[O02-P69] 信夫山の謎を追う
キーワード：地質、熱水、堆積岩
1.動機および目的
信夫山は福島市民にとって重要なスポットである。信夫山は福島盆地の中央に孤立している珍しい地形を持つが,その成因についてさまざまな議論があり,具体的なことはよくわかっていない。
地理的・文化的に重要な信夫山について,市内の学校に通う者が調査し明らかにすることは郷土を認識・理解する上で重要だと考え,研究を開始した。
2.研究仮説
文献から得られた信夫山の地質情報及び成因として次のような説が挙げられる。
・信夫山は東西で地質が異なり,西側は火砕流堆積物,東側は第三紀の堆積岩層から成り立っている。
・信夫山は海底で形成された第三紀の海成層が隆起し,流紋岩の貫入を受け硬化した。この海成層は凝灰岩によってできており,信夫山の西側でより硬くなっている。
・信夫山の表面には流紋岩が覆いかぶさっている。
このように,信夫山の形成過程は諸説存在する。本研究では,どの説が有力かの検討も含め,信夫山がどのようにできたのか考察する。
3.研究方法
3-1露頭の観察
我々は信夫山に登り,12箇所の露頭の観察を行うとともに,付近の転石を採取した。その際の露頭観察地点については図に示す。
3-2偏光顕微鏡による岩石薄片の観察
採取した転石の一部から岩石薄片を作成した。各露頭から作成し,観察可能な薄片を２つ得ることができた。それ以外の露頭の岩石は,非常にもろく,薄片を作成することが困難であった。
3-3走査型電子顕微鏡（SEM）による観察
走査型電子顕微鏡を用いて,岩石の表面を観察した。岩石は薄片を作成するこのできた露頭3及び4の岩石薄片を観察した。撮影したSEM画像上でそれぞれの岩石を構成する粒子の大きさを測定した。
3-4 XRD装置を用いた鉱物同定
西側と東側とが異なる岩石で出来ているのかを調べるため, X線回折（XRD）装置を用いて岩石を構成する鉱物の鑑定を行った。使用した岩石は地点１・2・9・11である。
4.研究結果
4-1 露頭観察の結果
地点1・２・３・７の岩石は,いずれも非常に硬く,ハンマーで叩くと火花が発生した。表面は灰色をしていた。また,いずれも大きな割れ目があった。風化の影響と思われる。また,大きな割れ目があった。
地点４・５・６・10・11・12の岩石は手で割ることができるほど脆かった。色はオレンジ色が中心であり,場所によっては赤橙の曲線状の縞模様が観察された。構成する粒子はいずれも泥質でかなり細かい。
4-2 薄片観察の結果
地点3の岩石を観察した。これらの岩石は,強く偏光した無色鉱物が多くみられた。それらの無色鉱物は表面では観察されず,断面でしか観察されなかった。また,いずれも角が多く,石英がちぎれていると思われる。
地点４の岩石は砕屑粒子で構成されていた。大きさは約５μm程度であった。全体的にオレンジ色であり,細かい層構造であるラミナが見られた。幅は約1～2mmであった。
4-3 SEMの結果
地点3,4の岩石の写真のいずれも数μm程度の小さな尖った粒子で構成されていた。これらの粒子のうち,無作為に選んだ粒子を測長した。その結果,２つの露頭の岩石を構成する砕屑粒子のサイズには違いがないということがわかる。
4-4 XRDの結果
地点１・2の岩石は少量の長石を含んでいるが,全ての地点の岩石において主成分は石英であることが明らかになった。
５．考察
今回の研究で新たにわかったことは以下の3点である。
ア）信夫山の東西で岩石の硬さ,色が異なる。
イ）信夫山の岩石は凝灰岩で,構成粒子はほとんど石英である。
ウ）信夫山の西側でカリ長石が見つかった。
イの結果からこのカリ長石が熱水によるものではないかと推測した。
また,ア・イ・ウの結果より,信夫山の岩石はもともと同じ凝灰岩で構成されていたものの,西側に熱水が貫入し石英・カリ長石が晶出したと考えた。これは信夫山が凝灰岩で構成されているという仮説を支持するものとなる。
６．まとめ
今回の研究では,既存の地質調査の真偽を確かめながら,信夫山の形成過程についての推定を行った。信夫山の東西の岩質の違うこと,西側に熱水が貫入したことが原因らしいことが本研究では明らかになった。このことをはっきりさせるためにも,今後は福島盆地全体の調査を行っていく必要がある。
信夫山は福島市民にとって重要なスポットである。信夫山は福島盆地の中央に孤立している珍しい地形を持つが,その成因についてさまざまな議論があり,具体的なことはよくわかっていない。
地理的・文化的に重要な信夫山について,市内の学校に通う者が調査し明らかにすることは郷土を認識・理解する上で重要だと考え,研究を開始した。
2.研究仮説
文献から得られた信夫山の地質情報及び成因として次のような説が挙げられる。
・信夫山は東西で地質が異なり,西側は火砕流堆積物,東側は第三紀の堆積岩層から成り立っている。
・信夫山は海底で形成された第三紀の海成層が隆起し,流紋岩の貫入を受け硬化した。この海成層は凝灰岩によってできており,信夫山の西側でより硬くなっている。
・信夫山の表面には流紋岩が覆いかぶさっている。
このように,信夫山の形成過程は諸説存在する。本研究では,どの説が有力かの検討も含め,信夫山がどのようにできたのか考察する。
3.研究方法
3-1露頭の観察
我々は信夫山に登り,12箇所の露頭の観察を行うとともに,付近の転石を採取した。その際の露頭観察地点については図に示す。
3-2偏光顕微鏡による岩石薄片の観察
採取した転石の一部から岩石薄片を作成した。各露頭から作成し,観察可能な薄片を２つ得ることができた。それ以外の露頭の岩石は,非常にもろく,薄片を作成することが困難であった。
3-3走査型電子顕微鏡（SEM）による観察
走査型電子顕微鏡を用いて,岩石の表面を観察した。岩石は薄片を作成するこのできた露頭3及び4の岩石薄片を観察した。撮影したSEM画像上でそれぞれの岩石を構成する粒子の大きさを測定した。
3-4 XRD装置を用いた鉱物同定
西側と東側とが異なる岩石で出来ているのかを調べるため, X線回折（XRD）装置を用いて岩石を構成する鉱物の鑑定を行った。使用した岩石は地点１・2・9・11である。
4.研究結果
4-1 露頭観察の結果
地点1・２・３・７の岩石は,いずれも非常に硬く,ハンマーで叩くと火花が発生した。表面は灰色をしていた。また,いずれも大きな割れ目があった。風化の影響と思われる。また,大きな割れ目があった。
地点４・５・６・10・11・12の岩石は手で割ることができるほど脆かった。色はオレンジ色が中心であり,場所によっては赤橙の曲線状の縞模様が観察された。構成する粒子はいずれも泥質でかなり細かい。
4-2 薄片観察の結果
地点3の岩石を観察した。これらの岩石は,強く偏光した無色鉱物が多くみられた。それらの無色鉱物は表面では観察されず,断面でしか観察されなかった。また,いずれも角が多く,石英がちぎれていると思われる。
地点４の岩石は砕屑粒子で構成されていた。大きさは約５μm程度であった。全体的にオレンジ色であり,細かい層構造であるラミナが見られた。幅は約1～2mmであった。
4-3 SEMの結果
地点3,4の岩石の写真のいずれも数μm程度の小さな尖った粒子で構成されていた。これらの粒子のうち,無作為に選んだ粒子を測長した。その結果,２つの露頭の岩石を構成する砕屑粒子のサイズには違いがないということがわかる。
4-4 XRDの結果
地点１・2の岩石は少量の長石を含んでいるが,全ての地点の岩石において主成分は石英であることが明らかになった。
５．考察
今回の研究で新たにわかったことは以下の3点である。
ア）信夫山の東西で岩石の硬さ,色が異なる。
イ）信夫山の岩石は凝灰岩で,構成粒子はほとんど石英である。
ウ）信夫山の西側でカリ長石が見つかった。
イの結果からこのカリ長石が熱水によるものではないかと推測した。
また,ア・イ・ウの結果より,信夫山の岩石はもともと同じ凝灰岩で構成されていたものの,西側に熱水が貫入し石英・カリ長石が晶出したと考えた。これは信夫山が凝灰岩で構成されているという仮説を支持するものとなる。
６．まとめ
今回の研究では,既存の地質調査の真偽を確かめながら,信夫山の形成過程についての推定を行った。信夫山の東西の岩質の違うこと,西側に熱水が貫入したことが原因らしいことが本研究では明らかになった。このことをはっきりさせるためにも,今後は福島盆地全体の調査を行っていく必要がある。