相良村西原遺跡で観察された地質構造について

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相良村西原遺跡で観察された地質構造について

1．はじめに

熊本県球磨郡相良村西原遺跡については，

平成7年11月13日に，相良村教育委員会の 依頼を受けて，トレンチ群の地質調査と出土 した石器類の岩石鑑定を実施した．その結果，

西原遺跡の表層下に分布する姶良火砕流堆積 層，即ちシラス層に階段状断層を主体とする 多数の小断層や小噴砂を伴う特異な摺曲構造 が存在することが認められた．

その後，平成8年2月8日に，相良村教育 委員会学芸委員出合宏光氏から，新しいトレ ンチに巨大な噴砂と思われるものが出現した との連絡を受け，現地に赴いた．そこで，堆 積層を切断して下方から上方にラッパ状に広 がる大きな粘土脈の存在を見て，出合氏同様 の判断を下した．

更に2月18日に噴砂現象に詳しい鹿児島 県立串木野高校教諭成尾英仁氏の遺跡への訪 問があり，調査検討の結果，大型粘土脈は噴

原 田 正 史 砂現象の一種であり， 巨大噴砂出現 とし て新聞紙上に大きく報道された．

ところが，その後の粘土脈基部の掘り下げ や，問題解明のためのトレンチの新設等が実 施されたことから，再度その粘土脈を詳細に 観察する機会があった．その結果，粘土脈は 噴砂ではなく，むしろ断層破砕帯として把握 するのが妥当であろうとの判断に達した．そ

こでこの断層を 西原断層 と命名した．

然しながら，この 西原断層 も，粘土脈 が下位に存在する粘土層の上昇によって形成 されていることを確認するため実施された，

4mを超える深部掘削によって，旬日の内に その命脈を完全に絶たれる運命にあったので した．深部掘削によってその全貌を露呈した 粘土脈の実態は，第2図に示されるように，

下底を細脈状に側方へ延長させた後，本体シ ラス中に完全に消滅しており，噴砂としても 勿論のこと，断層としての構造も全く保持し

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第1図西原遺跡の位置

写真−1西原遺跡の全景

写真−2西原遺跡における露頭断面

（写真−1の右方向から撮影 ていなかったのである．

当初，粘土脈を噴砂と誤認したことについ ては，遺跡下部のシラス層中の広範囲に小噴

砂が散在していることの認識があったことや 用件のために人吉へ赴いている途中だったこ ともあって，トレンチ内部へ降りての観察を 省略して，トレンチ上部から露頭をのぞき込 んだだけの判断であったことに起因する．大 変ご迷惑をおかけしました関係者各位，特に 出合宏光氏に陳謝申し上げる次第である．

西原遺跡の発掘によって明らかになった地 震によって形成されたと考えられる地割れを 主体とする構造は，球磨地方で初めての発見 であると思われる．また共存的に存在する階 段状断層を主体とする小断層群を伴うドーム 状摺曲（仮称）は，高原（たかんばる）丘 陵地の高位段丘に分布するドーム状摺曲，即 ち新期層摺曲としては日本唯一と判断される 高原摺曲と一連のものである可能性が高いも のと考えられる．

以下，その実際について記述し，考察を試 みることにする．

2．西原遺跡の地層について

西原遺跡の地層は，下方の比較的厚いシラ ス層と上方の比較的に薄いシラス被覆層とに 大きく二分される．シラス被覆層は発掘作業 に伴ってその殆どが除去されていて，実態の 正確な把握が不可能であるため，出合氏の調

褐色粘土質土層

第2図大型切断粘土脈断面図

査区分に従っておく．

出合氏によれば，基本的に上方から表土層，

アカホヤ層，黒色士層．褐色粘土質土層，黒 色砂質土層と整合状に成層し，黒色土層には

縄文早期の遺物が介在されており，また褐色 粘土質土層と黒色砂質土層からは多数のシラ ス粒子が検出されたとのことである．

更に，出合氏は，褐色粘土質土層を隣接す

第 3 図 ド ー ム 状 摺 曲 模 式 図

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シラス噴砂

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第4図1号トレンチ側面図（上部シラス）

る山江村狸谷遺跡の狸谷Ⅱ文化包含層（約 1.5万年前）に対比している．シラス層は，

基本的に上方から黄色シラス層（1〜2m), 粘土シラス互層(0.5〜1m),上部シラス層 (1〜2m),本体シラス層（約10m)に区分さ れている．各層の殆どが堆積後の変動を受け ていることから，本来的な整合状の成層構造 を喪失しているばかりでなく，流水作用に伴 う削剥や二次的堆積などが部分的に生じてお り，黄色シラス層が直接本体シラス層に乗っ たり，黄色シラス層或いは粘土シラス互層が 完全に欠除しているなど，目まぐるしく変化 する複雑な堆積構造を呈している．

また，黄色シラス層，粘土シラス互層，上 部シラス層の各層は，明瞭な成層構造の存在 から二次シラスであると考えられる．これに 対して本体シラス層には鮮明な成層構造が存 在せず，一次シラスとして誤認される恐れが ある．然し注意深く観察すると，本体シラス 層内部にも，粘土交じりの部分が極めて漸移 的ながらレンズ状乃至薄層状の形態を呈して 介在するのが認められ，少なくとも西原遺跡 に露出した本体シラス層上部に限っては 一 次シラスでないと判断される．

公轟

なお，ボーリング調査によって，本体シラ ス層の下部に洪積含喋粘土層の存在が認めら れている．

3．ドーム状摺曲（仮称）と階段状小断層群 西原遺跡の各トレンチの側面に露出する主 として上部シラス層に認められる4断層群は，

その殆どが摺曲に伴う階段状断層である．露 出が非連続的であり，小範囲に限定されたト

レンチであるために，ドーム状摺曲と階段状 小段層との一体的な関係を直接的に認識する ことは，高原摺曲による知見なしには到底不 可能であったと思われる．

第3図は，高原丘陵地に発達するドーム状 摺曲を模式的に描いたものである．図はドー ム状摺曲の頂部手前と左側端を切断している 訳であるから，実際には摺曲層のそれぞれが，

手前にも左側にも球面状を呈しながら垂れ下 がっている．

第4図は，具体例としての1号トレンチの カット面スケッチである．また，第5図は，

黒色粒状物を介在するシラス層によって，摺 曲構造の存在を直接的に認識することが可能 な1号トレンチの平面見取り図である．1号

●

第5図1号トレンチ平面見取図

4．噴砂構造について

西原遺跡において認めれる明瞭な噴砂は，

上部シラス層に数多く存在する4哨砂であり，

通常指状を呈する幅1cm,長さ数cm程度の 大きさのものであるが，中には幅数cm,長 さ10cm程度の大きなものも存在する．噴砂 は，周辺シラスより粗粒のシラスの集合体で あったり，或いは粘土交じりのシラスであっ たりするために，容易に識別される．

第7図は，9〜26号トレンチに認められる 噴砂状構造とでも呼称すべき構造である．勿 論，噴砂状構造といった変な表現をとらざる を得ないのは，噴砂とういう用語そのものに 表現上の欠陥が存在するからである．現実に 地震活動に伴って下方から上方へ流動上昇す るものは，砂だけに限定されたものではない．

少数例であるとしても，磯もあれば粘土もあ る．今では，噴砂現象は広い意味で使われて おり，噴上体とか噴流体とかいったような，

実際に適合した用語に改める必要があると考 える．

カット面では，下方に粘土シラス互層が位 置し，これに漸移状の接触関係を持つ黄色シ ラスが乗っている．粘土シラス互層では，下 部の粘土層がその上のシラス層を切断して上 昇し，一段上の粘土層に接続している．切断 された粘土層は変形移動し，上昇部の粘土層 トレンチの小断層群の中で明らかに逆断層と

認められるのは,E面の1本だけであり，そ の他のものは全て正断層と推定されるものば かりである．E面では，10個ほどの小噴砂 が認められ，その一つが逆断層を切断した状 態で存在している．壁面カット後の崩落によっ て本来の形状が完全に保持されておらず，確 実性に欠ける点もあるものの，小断層と小噴 砂との前後関係を示す事実として重要である．

第5図から読み取れる摺曲構造（平面的に は湾曲構造）は，直線的な帯状構造と交錯し て切断されており，実際の地質構造が複雑な 応力のもとで形成されたものであって，単純 簡明なものではないと思われる．

第6図は，9〜26号トレンチに分布する小 断層群の中の主要な断層の走向，傾斜を測定 したものである．東西方向に伸びる壁面では，

東側落ちの南北系段層の発達が顕著である．

また南北方向の壁面では，南側落ちの東西系 断層の発達が顕著である．小断層群における 南北系断層と東西系断層の顕著な発達傾向は，

他のトレンチにおいても明確に把握される．

人吉盆地を支配する基本的な構造方向である 東北〜南西方向の断層系の発達が顕著でない ことについては，本地方の新期層摺曲を考察 する上で大変注目される事実である．

３

N10・W北面

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第6図9−26号トレンチ側面展開小断層図

第7図9−26号トレンチ噴砂状構造図

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写真−3大型切断粘土脈

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写真−4大型切断粘土脈の拡大写真

はシラス交じりの粘土に変化している6黄色 シラスとその下位の粘土層とでは，当然存在 すると考えられる明瞭な境界線は認められずウ

漸移しているように見える．

しかし，注意深く観察すると，複雑に微摺 曲しながら傾斜延長する境界細線を認めるこ とができる．黄色シラス層と粘土シラス互層 間の明瞭な境界線が消滅して，不明瞭な微摺 曲微細線に変化したのは，地震活動に伴って 境界線付近において両層の混合が生じ，境界 線は微摺曲微細線となって痕跡状に残存して

いるものと理解される．

黄色シラス層下部では，微細な縞状模様を 呈する弱固結黄色シラスが，下位の非固結黄 色シラスによって切断されており，噴砂現象 の一つであると理解される．このような黄色 シラス層や粘土シラス互層に見られる噴砂現 象は，他のカット面においても数多く出現し

ている．

5．大型切断粘土脈

前述したように， 巨大噴砂出現 として

新聞紙上を賑わした大型切断粘土脈は．深部

掘削による完全露出によって,噴砂でもなく，

また断層破砕帯でもないことが確実となった．

従って，粘土脈は，どのような形成過程のも とに出現した何物なのかという興味のある問 題が生じることになった．

第2図に見られるように，粘土脈によって 分離されている黄色シラス層，粘土シラス互 層，上部シラス層，本体シラス層の各層は，

単純に切断されているのではなく，上下方向 の食い違いや膨縮，更には傾動を生じている．

このような地表乃至は地表近くの未固結或い は弱固結層に複雑な変動を与え得る自然応力 の根源は，強烈に反復振動する大地震以外に は考えにくいと思われる．従って，粘土脈を はじめとする本露頭の破断構造は，過去の大 地震によって形成されたものであると推定さ れる．

粘土脈がどこに由来するものであるかにつ いては，その下方末端が本体シラス中に尖減 しているという明白な事実から，供給源を上 方に求めざるを得ないことが明らかである．

このことは，勿論，粘土脈に接している各層 からの混合化供給があったことを否定するも のではない．確かに粘土脈左側では，これに 接している粘土シラス互層と黄色シラス層下 部との境界が判然とせず，供給があったこと を裏付けるものと考えられる．然し，その他 の接触層との境界は明瞭であることから，混 合化供給は部分的なものであったことになり，

粘土脈の大部分が上方からの供給によって形 成されているものであると言える．

粘土脈中に捕穫されている接触層の分離磯 は，少数の黄色シラス層喋と粘土シラス互層 喋を除いて，大部分が上部シラス層喋である．

上部シラス層牒では，母層に近い粘土脈の上 方のものより，母層より離れた粘土脈下方の ものの内部変形が顕著であって，より早期に 母層から分離したことを示していると考えら れる．

即ち，粘土脈中に連続的に介在している大 小の上部シラス層喋は，上方から落下して来 る粘土藤の中に次々に取り込まれ，順次下へ 下へと送り込まれたものであると理解される．

粘土脈の断面形状が，基本的に先鋭なv字型 を呈しており，しかもその構成物質が地震活 動によって上方から供給されていることから すれば，本構造は地震に際して時々出現する 地割れを意味するものと判断される．即ち，

粘土脈は，地割れによって生じた空隙を充た している地割れ充填体であることになる．

このことは，地割れ充填体である粘土脈に 接している接触各層が，破断転勤されると共 に，接触各層の剥離礎が粘土脈中に捕獲され ていることからも明らかなところである．ま た，粘土脈の平面形状は,4m内外の幅を持 ち，膨縮を反復しているものの，全体的には 北北西〜南南東方向に直線状に伸長するもの であって，地割れの平面形状として十分に納 得出来るものと考える．トレンチによって把 握されたその長さは約13mですが，未発掘 の南南東方向には更に延長するものと思われ

る ．

粘土脈はいずれのトレンチにおいても西側 へ傾斜しているのが認められたが，第7図の 上部では西側への60.の傾斜角度が測定され た．人吉盆地における主要南北系断層の全て が，西側への傾斜を呈している事実に合致す るものとして，大変注目されるところである．

粘土脈の供給源が上方に求められることは 動かし難い事実であるが，現在ではそのよう な供給源，即ち粘土層は存在していない．従っ て，西原地震の活動時に黄色シラス層の上方 にあって，地割れの中にその一部が落込むこ とで，粘土脈の形成にあづかつたに違いない 粘土層は，地震後の流水侵食によって削剥さ れてしまったと考える．粘土層の消失したシ

ラス層上には，その後，現在見られるシラス 被覆層が不整合に堆積したと考えられる．

部分的な観察からは，断層破砕帯とも誤認

されそうな粘土脈を伴う西原遺跡の断裂構造

は，近年の盛んな適跡発掘調査や土木工事等

で発見例が多くなっている．断裂が表層に限

定されていて震源断層に直接的には関連して

いない．現場で偽断層などと俗称されている

部類に属するものと判断される．

この西原遺跡における地震地割れを意味す る断裂を，西原断裂部と命名する．

6．西原ドーム状摺曲と西原断裂部の形成時 期

西原ドーム状摺曲と西原断裂部のいずれも がシラス層に形成されており，その変形はシ ラス被覆層に及んでいない．従って，両者の 形成時期は，約2.5万年前から約1.5万年迄 の間であることになる．ただ両者の形成時期 が同一の限定された期間内であるとしても，

西原断裂部が特定される或る時期の地震活動 によって，短時間で一挙に形成されたもので あるのに対して，西原ドーム状摺曲は，基盤 岩の断続的な変動を受けて，長期的な時間的 経過の中で徐々に変形を強めながら形成され た可能性が強く，本質的には異質なものであ ると判断される．

両者の前後関係については，前述した様に，

上部シラス層中のドーム状摺曲に伴う小断層 が，西原地震によって出現したと判断される 小噴砂によって切断されている事実があり，

西原断裂部が西原ドーム状摺曲形成後の或る 時期に西原地震の活動によって形成されたと 考える．

高原丘陵地では，摺曲層の最上位層も，ま たその上に乗る非摺曲層の最下位層も，時代 未詳の地層である．従って，加久藤溶結凝灰 岩堆積後の約30万年前に始期を持つと判断 される高原摺曲は，その終期について数万年 前という漠然とした推定は下せても，明確な 年代的根拠を持たない．

しかし，西原ドーム状摺曲は高原摺曲に極 めて類似しており，しかも両者が隣接した場 所に存在することから，西原ドーム状摺曲と 高原摺曲は一連のものであると判断される．

従って，西原ドーム状摺曲の約2.5万年前か ら約1.5万年前迄の期間中に求められる形成 時期は，とりもなおさず高原摺曲の終期を意 味するものと言える．このことは西原遺跡発 掘によって穫得された価値ある側面的な成果 の一つであると考える．

7．おわりに

人吉盆地では，その南縁を画する白髪岳断 層の中で，比較的新鮮な三角末端面を保持し ている部分や，高原丘陵地における直線状の 断層谷を伴う高原一朝ノ迫断層（表紙写真）

並びに新深田断層が活断層として認識されて いる．いずれも東北東〜西南西方向に延長し て北側へ傾斜する正断層である．

これに対して，西原遺跡の発掘調査によっ てその存在が明らかにされた西原地震は，単 に郷土が過去に於いて大きな地震に遭遇した ことを示すばかりでなく，地層中に残されて いる構造から，その断層が前記3活断層と系 統を異にする南北系断層であることを強く示 唆している．更にこの事実は，断層地形を顕 示していない潜在的な活断層，即ち伏在活断 層の存在する可能性を予測させるものである

と考える．

なお，人吉盆地域には，前記3活断層以外 にも，活断層と判断される断層として，山江 村山田の西川内断層，水上村湯山の美尾谷断 層並びに南美尾谷断層が存在していることを 付記しておく．

最後に，西原適跡調査の機会をお与え頂き，

郷土理解に大きな進展をさせて下さった相良 村教育委員会並びに学芸委員出合宏光氏に，

心から感謝の意を表する次第ある．

引用文献

出合宏光（1999）：熊本県相良村西原遺跡

（にしばる）遺跡について．相良村教育委 員会，16．

原田正史（1993）：深田村誌．深田村，22‑24 原田正史（1994）：相良村誌自然編．相良村，

4 4 ‑ 5 8 ．

狩野謙一・村田明広（1998）：構造地質学．

朝倉書店,15‑43.

大内俊二（1995）：現代地形学．古今書院，

1 7 4 ‑ 1 9 9 ．

寒川旭（1992）：地震考古学．中公新書，

240‑248.