[H-CG21] 堆積・侵食・地形発達プロセスから読み取る地球表層環境変動

[HCG21-P11] Grain-Scale Microtextural Evidence of Sediment Transport Mechanisms in the Kinu River, Japan: A preview

*董 文昭¹、板宮 裕実²、須貝 俊彦¹ (1.東京大学大学院新領域創成科学研究科自然環境学専攻、2.科学警察研究所)

キーワード：石英粒子表面微細構造、河成堆積物、水底エネルギー条件、堆積学的環境評価

石英は風化抵抗性の高い鉱物であり、堆積物の運搬・堆積過程で形成される微細構造が表面に保存される。本研究では、関東平野を流れる鬼怒川の現世河床堆積物から採取した石英粒子を対象に、走査型電子顕微鏡（SEM）の低真空モードを用いて粒子形態および表面微細構造の系統的解析を実施した。11種類の機械的微細構造と3種類の化学的微細構造を識別し、上流地点および鬼怒川が利根川に合流する直前の地点では、機械的構造（貝殻状断口、弧状ステップ、V型衝撃割れなど）の出現頻度が高く、高エネルギー水理環境が示唆された。特に、田川と鬼怒川本流の合流点では、局所的な乱流により粒子衝突が促進され、機械的構造が顕著に集中していた。一方、2つのサンプリング地点では機械的構造が不明瞭である代わりに化学的構造（方向性エッチピット、溶解孔など）の頻度が高く、流速の低下と人為的影響が示唆された。

粒子形態解析では、高い円磨度（R）とソリディティ（堅密度）の間に強い正の相関が確認され、高エネルギー環境における長期的な摩耗作用が反映されている。主成分分析（PCA）の結果、第1主成分（25.93%）は高エネルギー衝突に起因する構造（貝殻状断口、弧状ステップ、V型割れ）、第2主成分（20.92%）は特異な衝撃事象（直線ステップ、段階的アーチ）、第3主成分（18.34%）は化学的溶解作用にそれぞれ対応した。正規化した微細構造頻度を三元プロットで可視化した結果、下流方向の系統的な傾向は認められないものの、水底エネルギー条件に基づく地点間の明確な分類が可能であった。さらに、石英微細構造は局所的な運搬動態に鋭敏に反応し、500メートル以内の短距離においても河床堆積物と砂丘の堆積環境を識別し得ることが明らかとなった。

本成果は、石英微細構造解析が河川堆積物の供給経路の復元、人為的影響の検出、微細スケールでの水理エネルギー変動の評価に有効であることを示す。これらの知見は、堆積物起源解析、人為改変の影響緩和、持続可能な河川管理戦略の構築に貢献し得る。