シュミット網による節理･断層面の統計について

シュミット網による節理･断層面の統計について

熊 大 理 福 岡 一 徳 ができたが、これを平面上に投影すると立体 的な座標を平面上で扱うことができるので統

計的処理には一層便利なものとなる。

これには一般に赤道面に球面座標を投影し たものを使うが、予め方眼状の座標を作って おいて、これに測定した面の極を記入してい くやり方で行なう。この座標の目盛方には「

ウルフ、ネット」「シュミットネット２種」な どがあり、それぞれ目的に応じて使い分けら れている。ここではシュミット網のうち解り やすいPC］arequa1‑axもａnetと呼ばれるもの を用いることにする。これはＩ図のＢＣＤ、

面に下半球を投影したものである。つまり方 位角を２．間隔に放射状に引き、傾斜角は網 の中心がＯ ,で２.間隔の同心円で示されたも のである｡皿図の中央部はこれを10'間隔で 作ったものである）Ⅱ図に投影した極の例を 示す。これは前に述べた様に球の中心に面を 温き直上から見た時の下半球の極を投影して

ある。

シュミット網（８cm.､idtnet)は従来は･主 として恋成岩類の組織、椛造の研究に利用さ れていたものである。しかし地層中には色閃『

な方向の節理面や断層面が発達しており、こ れらの面の伸長方向や密度分布などが、地域 の地質条件の特に応用地質学的な面を左右す る一つの大きい要素となっている。この様な 節理面や断層面がどの様な営力によって作ら れるか、叉との様な地層が応力を受けた場合 いかなる変化を示すか、などの研究が最近盛 ん に な っ て い る 。

地質の面構造の数斌的取扱い方の概要を紹 介するが、会員の皆様に少しでも参考になれ ば幸いである。なお、本稿は電力中央研究所 の井上康夫氏の「節理、断層面などの統計に 用いるシュミット網の密き方」を基にした。

〔１〕地質の面構造の表わし方

地質学における面櫛造を表わすのに通常、

走向傾斜を用いる。これは一つの走向に対し て傾斜の違う面か２つあるので、それを区別 する為に傾斜の表示には。その角度の他に、

Ｎとかｓとかの文字を併記しなければならな い。しかし鉱物学で用いる球面投影法を利用 して、面の走向、傾斜を各面の極として表わ せばoそれは球面上の点で示される。極とは Ｉ図に示す様に球の中心を地層か通っている と考え、この面の中心を通る垂線を引けば、

これは２点で球面を突きぬける。.この２点を 極と云う。図からも明らかな様に球面上には 常に２つの極が現われるが、通常ｓを無準と

して、下半球の極を醜んでいる。

〔 ３ 〕 極 の 測 定 法

極は方位角と傾斜角によって示されている がoこれを測るにはクリノメーターを使用す ればよい。まず方位角が走向に対して垂直で あることから、クリノメーターの短い方の稜 を面にあてれば方位角が醜める。銃み取りは 360０目盛で反時計回りの角度とし､Ｂを基辿 点とした場合は磁針のＢの示す角度を、ｃＡを 基準点としたらＣｆの示す角度を脱戎なくては ならない。この際注意すべきことは、クリノ メーターの短かい方の稜は常に一つに決めて おかねばならないことである。もし反対の稜 をあてた場合は目盛も'800勘3つたところを 説むととになり、前に述べた極の定義から考

〔２〕極の投影の方法

これで面構造を球面上の点として示すこと

−１４−

Ⅳ

１５

(注）

８ 、

Ｆ

球とその中心を通る平面の極 Ｉ図

水平面ＢＯＤＥの極はＡおよびＦ 垂直面ＡＯＦｍの極はＢおよび，

Ⅲ図一走向からその而の下半球の極を投影す る際の換算図（中心部シュミット網で その放射状直線と走向との関係したも の）

〃

Ｅ

傾斜９０。の極は２点でてくるが任意 の一点を取ればよい。

方 層

＄

Ⅱ図投影した:極の一例

Ｐｏｉｎｔ

ｅ 少

Ⅱ図

Ｓ

ｄｉａｇｒａｍの一例

点 走 向 傾 斜 極

１２３４５６ ２３ ^{水 平} ＥＷｎ画Ｗ ⑰⑪Ⅱ⑪⑰ ５５５５０４４４４６ ＮＮＮＮＮ ^{０ ⑪}

９０⑥ ９０⑪ ５０OＮＷ ５０⑪ＳＥ ７０⑥８

０ ／ ０

135/90又は315/90 45/９０又は225/9０

０００ 頭確吻 １３１３１２

Ｗ Ｅ

〃

M【図ＤｅｎＢｉｔｙｄｉａｇｒａｍの一例

Ｗ

Ｖ図Ｃｏｕｎｔｅｒによる点の数え方 数字は96を示す｡

ｒ ］ 匠 副 怪 蚕 Ｉ ｍ

ｏ 〜 １ １ 〜 Ｚ ・ ユ ー 十 ＋ 〜 ６ ・

浮雲｣騨罵(%）

Ⅷ 図 節 理 の 測 定 例

ﾉ Ｖ

− １ ６ −

Ⅶ 図

測 定 ･ 地 点

、 一 一

/ f 二 、

Ａ

．ＯＬ

騨鰯需需昼劾

〆

， ‐

病

イ ^Ｆ■ 「 〃 、

』 床 ^訓

〃 ､

／ 必 蚕

ジ込

ノ 、

ノ ^{』 弧 忍 上} ノ 』 Ｐ ハ 氏 園

「 １ 5 ^〃、 艮

ノ ノ P ^〆 、 ^曲

ノ

ノ Ｉ 』 〆

〆

〆

て

ノ ^{' 三 〆 〆}

〆

Ｉ

０ 弘 〆 _三 ^〆 〆 珍

〆 〆

〆

" 〆 可

Ｂ

〆 〆

〆 丙

Ｉ 考 三 〆 三 Ａ ^ク Ｌ シ ノ

、 〆 〆 ノ ^』 ／

〃 『 ｈ 〆 ノ ノ

昭 、 〃 ｡ ノ ユ ／

、

Ｋ ノ Ｉ ^仏 ノ

、 ノ

恭 影

、

里

／ ^〆Ⅲ 塾 、 了

、 ^{陸 陸 ７}

〆

えて傾斜の方向が逆の面になってしまう。傾 斜角は通常の傾斜の測定と同様である。

又調査の際、極を測らず、走向、傾斜を測 定しておいて投影する時換算してもよい。予 めⅢ電図の槻をグラフを作っておくと間違いか 少ない。

〔 ４ 〕 点 の 数 え 方

皿図は以上の様にして極を投影したもので

〃paintdia呼石Iりしと呼ぶ。この図から直接、

点の集合の程度を読みとることもできるか、

点の等密度線を入れると非常にはっきりして くる。等密度線を書く為には点を数えなけれ ばならない。これにはＶ図の様に〃point

diagram〃の上に透明な】 方眼紙を重ねる。

先ず図中Ａの様なOenterOOunterで､方眼紙 の十字線上を１ づつ移動させ、点を数えて 十字線上に筋を記入する。diag同日、の周が

oqmter内に入る様な周辺部はこれを用いな い。このOolmterの面積はdﾕagrEqnの１冊に 当る様にする。すなわち、亜a9画nの直径の 1/ｎｏの円であり、点の総数からOoLmter内 に入った点の数と筋の関係は計算できる。（

例えば総点が300点であれば３点が196であ．

る）。OenterOo皿berの使えない所は.peri phemユOolmter(図中Ｂ）を用いる。これは ２つの円（面積は前と同じ）をつないだもの で半分づつが亜a厚でUnの中に入る様につくる。

cqmberの中心を網の中心に合せて順に約１ づつ回砿させながら相対する２つの円内の 点の数の合計の示す妬を記入する。数え終え たら周密度の所を見取りでつなぐ。この時一 番密度の高い所から始めるかよく、密度線は 全部２５〜８本が適当である。この様にして できたものがⅦ図である。これでシュミッI網 による極の密度分布図ができた訳であるが、

測定の対象、測定の場所、測点数､:等密度線 の間隔、記号などを記入しておくことは勿論 である。

〔５〕対象およびその利用

密度分布図は一つの地点について一枚作成 する場合には、通常地表に於て観察される断 届、節理 その他地層の分離面のすべてを一 枚に投影するが、これではどれが断層系でど れが節理系（断層とか節理が分布図の上で集 中した場合にそれらを断層系とか節理系とか 呼ぶ）か判断が困難になって来る。この場合 には断層と節理を別々のグラフに投影すれば 容易に対比される。叉節理系についても岩石 の種類が異ったり高度が違ったりすれば変わ ってくる場合もあるのでこれらについても密 度分布図を作ってみるとよい。

要するに密度分布図は断層系とか節理系な どをなるべく細かく見出せる様に作っていく べきである。その為には断層、節理の区別、

極又は走向傾斜を記載すると共に測点の数も なるべく沢山とらなければならない。断層に ついては測点数が少なくても止むを得ないが 節理の場合には理想的には100点以上、少な くとも70点程度の測点のあることが望ましい。

この様な密度分布図の中の密度の高い所によ って示される椛造面は統計的に見た上で重要 な櫛造面であると云うことができ、主として その而の方向に地層の分離が行なわれている と解釈することができる。このことからこれ らの面構造を形成した作用を見い出すことも 出き、又ダムエ事などで基盤の選び方、取り つけ部の岩盤の安定性や滑動の可能性を知り、

圧縮による変形に対する防止工法などを検肘 する地質上の重要な資料とすることができる のである。

私の測定したものを投影したのがⅦ図であ る。これは宇土市網田と平岩間（Ⅶ図参照）

の白亜紀姫浦層中の砂岩の節理について約 １００カ所測定したものである。図から明らか な様にＮ４５'Ｗ１７２'ＮとＮ３８ｍｍ１８３ＩＮ の二方向の節理系が顕著であり約９７ の角

をなしている。

−１７ー

この様にここではjNi涯里系を表わすのにとの方法が非常に有効であることが解るｃ

８