堆積

堆積(たいせき、sedimentationdeposition)とは、堆積物地層)を形成するに至るまでの過程の総称をいう。

常温常圧のもとで、既存の岩石風化侵食によって生成された砕屑物粘土シルト)や、火山砕屑物、生物遺骸などが、流水氷河火山活動などの作用と重さによりふるい分けられて集積される過程、及び化学的作用により水溶液中から沈殿し集積される過程を示す。

集積した構成物が岩石の風化・侵食などから、分解、運搬、ふるい分けられて集積される作用を堆積作用という。この作用には機械的作用によるものの他、化学的作用(沈積)や、生物学的作用によるものを含み、それぞれ多様な堆積物の層(地層)を形成する。

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堆積によってできた地層
Glacial Transportation and Deposition
氷河に運ばれる岩石

堆積作用から固結まで

流水作用による堆積は、主に河川及び沿岸流潮流によって成される。河川が、それまで河床勾配の急な山岳部から勾配の緩やかな平野部にでる箇所や、湖沼洋に流れ込む箇所においては、流速や流量が減じて浮力が低下し、それまで運搬されていた砂礫が重力によって流れから取り残され、ふるい分けられて集積し、扇状地三角州等の堆積地形を形成する。沿岸流や潮流による堆積の例として、砂嘴や砂浜があげられる。また、流水による堆積の場合、堆積環境によってはリップル(ripples、漣痕)や斜交層理などの堆積構造が形成され、堆積環境の推定や地層の上下判定に用いられる。

堆積作用は、必ずしも流水の作用を必要とするものではない。氷河や、風によっても分解、運搬、集積は行われ、それぞれ特徴的な堆積物を形成する(氷成堆積物、風成層)。

上記のような砕屑物の他、岩塩石膏苦灰岩のように、蒸発等によって湖水等の水溶液中で飽和するなど、化学的過程を経て沈殿したものも堆積物として扱われる。

堆積物が続成作用を受け、固結して形成されたものが堆積岩である。主な堆積岩として、礫岩砂岩泥岩などがある。

多くの鉄鉱石を産出している縞状鉄鉱床は、かつて海洋中に大量に溶解していた鉄が酸化鉄になり沈殿したものであり、その大半が生物学的な堆積(藍藻によると考えられている)によってできたと言われている。他に生物遺骸が集積し堆積したものとしては、チャート珪藻等、珪質微化石が起源)や石灰岩珊瑚等の石灰質殻を持つ生物が起源)が代表的なものとしてあげられる。

泥炭は草本・樹木類やコケ類などの植物遺骸が還元状態で堆積したもので、現在も主に寒冷な地域の湿地などで形成され続けているのが観察できる。

石炭は潟や湖沼などの水中に植物遺骸などが堆積、泥炭化した状態で堆積物中に埋没し、さらに熱や圧力等の作用によって変性する(石炭化作用という)ことで形成されたもの、さらに石油天然ガスは堆積した生物遺骸が非常に長期に渡って石炭同様に変性を受けて炭化水素に分化したものであるとする説が主流となっている。

堆積によってできた地形

関連項目

参考文献

  • 砕屑性堆積物研究会編 『堆積物の研究法 : 礫岩・砂岩・泥岩』 地学団体研究会〈地学双書〉、1983年。
  • 地学団体研究会新版地学事典編集委員会編 『新版 地学事典』 平凡社、1996年。ISBN 4-582-11506-3。
サンゴ礁

サンゴ礁(サンゴしょう、珊瑚礁、さんご礁、Coral reef)は、造礁サンゴの群落によって作られた地形の一つ。熱帯の外洋に面した海岸によく発達する。

三畳紀

三畳紀(さんじょうき、Triassic period)は、現在から約2億5100万年前に始まり、約1億9960万年前まで続く地質時代である。トリアス紀(トリアスき)と訳すこともある。三畳紀の名は、南ドイツで発見されたこの紀の地層において、赤色の砂岩、白色の石灰岩、茶色の砂岩と堆積条件の異なる3層が重畳していたことに由来する。

中生代の最初の紀であり、ペルム紀(二畳紀)の次、ジュラ紀の前にあたる。開始および終了の時期は、研究者やその学説によって、いずれも互いに1000万年前後の年代差がみられる。

三角州

三角州(さんかくす、三角洲とも、英語: Delta)とは、河口付近において、河川によって運ばれた物質が堆積することにより形成された地形である。河口において河川流が分流し、枝分かれした分流路と海岸線のなす形がギリシア文字のデルタ(Δ)に似ていることから、デルタとも呼ばれる。

凝灰岩

凝灰岩(ぎょうかいがん、英: tuff、タフ)は、火山から噴出された火山灰が地上や水中に堆積してできた岩石。成分が火山由来であるが、生成条件から堆積岩(火山砕屑岩)に分類される。

典型的な凝灰岩は数mm以下の細かい火山灰が固まったもので、白色・灰色から暗緑色・暗青色・赤色までさまざまな色がある。塊状で割れ方に方向性はない。凝灰岩は層状構造(層理)を持たないことも多いが、大規模な噴煙から降下した場合や水中でゆっくり堆積した場合は層状をなすこともある。

台地

台地(だいち)とは、ほかの平地よりも一段高くなっているところを主に指す(例外あり)

水が届きにくいなどのデメリットも少なくはない。

噴火

噴火(ふんか、英: eruption)とは、火山からマグマや火山灰などが比較的急速に地表や水中に噴き出すことである。火山活動(かざんかつどう、英: volcanic activity)の一つで、マグマの性質によって、規模や様式にさまざまなものがある。気象庁では、火口から固形物が水平あるいは垂直距離でおよそ100 - 300mの範囲を越したものを「噴火」として記録することになっている。

地層

本記事では地層(ちそう、英:単数形 stratum、複数形 strata)について解説する。

地形

地形(ちけい、英語:landform)は、地表面の起伏(凹凸)の形態である。地形学では、特定の成因により形成された特定の形態的特徴をもつ部分ごとに区分して、それぞれに特定の地形分類用語を与えており、それらを地形種、地形単位という。

地質学

地質学(ちしつがく、英: geology)とは、地面より下(生物起源の土壌を除く)の地層・岩石を研究する、地球科学の学問分野である。広義には地球化学を含める場合もある。

1603年、イタリア語でgeologiaという言葉がはじめてつかわれた。当時はまれにしか使用されていなかったが、1795年以降一般に受け入れられた。

堆積物

堆積物(たいせきぶつ、sediment)とは、礫や砂、泥などの岩石片や鉱物、生物遺骸、火山噴出物、水中の溶解物などが、水中ないし大気中の特定の場所に積み重なったもの。一般に、岩石化していないルーズな状態の土砂である。堆積物が続成作用によって固結した岩石を堆積岩という。

堆積物は、地表の大気圏、水圏、岩石圏、生物圏が密接に関連する環境のもとで、太陽光や重力等の影響を受けて発生する物理学的、化学的、生物学的な作用(堆積作用)を通じて形成され、その変化過程を解析することで様々な基礎的な地質情報を得ることができる。

未固結の堆積物とそれらが固結した堆積岩の総称としても用いられる。

大西洋

大西洋(たいせいよう、英: Atlantic Ocean、羅: Oceanus Atlanticus)は、ヨーロッパ大陸とアフリカ大陸、アメリカ大陸の間にある海である。なお、大西洋は、南大西洋と北大西洋とに分けて考えることもある。おおまかに言うと、南大西洋はアフリカ大陸と南アメリカ大陸の分裂によって誕生した海洋であり、北大西洋は北アメリカ大陸とユーラシア大陸の分裂によって誕生した海洋である。これらの大陸の分裂は、ほぼ同時期に発生したと考えられており、したがって南大西洋と北大西洋もほぼ同時期に誕生したとされる。

なお、日本における呼称「大西洋」は中国で発祥した東洋・西洋という概念に基づくもので、インド洋を小西洋、さらに遠い大きな海として大西洋と名付けていた。

岩石

岩石(がんせき)とは、世間一般には、岩や石のこと。石の巨大なもの、特に無加工で表面がごつごつしたものを岩(いわ)と呼び、巌、磐とも書く。

学術的には、自然的原因による起源をもつ、数種あるいは一種類の鉱物や準鉱物(火山ガラスなど)の集合体を指す。たとえば、花崗岩は、石英、長石、雲母、角閃石など、さまざまな鉱物の集まりから成る。露頭での見かけ(産状)上は、層状である岩石(成層岩・層状岩)を地層と呼ぶのに対し、貫入している(貫入岩)か塊状のもの(塊状岩)を岩石として区別する。岩石は地球表層の地殻と上部マントルの一部をはじめ、他の地球型惑星や小惑星、衛星を構成する主要な物質である。

地殻の岩石は成因的に、マグマ(岩漿)が冷え固まること(火成作用)でできる火成岩、岩石の砕屑物、生物の遺骸、化学的沈殿物などが堆積または沈積(堆積作用)し、固結(続成作用)してできる堆積岩、既存の岩石が高い温度と圧力を受けて固体のまま組成や構造が変化(変成作用)してできる変成岩の3つに大きく分類することができる。さらに、共に地球の内部でできた岩石である火成岩と変成岩をまとめて内成岩、地表(地球の外部)でできた岩石である堆積岩を外成岩として大別する方法もある。

川(かわ)は、絶えず水が流れる細長い地形である。雨として落ちたり地下から湧いたりして地表に存在する水は、重力によってより低い場所へとたどって下っていく。それがつながって細い線状になったものが川である。河川(かせん)ともいう。時期により水の流れない場合があるものもあるが、それも含めて川と呼ばれる。

平野

平野 (へいや) または平地 (へいち) とは、山地に対して、低く平らな広い地形のことをさす地理用語である。平野は一般に標高が大きく変化しない。平野は谷底に沿った地域や山の周辺の段状の地域にみられる。海岸平野としてみられる場合もある。山の中の平らな所は平野とは呼ばず、盆地、あるいは高原という。

平原を含めた平野は地球上の主要な地形の一つである。全ての国に存在し、世界の陸域の 1/3 以上を占める。溶岩流や、河川、湖沼、氷河、風による堆積、丘陵や山地からの侵食によって形成される。一般に、(温帯や亜熱帯の) 草原、(半乾燥地域の) ステップ、(熱帯の) サヴァナ、(極域の) ツンドラなどの生物群系 (バイオーム) に覆われる。砂漠や熱帯雨林が平野に生成される場合もある。

多くの地域で、平野は農業にとって重要である。なぜなら、平野では堆積物として土壌が深く発達し肥沃だからである。また、平坦なので、農業生産における機械化を容易である。さらに、牧畜に必要な良質の牧草が草原を通して供給されることも理由の一つである。

扇状地

扇状地(せんじょうち、英語: alluvial fan)とは、河成堆積低地の小地形の一種であり、山地を流れる河川が運搬した砂礫が、谷口を頂点として扇状に堆積した地形である。河川が山地から平野や盆地に移る所などにみられる。扇子の形と似ていることからこの名がある。扇状地の頂点を扇頂、末端を扇端、中央部を扇央という。

複数の河川が複合してできた扇状地を合流扇状地(confluent fan)、形成期が異なる扇状地が重なり合いできたものを合成扇状地(composite fan)という。また、段丘化した扇状地を開析扇状地(dissected fan)という。

扇状地とよばれる地形は、上述の成因以外によるものも存在するが(例:海底扇状地、侵食扇状地、火山麓扇状地、溶岩扇状地、土石流扇状地)、ここでは上述の成因による扇状地(沖積扇状地)について解説する。

沖積平野

沖積平野(ちゅうせきへいや、alluvial plain)は、平野の一種であり、主に河川による堆積作用によって形成される地形。河川によって運搬された砕屑物(礫、砂、泥)が、山地間の谷底や、山地を離れた平地、河口、さらに沖合にかけて堆積して平野となったものをいう。谷底堆積低地、扇状地、氾濫原、三角州などの総称。海浜堆積物によって形成される海岸平野と区別される。河成堆積低地とほぼ同義。沖積低地、沖積地ともいう。

かつては、沖積世(完新世)に形成された平野についても沖積平野と呼ばれていた。そのため、海岸平野のうち完新世に形成されたものは沖積平野に含まれていた。現在では沖積世という時代区分用語は使用されていないため、沖積平野という語を形成時代的な意味合いで使用することは推奨されない。

砂(すな、英: sand)は、砕屑物のうち、礫とシルトの中間(粒径が2 ミリメートル (mm) - 1/16 mm (62.5マイクロメートル (μm)) の粒子)のものをいう。岩石が風化・侵食・運搬される過程で生じた岩片や鉱物片などの砕屑物(砕屑性堆積物)から構成され、サンゴ・貝殻などの石灰質の化石片を含むこともある。砂漠、河川の下流、河口、海岸、海底など、様々な堆積環境下で観察される。

また、岩石を人工的手段で破砕した破砕物のうち、上記定義に該当する粒度のものを指す場合もある。

砂浜

砂浜(すなはま、ビーチ)は、波や風で砂などが運ばれて堆積した水と陸との境界域。

粘土

粘土(ねんど、英: clay)は、以下のような意味をもつ言葉。

原義は、地層中などから得られ、焼き物の素材にもなる「粘っこい土」のこと。

学術・産業上は、「非常に細かい粒子でできた堆積物」として定義される。

一般に、塑造やモデリング用に商品化された粘土様の素材のこと。学校教材としても馴染みが深い。以下、上記 2. を「堆積物としての粘土」、3. を「塑造用粘土」とし、それぞれについて解説する。

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