急流河川常願寺川の河床礫の特徴：特に常願寺川扇 状地内において

急流河川常願寺川の河床礫の特徴：特に常願寺川扇 状地内において

著者 増渕 佳子

雑誌名 富山市科学博物館研究報告

号 35

ページ 1‑7

発行年 2012‑03‑10

URL http://repo.tsm.toyama.toyama.jp/?action=repos itory̲uri&item̲id=973

急流河川常願寺川の河床篠の特徴：特に常願寺川扇状地内において

増 測 佳 子 富山市科学博物館

939‑8084富山市西中野町一丁目8‑31

Characteristicsofnuvialgravelsofthetorrentialriver

‐intheJoganjialluvialfan‐

YoshikoMasubuchi

ToyamaScienceMuseum

l‑8‑31Nishinakano‑machi，Toyama 939‑8084

Todeterminethegravelcharacteristicsofthealluvialfanofatorrentialriver，Ianalvzed thedownstreamvariationinthelithology，slze，form，sphericity，androundnessofthe graveloftheJoganjiRiver，ToyamaPrefecture，centralJapan，Theresultsshowsthe grainsizeprogressivelydecreasesdownstream，whereasform，sphericityandroundness remainconstant・Thisobservatlonsuggeststhatthegravelistransportedbydebrisflow whichisgeneratedfrequentlyalongtheJoganjiRiverandsortingisaffectedwithinthe

alluvialfan．

Keywords：fluvialgravels，Joganjiriver，torrentialriver，alluvialfan，petrology キーワード：河床僕，常願寺川，急流河ﾉ11,扇状地，岩石

は じ め に

河原の石は非常に身近かつ手頃な自然の教材である。

当館には，岩石に関する質問が年間約50〜70件よせられ るが，そのうち約4〜5割は，河原で採取した石の名称や 性質，由来に関するものである。また質問者の年齢層は 幼児から大人までと幅広く，このことからも河原の石か 身近なものであることがうかがえる。当館展示室にも，

「大地をさぐる」コーナーに常願寺川の岩石の分類展示，

「急流河川」コーナーに上流から下流における岩石の大 きさの変化などを展示している。

現行の小学5年理科「流水の働き」では，「流れる水に は，土地を侵食したり，石や土などを運搬したり堆積さ せたりする働きがあること｣，「川の上流と下流によって，

川原の石の大きさや形に違いがあること」などを学習す ることが目標として掲げられている（文部科学省，2008)。

教科書では，利根川や長良川などを例に，上流の角ばっ た大きな石が，流れる水の働きにより削られ，小さく丸 くなり下流に堆積するという河床操の変化傾向を学ぶ（日

*富山市科学博物館研究業績第4()2号

高ほか，2011)。しかし板場ほか（2000）が指摘したよ うに，河床喋の変化様式は一般化できる特徴と河川固有 の特徴があり，特に河床勾配の大きな日本海側の河川で は，教科書で学習するような一般的な変化傾向とは異な る特徴が存在すると考えられる。富山県内には短く急な 河川が多く，その中でも常願寺川は世界有数の急流河川 である。また中流から下流にかけて常願寺川扇状地が発 達する。本論では，常願寺川扇状地内の河床操の変化傾 向を調べ，急流かつ扇状地を形成する河川の河床操の特 徴を明らかにする。

常 願 寺 川 流 域 の 地 形 と 地 質

常願寺川は，北アルプス北ノ俣岳（標高2,662m）に 源を発する真川が湯川と合流し常願寺川となり，更に称 名川・和田川・小口川と合流しながら日本海へ流れ込む 1級河川である。約3,000mの標高差を流路延長56kmで 流れる，一級河川規模の河川の中では世界有数の急流河 川である。

増 測 佳 子

Ⅷ剛厭亜柵哩柵川燃

日本

￨蕊篭蕊蕊蕊蕊I22−15Ma安山岩(溶岩･火砕春

錐 鋳 （ 岩 稲 層 ）

ぃ釧'""Mﾖ花嵐岩頚^{（新期領家花淘岩類）}

IIllⅢ￨￨'00Mｮ堆^{（手取層群）}積岩類 F更詞'"量'00Mﾖ流紋岩蕊

'溌蕊溌燕霧I200−170Maトーナル岩類

騨議議§（船津花南岩類）

鍵蕊2"'70Mﾖ艦^{（船津花閥岩類）}

Wr,'11250‑200Ma_{（飛騨変成岩類）}石灰岩質片麻岩

匪砺ﾕ"2,0M．片麻^{（飛騨変成岩類）}岩

18ka‐頻海低地堆積物 烹素声忌＝−

18ka‐扇状地堆積物

70‑15ka段丘堆積物 0.7‑0.15Ma堆積岩類

や熱障蝿蝉測雪典除︾・少灘必溌淡塚蝿誇︾試欺や鱒

0.7‑0.15Ma安山岩､溶結凝灰岩

（立山火山噴出物）

7‑1.7Ma堆積岩類

（黒瀬谷層）

15‑7Ma堆積岩類

（黒瀬谷層）

22‑15Ma堆積岩類

（黒瀬谷層）

'蓮 101。

，,》雪',>』

灘

驚驚鍵蕊鉾

蕊

蹄一︾一塞一一一畢一︾群﹄一癖癖一︾一︾

Ｊ一Ｊ｜一Ｆ郷一ＦＪヨ一四一二や溌毎録

一三蕊魂撫硫認瀧理

蕊儀這毒

噸

：

麓

山形齢蝿

ロ

蕊

豆毒蕊灘蕊

§ … 溌 蕊 ^謡鑑 大汝山

職

: 蓑 蕊 蕊 塞 謹 十 十 十 十 十 弓 蕊 雪 睡 溌 蕊 j 鑑 、 十 十 ＋ ＋

5‑,,5､,,5−Z−5､,‑5‑,‑5,増,『‑ｺ,『−5､1‑5,.‑日,『‑5‑1‑51‑5;−5:‑ｺ、

罵蕊蕊叢 議蕊灘

灘術 蕊蕊鑑；

:講蕊蕊 雛蕊鶏§

:擬蕊蕊 驚識誰：

鱒

顎謝釧測剥露

叫喚

噌譲芝

榊剛

時固み昼﹄■■■■■■■■■

４丁 ︾﹄も

柵

5 k m

図1常願寺川流域の地質（産業技術総合研究所地質調査総合センター（編）（2010）に加筆享 白丸（J1〜J4）は本研究の調査地点。

流域の地質は，湯川・称名川上流には立山連峰を構成 する花商岩類（約1億〜6500万年前）および立山火山の 噴出物である安山岩類や溶結凝灰岩（70〜15万年前)，

真川や和田川上流部には手取層群の堆積岩類（約1億4600 万年前〜1億年前)，飛騨花闇岩類（約2億〜1億7000万年 前）や飛騨変成岩類（約2億5000万年前〜2億年前）が分 布し，河口にかけて岩稲累層（安山岩類；約2200〜1500

万年前)，黒瀬谷累層（堆積岩類；約1500〜700万年前）

が分布し，立山町岩'1併寺の辺りを扇頂部とし扇状地が形 成されている（図l)。

方 法

常願寺川の河口から175km01)，10.9km02)，6．2 km（J3)，47km（J4）の4地点で（図2)，1㎡の枠内の

蕊霧議蕊謹鍵 蕊鍵蕊 ^識議懲

図2調査地点（J1〜J4）とその様子（基図は国土地理院数値地図50mメッシュ（標高）をカシミール3Dを使用し作 成した)。

増 測 佳 子

､:片麻岩 8:花淘闘緑岩 C閃緑岩

A:花淘岩

霧

H:石灰岩 G:溶結凝灰岩

E:安山岩 F:流紋岩

卿

上砂岩

I;牒岩 K:泥岩

鵬

鍵

柵 聯

蝿瀞 ^{scaIeb雛一＝ 3 c m}

図 3 常 願 寺 川 で み ら れ る 篠

大きい操から順に，約200個の岩石を採取した。J1は常 願寺川扇状地の扇頂部に，J2は扇央部，J3は扇端部にあ たる。J4地点は，海岸近くの海抜10m以下の低地をつく る主に砂層および泥層からなる堆積物が分布し，潟堆積 物や河川下流の蛇行帯堆積物が互層していると考えられ ている瀕海低地（小林，2000）にあたる。

採取した操は，室内で重量（9）・三軸（mm；Pettijohn，

1975）測定と，岩種・形状区分（Zingg，1935）。球形 度（Krumbei唾，1941）および印象図をもとに円磨度の 判別（Krumbein，1941）を行った。また，岩種ごとに 代表的な試料の比重をアルキメデスの原理により測定し

た。

調 査 結 果

(1)篠種および比重

各調査地点で採取した岩石は，肉眼鑑定により花商岩・

花商閃緑岩・閃緑岩・片麻岩・安山岩・流紋岩・溶結凝 灰岩・砂岩の8種類に分類される。また，調査した操に は含まれなかったが石灰岩，喋岩，泥岩も認められた（図 3)。花闇岩と花闇閃緑岩は，まず中粒斑状で角閃石や黒 雲母を含むものを花商閃緑岩とし，それより明らかに優 白質なものを花商岩として分類した。閃緑岩は，細粒な 角閃石や斜長石からなり花商岩や花商閃緑岩中の苦鉄質 包有物であると思われるものも，閃緑岩に分類した。

各喋種の代表的な試料の比重を，表lに示す。常願寺川 でみられた11種の操のうち，最も比重の平均値が小さな ものは溶結凝灰岩（242)，大きなものが閃緑岩（2.85）

である。

表1 牒種別比重。計測に用いた磯は，J2地点付近（花嵩岩、花嵩閃緑岩、閃緑岩、片麻岩、安山岩、溶結凝灰岩：

と和田川と常願寺川の合流地点付近（流紋岩、石灰岩、牒岩、砂岩、泥岩）で採取した。

岩石名花筒岩磯閃緑岩片麻岩安山岩流紋岩愚考石灰岩繰岩砂岩泥岩

ｎＵｎＵ八Ｕ刈斗皇．：．．ｎプ〆︑﹀／０／︑︶写ノ

︒■■■■

う．一へノー句坐今皇ヘノ・一 手宴４６ワ一一夢達６７７７７■七年●■２２２２２ 弓三皇詐一余ラ⁝・皇９８８８７９２２７−２２ ︵︲・皇︸弓・・．細犯寺三宮︒一一／ｈＵ﹃ＪＪ青ｊＪ﹃ｊＪハｖ／／︑︺７−２２７−２ 一二隼︸マロ⁝・﹄・全建︶へ︐全｜︵唾ノミ﹄瓜Ｕ鼻︑︶ＫＵミＩ−

Ｐ凸●■■

へノーへノー句竺今坐今当 ︵ｕノ二・参隻一︵雄呼﹀雫・↓．舞遥〃牛戸︑﹀戸ミノ岸べ︾戸﹁︾う／一？−７﹄ワーう／一 廷達三・・一零房一﹃．一三／︑︶句︑︶・〃矛今︒・バヰバキ

◆甲■■■

ヘムヘノーへノー今生勺ノー へｕノ・三・・一一・号・・．︿伽ｖ盗む／０７Ｉ／Ｏヴノワｊ

●■■④︒

２２２２２ ︽牢●・聾〃４︐刈寺︽等・・一屍むく﹄〆０／０／０７Ｊ■■寺●■句皇へ空う会勺４う等 ０〆達壱三一参．諺０６く︶６５６２２２２２ 到叩︒．祁苛一﹇・・吾・・．垂即む弓・・．７Ｊ／０〆０／０／○●■■●◆句皇へノー︽ノ﹈ヘノー句皇

比 重

平 均 値 2 6 9 2 7 3 2 8 5 2 7 7 2 5 8 2 . 5 2 2 ． 4 2 2 . 7 ( ） 2 6 3 2 . 2 ． 6 7

(2)牒種組成

各調査地点の喋種組成（個数比）を，図4に示す。図 中のその他に分類した操は，個数が少ない砂岩（組成比 2％未満）や風化等により喋種が同定できないものを含 む。

いずれの調査地点においても，花商岩・花闇閃緑岩・

安山岩・溶結凝灰岩の4種で8割以上を占め，閃緑岩と片 麻岩，そして流紋岩と砂岩がわずかに含まれる。J1から J4にむかい，花商閃緑岩が減少し（352→178％)，溶 結凝灰岩（148→21.8％）および安山岩（17.0→322％）

が増加する傾向がある。

(3)牒径および重量

篠の長径（のスケール）のヒストグラムを図5に示す。

なお，｡＝−log2d/doであり，dが喋径（m、)，do＝

1mmである。

J1では，最大径は｡＝−9．1（550mm)，最小径は

｡＝−52（36mm）である。下流に向かい粒径は単 調に減少し，特にゆく−7以上の大喫〜巨喫の割合が 減少する。J4では，最大径･＝−7．4（165mm)，最 小径｡＝−46（25mm）である。

喋径の分級度01（FolkandWard，1957）は，J1で 0.86で「普通」に分類され，J2〜J4では0.47〜058で「良 い」〜「やや良い」に分類される。

重量は，J1地点で30〜200009以上（秤の最大秤量20000 9；平均16939以上)，J4地点では10〜22609（平均1539）

であり，下流に向かい大きく減少する（表2)。

(4)形状

形状区分（Zingg，1935）の個数比を図6に示す。

J1からJ3にかけ，様々な形状の操が確認できるが，

J4地点では棒状の操は無い。J1からJ4にかけ，小判状の 操が増加する傾向がある。葉片状の操は，他の形状につ いては，一連の変化傾向はみられない。

(5)球形度

球形度（Kmmbein，1941）の個数比を図7に，平均 値を表2に示す。

喜匡

一州︽一転壱一・三一華一己﹃一己・一︸一Ｊ一三・．

冒哩一価弓三唾唖冊ＪＪ−Ｊ−︾吟一一一一三一一

ＩＩＩ−Ｉ−１−Ｌｌ一三州Ｆ１三州州一

ＪＪＪ﹄

言毒蕊蕊驚識 雪 瀧 蕊 蓬

０一 2 0 4 0 6 0 8 0

100{％I

■ 閃 緑 岩 E 溶 結 凝 灰 岩

＝ 片 麻 岩 源 流 紋 岩 圏 安 山 岩 ■ そ の 他

︺石一緑一鑑識一

花花一

種罰篭一

磯

図 4 牒 種 組 成

150

副JO

50

J； _{0，＝0．85}

ＩＩＪ

0

150J2 o＝05農

1

100

5諺

r司川

0

150J3 0，＝0．47

100

50

0 150

一通０−００５１無

51PI

‑ 9 ‑ 8 ‐ 7 ‐ 6 ‐ 5 ‑ 4 ‑ 3 ‐ 2 ‑ ：

phiscale

粗 く − ＞ 細 図 5 喋 径 （ 長 径 ） 分 布

J4 ^o,＝0．52

増 糊 佳 子

表 2 際 の 平 均 値

蝶の平均値※，

各地点での球形度は0.51〜095で，最も球形度の高い 操が存在するのも低い操が存在するのもJ1地点である。

いずれの地点でも球形度0.7〜08の操が最も多い（389〜

48.9％)。J2からJ4にかけ球形度0.7未満の篠が減少する 傾向があるが，球形度の平均値（表2）の変化をみると，

全体として篠の球形度はほとんど変化しない。

(6)円磨度

円磨度（Krumbein，1941）の個数比を図8に，平均 値を表2に示す。

各地点の円磨度は05〜0.9までである。J1からJ4に向 かい，円磨度0.5の篠は減少する傾向があり（15.0→

4.0％)，また0.9以上の円磨度の高い篠はJ2〜J4でしか みられない。円磨度の平均は0.65〜0.68で，ほとんど変 化しない。

地点河口から重量（9）長軸(m､）球形度円磨度

1 1 4 0 ． 7 う （ ) ̲ 8 3 0 ． 7 3 （ ) . 6 8 7 0 0 ． 7 2 （ ) . 6 8 3 5 0 ． 7 3 0 ． 6 6

>1693※Z

415 233 153 j 1 1 7 ． 9 k m

J 2 1 0 ． 9 k m j 3 6 ． 3 k m , 1 4 4 ． 7 k m

※ 1 算 術 平 均

※2200009以上の4つの際は200009として平均を出した。

I形状

￨隠離状 ^{霞 棒 状鴎小判状} 灘蕊議蓬蕊承1 ＪＪＪ﹄ 『海型

撚灘識繍鴬雲霧三1

考察

調査地点は支流の合流地点より下流の扇状地および頻 海低地にあたるため，分布する河床操の特徴は，操の水 流による淘汰作用と磨耗によるもの（Kodama,1994）

と考えられる。

常願寺川扇状地内の河床篠の特徴は，上流から下流に 向かい① 般に侵食に強いといわれる花商岩類が減少し，

安山岩や溶結凝灰岩が増加する，②篠のサイズと重量は 大きく減少する，③扇頂部より下流で篠の淘汰度が良く なる，④喋の球形度および円磨度は変化しない，という 特徴がある。これらの特徴を「上流にある大きく角張っ た篠が流れる水の働きにより円磨され小さくなり，下流 で小さく丸い燦や砂が堆積する｡」という，河床操の一 般的な変化傾向と比較すると，①喋種組成と④円磨度・

球形度が変化しない点が特異な特徴と考えられる。

円磨度と球形度が変化しないことから，常願寺川扇状 地内では，河床篠の磨耗により篠が小さくなり，下流に 小さな篠が堆積するという作用は，ほとんど働かず，水 流による淘汰作用が大きく作用していると考えられる。

これはJ1地点（および，おそらくより上流域）で，河ﾉ￨享 喋の淘汰度が悪く，扇頂部より下流で淘汰度が良くなる ことからも支持される。調査地点での篠種組成を見てみ ると，和田川や真川上流域に分布する手取層群に由来の 堆積岩類，和田川および真川下流域に分布する飛騨変成 岩由来の片麻岩や石灰岩類などがほとんど含まれないこ

とから，扇状地内に堆積しているのは湯川や称名川に由 来するものと考えられる。湯川上流には，立山カルデラ

（侵食カルデラ）という大規模な土砂の供給源がある。

1858年に立山カルデラ内で発生した大鳶山・小鳶山の大 規模な崩壊（鳶崩れ）では，大量の土砂が生じ，一部は 直後の土石流により下流へ運ばれた（宇佐美，1987)。

0 2 0 4 0 6 0 8 竃 １ ０１０％ １

図 6 蝶 の 形 状 割 合

球 形 度

．05‑0這 ''''10.6‑0.了．

００１

ラーＱＵｎご

ｎＵ︹Ｕ︑Ｕ口鳳蕊

￨蕊職

=霞謝 川lllllll

J21111 J3馴lllllllllllllllllll

￨llllllllll

￨llIllllllllW

−予謹fJ灘

1 1

ﾛ￨llllllllllllllllllllllllllll‑"

I 1

J4

０％０１１

0 2 0 4 0 6 0 8 0

図 7 篠 の 球 形 度

i 円 磨 度 □ 0 7 ‑ 0 息

｜灘05‑06型o8‑Qg i川06‑07園09‑1愚

''''''111''Ⅷllllnl'llllllllllllliI『………………鳥一.

Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ ﾄ

Ⅲ￨￨￨￨￨￨￨￨￨￨￨￨￨￨￨￨￨￨￨Ⅲ．̲̲1蕊匙,二.一̲=割. J1

J2Ⅲ￨ ,￨lllllllllllllllllllllllllllllllllllllllll｜裳雲霧 J311111111111111111111111111111111111111111 L ， 謹 灘 蕊

￨￨￨￨lllllllll −−−凄燕

J4

0 2 0 4 0 6 0 8 s

図 8 篠 の 円 磨 度

０％

︹ＵｒＩＬ

畦竺二::蝉:鍵蝿1:鰐::』:::』::： 振毒.雲堂:釜":.．.:..:目．:.･豊.:二・

￨ ￨ ￨ ￨ ￨ ￨ ￨ ￨ ￨ ￨ ￨ ' 月 …

溌蕊斑睡

その後も，立山カルデラ内の土砂が土石流となり，度々 下流へと運ばれている。調査地点で見られた喋種が，扇 頂部01）から扇端部03）や更に下流04）に向かい，

喋径が大きく減少し，円磨度や球形度がほとんど変化し ないことから，常願寺川では，このように度重なる土石 流や洪水の発生時に，操が割れたり円磨されたりしなが

ら，単に重量の小さな操がより下流まで一気に運搬され，

堆積したと考えられる。安山岩や溶結凝灰岩が下流ほど 多くなるのは，花商岩類に比べ割れて小さくなりやすく，

下流まで運ばれやすかった，あるいは僅かな比重の違い によって下流まで運ばれやすかった可能性がある。

このように，常願寺川扇状地では喋径に基づく淘汰作 用が強く働いており，立山カルデラなど上流域の崩壊土 砂が急流河川によって運搬されていることが明らかとなっ た。今後，常願寺川上流域や他の急流河川における操の 変化傾向の調査や，他の緩流河川との比較を行い，急流 河川独自の篠の変化傾向を明らかにする必要がある。

ま と め

急流河川常願寺川の河床操について，撰種・喋径・形 状・円磨度の測定と分析を行い，扇状地内の河床篠の変 化傾向を明らかにした。常願寺川扇状地内の河床燦は，

上流から下流に向かい，操のサイズと重量は大きく減少 するが，円磨度や形状はほとんど変化しないことが明ら かになった。これは一般にいわれる「上流にある大きく 角張った操が流れる水の働きにより円磨され小さくなり，

下流で小さく丸い操や砂が堆積する｡」という河床篠の 変化様式とは異なり，常願寺川扇状地内では喋径の違い による淘汰作用が強く作用している。常願寺川では，源 流域である立山カルデラ内の大量の土砂が幾度と無く土 石流となり流れた際に，淘汰作用により下流ほど小さな 操が堆積し，円磨作用は扇状地内では一様に働いている，

あるいはあまり作用していないと考えられる。

謝辞

本調査は，富山市科学博物館ボランティア岩石グルー プ「ごろごろ」の活動の一環として行った。荒井美津枝 氏，安東喜久雄氏，大岡忠勝氏，奥田美智子氏，木内 静子氏，木原賀代氏，田井英男氏，田口松男氏，中林み ぎわ氏，平井敏子氏，細野恵子氏，堀恭子氏には，篠の 計測や現地調査，資料整理において，多大なご協力を頂 いた。また本調査にあたり，国土交通省北陸地方整備局 富山河川国道事務所の関係者には便宜を計って頂いた。

立山カルデラ砂防博物館の菊川茂氏には，現地調査にお ける許可や手続き等において，多大なるご助言を頂いた。

お世話になった皆様に，深く感謝申しあげます。

引 用 文 献

Folk，RLandWard，W・（1957）Brazosrlver bar；astudyinthesignificanceofgrain slzeparameters．』・Sed・Petrol，27:，3‑26．

日高敏隆ほか(2011)みんなと学ぶ小学校理科5年．学校 図書株式会社

板場修・馬場勝良・小荒井千人・松川正樹(2000)自然 の多様I性から生じる児童の認識の違い−太平洋側と

日本海側にある3つの河川の河床操の特徴を例とし て−．地学教育，53：9‑24．

小林武彦(編）（2000)大地をさぐる−富山と飛騨山地一．

ダイチ株式会社．

KodamaY．（1994）Downstreamchangesinthe lithologyandgrainsizeofHuvialgravels，

theWataraseRiver，Japan；evidenceofthe roleofabrasionindownstreamfiningJ・

Sed，Res.，64：68‑75．

Krumbein，W．C．（1941）Measurementand geologicsignificanceofshapeandroundness ofsedimentaryparticlesJ・SedPetroL，11：

64‑72．

文部科学省(2008)小学校学習指導要領(平成20年3月）．

東京書籍．

Pettijohn,FJ．（1975）SedimentaryRocks3rd Edition・HarperandRow，Publishers，NewYork 産業技術総合研究所地質調査総合センター(編）（2010）

20万分の1日本シームレス地質図データベース(2010 年11月11日版)．産業技術総合研究所研究情報公開 データベースDB084，産業技術総合研究所地質調 査総合センター．

宇佐美龍夫(1987)日本被害地震総覧[新編]・東京大学出 版会．

Zingg，TH．（1935）陸itmgezurSchotteranalysis．

Min・Petrog・Mitt・Schweiz．，15：39‑140.