 量 が 高 く 、
A,B及
びCの3分
画 の 中 で は最 も細 粒 のC分
画 に 含 まれ る割 合 が 小 さい こと が わ か る 。前 者
につ い て は 、 その 理 由 は明 らか で な い が 、 唯 々
自生 的 に コ ン ク リー シ ョン を形 成 す る沈 積 変 質
の よ り起 り易 い条 件 が 南 方 の 堆積 物 中 に存 在 す
る様 で あ る 。即 ち コ ンク リー シ ョンの 構 成 材 料
で あ る石 英 、長 石 、 粘 土 鉱 物 お よ び鉄 、 マ ン ガ
ンの 水 酸 化 物 等 の混 合 割 合 な らび に 温 度 、pH、
潮 流 の状 況等 が 、 コ ンク リー シ ョ ンの形 成 に好
都 合 で あ る もの と考 え られ る。
後 者 に つ い て は 、
コ ン ク リー シ ョ ンが 、石 英 、長 石 、赤 鉄 鉱 等 の
集 合体 で あ る こと か ら考 えれ ば当 然 の こ と で あ
ら う。
ハ)石
英 と長 石 類 に つ い て: 第6表
に
基 づ き第14図 と同 様 の方 法 で 、 各 試 料 のA,B
お よ びC分 画 の 総 て に含 まれ る石 英 と長石 類 と
の 総 含 有 量 を円 の 大 小 で 、両 鉱 物 が 、A, Bお
40
立川 正久 ・河得 智子
よ びCの 各 分画 に 含 まれ る 割 合 を円 グ ラ フで地
図上 に画 け ば、 第14図 の 通 りで あ る 。 この 図 か
ら次 の諸 事 実 を見 出 せ る。
○
一
9-12%
α
・%灘
03-6%1大 ・寺.
α
簗。,魍l
ROm佃 欝
12 '四 ッ谷川 R.Yotsutani 際川 柳川鑑
%難
\ 天 神川 R.Ten'in 11 四 劃 ㏄藷
Z
。⑳
脳
3.3% ●18 19 1.9% 壱2 伊 佐 々 川 R.lsasa ViVilR .Kusa、 、u 天 神川 ヒ 守 山川 \ 界川 伯侮川 田Afraction 北川ρ
〔」=コBfraction \ 十禅 寺ノrI匡 C fraction 積 腿 ・Ok・miFig 14 Percentages of Quartz plus Feldspar Contents
in Sediments(A, B and C Freactions)and
Ratio of Quartz plus Feldspar Content
con- tained in each Freaction to tota工Quartz plus
Feldspar Content (1)両 鉱 物 の 含 有 量 が 北 部 か ら南 部 に 行 く に 従 っ て 減 ず る こ と;(2)両 鉱 物 が 、A, B及 びC分 画 に 含 ま れ る 割 合 は 、Nos .3,4,16,18 ・及 び19の 試 料 で は 、 ほ 導等 しい が 、No.22で は 、 両 鉱 物 が 、A, B及 びCの 三 分 画 に ほ 導 等 し い 割 合 で 含 ま れ 、No.12で は 、 両 鉱 物 が 、 BとC 分 画 に は 等 し い 割 合 で 含 ま れ る が 、A分 画 に 含 ま れ る 割 合 は 小 さ い;(3)両 鉱 物 が 各 試 料 の A,B及 びCの 各 分 画 に 含 ま れ る 割 合 と 各 試 料 の 総 て の 分 画 に 含 ま れ る 両 鉱 物 の 総 含 有 量 と の 間 に は 、 相 関 関 係 の な い こ と 及 び 、(4)「第10図 と 照 合 す れ ば 、(3)の 中 の 前 者 と 各 試 料 中 にA, B及 びCの 各 分 画 が 含 ま れ て い る 割 合 と の 間 に も(3)の 場 合 と 同 様 に 相 関 々 係 が 見 い 出 さ れ な い 。
さて上 記 の(1)一(4)の 原 因 につ い て考 察 して
み よ う: 即 ち 、石 英 及 び長 石 は他 生 鉱 物 で あ
り、 ま た第4表
と第10図 と か ら明 らか な 通 り 、
いず れの 試 料 につ いて も、 最 も多量 に含 まれ る
構 成 成 分 鉱 物 で も あ る。 更 に、 両 鉱 物 は、 第13
図 か ら明 らか な通 り堆 積物 を構 成 す る普 通 の 鉱
物 中 最:も比 重 が小 さ い。 他 方一 般 に 粒 径 が 同 じ
な ら ば比 重 の 小 さ い鉱 物 は、 よ り遠 方 まで運 搬
せ られ る筈 で あ る 。従 って 若 し 、南 湖 の 堆 積 物
を構 成 す る他 生 物 質 の 多量 が 、南 湖 の中 部 以 北
か ら供 給 せ られ る もの と仮 定 す れ ば 、第5図
の
湖 流 か ら考 え 、上 述 の分 布 と は逆 、即 ち 、南 部
程 両 鉱 物 の含 有 割 合 が 大 で あ る筈 で あ る。 従 っ
て 、南 湖 の堆 積 物 の殆 ん ど を構 成 す る他 生 物 質
は 、北 湖 か らの流 入 は別 と して 、南 湖 の周 り全
体 か ら同 様 の荷 重 で搬 入 せ られ るの で あ っ て 、
搬 入 物 申 のA,B及
びCの 粒 度 の も の の性 質 が
南部 に搬 入 せ られ る もの程 両鉱 物 の含 有 量 の 小
さい もの で あ るが 故 に前 述 の如 き分 布 を招 来 し
た もの と考 え な けれ ば な らな くな る 。 この 様 に
南 湖 岸 の 各地 点 か ら搬 入 せ られ る他 生 物 質 の 性
質 の 差 異 と搬 入 せ られ て後 の潮 流 に よる 湖 中 で
の特 有 な 移 動 と混 合 と に よ っ て 、(1)の み な ら
ず 、(2)、(3)及 び(4)の 通 りの 結 果 を招 来 す る
に至 った もの と言 え よ う。
二)堆
積 物 中 の 雲 母 類 につ い て:
こ の鉱 物
につ いて 、
第11及 び第12図 と 同様 な 図 を画 け ば、
第15図 の 通 りで あ る。 この 図 に よ っ て 、先 づ 、
雲 母 類 の含 有 量 の 最 大 な る も の は、No.4で
、
次 で 、No.2で
あ る が 、 今 、 第 ユ5図と第 ユ図 と
を照 合 す れ ば、 両 地 点 に最 も影 響 を与 え る他 生
物 質 が 、 この 地 点 の す ぐ西 方 に あ る花 崗 岩 の風
化 に よ り生 じた砂 の 多 い狭 い 沖 積 層 を は さ ん で
す ぐ湖 に迫 る花 崗 岩 地 域 か らの もの で あ り、特
に地 点4の 方 が 潮 流 か ら考 え て 、他 よ り この影
響 を強 く受 け るで あ ろ う と言 う こ と が わ か る 。
次 に、分 画 別 の 含 有 量 を見 る と 、前 項 の石 英
と長 石 の 場 合 と は対 照 的 に 、No.4以 外 は、 総
てA分 画 に最 も多 く含 まれ 、総 ての 試 料 を通 じ
て 、C分 画 に最 も少 い。その 原 因 は、この鉱 物 が 、
縦 、横 、 高 さの 三 方 向 の 長 さの 余 り違 わ ぬ細 粒
に な り易 い、 石 英 及 び長 石 と は異 っ て 、甚 だ 顕
著 な(001)劈
開 を有 して い て 、 極 め て 薄 い 板
状 の 劈 開 片 に の み な り得 る性 質 に あ る と言 え よ
う。 なお 、 地 点4か
らの 試 料 の 場 合 は 、60メ ッ
シ ュ よ り大 き い径 の も の は 、 こ の地 点 で の 特 殊
琵 琶 湖 の堆 積 物 の研 究(XIV) 41
脳
脇
鵬
○
○
○
\
天 神 川
R.Tenjin
\
雄 琴 川
R.Ogoto
○
、.、%1大
正寺。
α
%
足洗川
麟 鋤
戸
四 ツ 谷 川
R.Yotsutani
12
!\16
0.7%
3.3%
ね19
1.9% む22
法 竜 川
R.Horyu
醗/
。18
天神川
\
守 山川
\
堺川
伊 佐 々 川
R.lsasa
際川
柳川
疎 水
Sosui
%
覇塾
韻
愚
㎝
・
日
航
ノ
S
圭
u
識
9
〔=]i=コBfraction
\ 十 禅 寺 川[=亘 コCfraction
伯 母川
、
[〕 〔]Afraction
北川
狼 川R.Okami
∼
__一
Fig.15 Percentages of Mica Content in Sediments and Ratio of Mica Content contained in each
42 立 川 正 久 ・河 嵜 智 子
○
一
〇 一 ・%
○ ・
.熊灘1
0
く0.4% 大 正寺 川 足洗川 、 大 宮川 \0.7% R.Omiya 八 四 ッ谷11【 R.Yotsutani 際 川 柳lll ロ る臨鱗
\ 天 神川 R.Tenjin J .3%⑲
脂
嚥Φ
B
22轟 孟川
費拙 、、 。ix-o-11.Horyu 天遡 守哩1 避川 伯母 川 こ1=]Afraction 北川9
[圧]Bfraction 燗 ・1田CI・a・ti・n 殴 狼 川 =一一一/ R.Okami・
一
、驚
R
£
噛①
・・
⋮9
烈
6
\
R
灘
川
び
2
6
凱
R
⋮
簿
翼
-"
凹
凹
野
鶏
伽
麺
○
σ
9
α
、、
艦
隊 川 柳 川欝
MRニ 々川 R.lsasa 法 竜 川 R,Horyu =天神 川 守 叫 遡ll 草 津 川 R.Kusatsuイ
響
ρ
A;Afraction 十禅 ミ111 $;gfraction C;Cfraction 一{長 川 R .OkamiFig. 16 Percentages of Hornblend Content in
Sediment(A, B and C Fractions) and
Ratio of Hornblend contained in each
Fraction to total Hornblend Content
Fig. 17 Percentages of Tourmaline Content in
Sediment(A, B and C Fractions)and Ratio
of Tour皿alines Content in each Fraction to
total Tourmaline Content
な流 速 に よ っ て薄 板 状 な る が故 に 、60∼200メ ッ
シュ の大 き さの 劈 開 片 よ りも よ り多量 に流 し去
られ る もの と考 え られ る。
(ホ)堆
積 物 中 の 角 閃 石 類 につ いて: 角
閃 石 類 につ い て 第11∼15図
と同 様 な 図 を画 け
ば、第16図 の通 りで あ る。 この 鉱 物 が 明 らか に
他 生 で あ る の で 、堆 積 物 中 に この 鉱 物 の 含 有 せ
られ る こ とが極 め て 少 い の は、 湖 の 流 入 水 域 の
基 盤 岩 並 び に堆 積 層 中 に元 来 こ の鉱 物 が 、極 め
て 少 量 しか含 有 せ られ ぬ の に よ るの で あ る。 さ
て、 この研 究 で取 り扱 っ た試 料 の数 の少 い こ と
と含 有量 が 、1%以
下 で あ る点 を考 慮 に入 れ て
も、試 料No.3を
除 け ば、角 閃石 は 、60メ ッシ ュ
よ り も粗 粒 で含 ま れ る こ と が殆 ん ど無 い と言 う
こ とが わ か る 。 そ の 原 因 は 、南 湖 の 堆 積 物 に特
に強 く影 響 を与 え る流 入 水 域 の 岩 石 及 び土 壌 中
に含 ま れ る角 閃石 が 、 小 形 で あ る こ と 、、 こ の
鉱 物 特 有 の強 い(110)、
と(110)の
劈 開 性 と
に よ る もの で あ ら う。 地 点3の 試 料 の み が例 外
的 に60メ ッ シ ュ よ り粗 粒 の も の が 、 こ の 試 料 の 全 角 閃 石 含 有 量 の50%以 上 に 及 ん で い る の は 、 草 津 川 上 流 が 、 比 較 的 大 形 の 角 閃 石 を 含 む 晶 洞 式 ペ グ マ タ イ トの 多 い 粗 粒 の 花 崗 岩 地 域 で あ る こ と に よ る の で あ ら う 。 こ の 考 え は 、 次 項 に 述 べ る 主 と し て ペ グ マ タ イ トに 産 す る 電 気 石 の 含 有 量 が 、 同 地 点 の 堆 積 物 中 に7試 料 中 群 を 抜 い て 多 く 、2%も 含 ま れ て い る と 言 う 事 実 に よ っ て も 支 持 さ れ よ う 。 (へ)堆 積 物 中 の 電 気 石 に つ い て: 電 気 石 に つ い て 、 第11∼15図 と 同 様 な 図 を 画 け ば 第 17図 の 通 り と な る 。 こ の 鉱 物 は 、 総 て が 他 生 鉱 物 で あ り 、 南 湖 の 堆 積 物 に 特 に 強 く 影 響 を 与 え る 流 入 水 域 の 岩 石 、 土 壌 中 に は 、 角 閃 石 よ り も 遙 か に 少 量 しか 含 ま れ て い な い も の で あ る が 、 硬 度(H.)は7.5で 長 石(H.6)、 石 英(H.7) 及 び 角 閃 石(H.6)の 何 れ よ り も 高 く 、 撓 曲 度 (Flexibility)(F.)は 、6で 、長 石(F.4∼5)、 角 閃 石(F.3)よ り 高 く 、石 英(F.7)よ り低 い 。琵 琶湖 の堆 積 物 の 研 究(XIV) 43
ま た 劈 開 性 は、 石英 と 同様 に全 く無 い の で 、 こ
の鉱 物 の 風 化作 用 お よ び運 搬 の 際 に受 け る機 械
的破 壊 に対 す る抵 抗 力 は、石 英 と同様 に造 岩 鉱
物 中 最 高 で あ る。 更 に この 鉱 物 の 比 重(s・9・)
は3,0∼3。2で 石 英(s・9.2.65)よ り高 い 。
従 っ て 、
堆 積 物 中 に は 、石 英 以 上 に濃 集 され易 い鉱 物 で
あ る。 そ の結 果 南 湖 の堆 積 物 中 に は、 流 入 水 域
の 岩 石 ・土 壌 の 本 鉱 物 含 有 量 の10∼100倍 が含
有 せ られ る に至 っ た もの で あ る。 なお 地 点3と
4か らの試 料 で は 、本 鉱 物 の 含 有 量 が 特 に 大 き
く、60メ ッシ ュ以 上 の 粗 粒 の もの が 多 い の は、
前 項 で 触 れ た通 り電 気 石 を含 むペ グマ タ イ トが
多 く胚 胎 す る花 崗 岩 地 域 を流 域 とす る草 津川 の
搬 入 物 質 の 影 響 に よ る もの と考 え られ る。
な お 一 般 的 に言 っ て、 電 気 石 の 様 な 流域 の一
局 所 に偏 在 して い て、 か つ風 化 作用 と運 搬 時 の
機 械 的 破 壊 作 用 に対 して 強 い 抵抗 力 を持 つ鉱 物
を見 出 し、 その 鉱 物 の 堆 積 物 中 で の分 布 に つ い
て 、上 述 した様 な取 り調 べ を行 うな らば 、 諸河
川 に よ って 、湖 に搬 入 せ られ た他 生 鉱 物 が 、湖
底 に堆 積 せ られ る まで の 間 の 湖 中 で の 行動 を解
明 す る 鍵 とす る こ とが 出 来 る の で 、 これ に基 い
て 、湖 水 の 運 搬 と堆 積 作 用 の 両面 で の動 態 を 明
らか に す る こ とが 出 来 よ う。
総 括
本 研 究 で は 、堆 積 物 中 の鉱 物 種 の 同定 、特
に その 含 有 率 の決 定 が 、最 重 要 点 で あ るの で 、
その 方 法 を詳 述 した 。 同定 出来 た鉱 物 種 は 、酸
化 物9種
、
炭 酸 塩1種 、
燐 酸 塩3種
、
珪 酸 塩12種 、
弗 化 物1種
の合 計26種 で あ っ た が 、他 に石 英 、
長 石 、 赤 鉄 鉱 お よ び粘 土 鉱 物 か らな る 自生 の小
形 コ ン ク リー シ ョ ン を 見 出 し た。 こ の コ ン ク
リー シ ョ ンが 重 金 属 元 素 の ホ ス トに な っ て い
る。 な お 、 これ らの鉱 物 は 、炭 酸 塩 で あ る方 解
石 の 一 部 及 び燐 酸 塩 中 の藍 鉄 鉱 を除 い て 、総 て
が 、他 生 鉱 物 で あ る 。
現 在 の南 湖 湖 底 の堆 積 物 の粒 度 分 布 と鉱 物 の
分 布 の 様 式 を決 定 づ け た主 要 な要 因 は 、各 河 川
の 搬 入 物 質 の特 質 と 、湖 底 地 形 及 び湖 流 の 特 性
で あ る。 一 般 に、 風 化 と運 搬 の作 用 に耐 え 、か
つ 流 入 水 域 の 一 地 方 にの み 産 出 す る 他 生 鉱 物
は、 湖 水 に よ る運 搬 と堆 積 の 過 程 の解 明 に 、非
常 に役 立 つ もの で ある こと を電 気 石 の 分 布 を例
と して 述 べ た 。
謝 辞
本 研 究 に際 して は、特 に鉱 物 の 節 分 け、 磁 力
選 別 お よ び鉱 物 粒子 の ク リー ニ ン グ につ い て懇
篤 な る御 指 導 をい た §い た京 都 大 学 理 学 部 ・地
質 学 ・鉱 物 学教 室京 都 大 学 理 学 博 士 西 村 進 助 教
授 に心 か ら御 礼 申 し上 げ ます 。 この 研 究 に要 し
た費 用 は 、文 部 省特 定 研 究 「びわ 湖 の 汚濁 機 構
に関 す る総 合 的 研 究」の経 費 によったこ と を明 記
して 謝 意 を表 す る 。
文
献
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