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長野県大鹿村の大断層「中央構造線」----山の自然学シリーズ（３）

長野県大鹿村付近の中央構造線露頭の見学地図

中央構造線とは

中央構造線博物館ホームページより		7000万年ほど前に、すでにアジア大陸の東の端にできていた日本列島の大陸側半分に、南からやって来きた太平洋側の半分がくっ付いて、日本列島が完成した。その接合面が中央構造線である。 1450万年ほど前に日本海ができて、日本列島は 大陸から離れた。そのとき糸魚川・静岡構造線の東側が陥没した。ここをフォッサマグナという。 中央構造線を境に、日本海側を内帯、太平洋側を外帯と呼ぶ。 関東と九州では中央構造線は地表面に現れていないので、その位置は明確ではない。

私が参加した「中央構造線とその地域の地学見学 の旅」は、次の４回である。 クリックするとそのページをご覧になれます 第１回　長野県 （現在ご覧の頁） 　　　　（中央構造線と日本列島の誕生も説明） 第２回　愛知県・三重県 第３回　和歌山県 第４回　徳島県・愛媛県・高知県

中央構造線は全長１０００ｋｍを越える我国最大最長の構造線（大きな断層）である。中央構造線によって日本列島は内帯と外帯に分けられる。 内帯はジュラ紀以前に大陸の端に付け加わったもので付加体と呼ばれる。　内帯は丹波帯（所によっては、美濃帯、足尾帯ともいわれる）、高温低圧下で変成した領家帯などからなる。 一方、外帯は内帯よりも新しく、白亜紀以降に南の海で生まれ、プレートに乗ってやって来て、内帯の南側にくっついた付加体である。　外帯は、秩父帯、四万十帯、低温高圧圧下で変成した三波川帯などからなる。

構造線はどのようにして出来たか （日本列島の誕生） 平 朝彦 著　「日本列島の誕生」　岩波新書 の図を基に説明を加えた Ａ Ａ １億３０００万年前（白亜紀前半） １億８０００万年前（ジュラ期）にユーラシアプレートの東端に日本列島の上半分（大陸側）が出来た。 その後、１億３０００万年前（白亜紀前半）に南方の揚子大陸の東端で日本列島の下半分（太平洋側）が生まれ、イザナギプレートに乗って日本列島へ移動し始めた。 Ａ ７０００万年前（白亜紀後半） すでに出来ていた日本列島の上半分（大陸側）と、イザナギプレートに乗って来た下半分（太平洋側）がくっついて日本列島が出来た。上半分と下半分のつなぎ目が中央構造線である。 この時期には、日本海はまだない。 Ａ ２５００万年前（第３紀中新世） 大陸のへりが割れ始め、海溝帯が形成され、湖水群が出来た。これが日本海の元祖で、やがて日本海が拡大し始めた。 Ａ １４５０万年前（第３紀中新世） 日本海が拡大した。オホーツク海も拡大し、千島弧が出来始めた。１５００万年前になると日本海の拡大は完了した。 このとき、西南日本は時計方向に回転し、東北日本は反時計方向に回転したので、日本列島の折れ曲がるところが陥没した。これがフォッサマグナ（ラテン語で「大きな溝」の意）である。フォッサマグナの西端は糸魚川-静岡構造線である。 Ａ ８００万年前（第３紀中新世） 東北日本が隆起し始め、カルデラの活動が盛んになった。 千島弧の前部が北海道へ衝突し日高山脈を隆起させた。まだ東北日本は水没していた。 ５００万年前になると、伊豆・小笠原弧の前部が本州へ衝突し伊豆半島を作った。 Ａ １万８０００年前 （第４紀更新世・最終氷河期） 氷河期のため海水面は現在よりも１２０ｍほど低下したため、日本と大陸は陸続きとなり、日本海は閉鎖された。 その後、氷河期の終了とともに海面が上昇し、日本は大陸から離れ、現在の形となった。 Ａ

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さあ、中央構造線が露出しているところ（露頭）を観察しよう。

溝　口　露　頭

長野県茅野市と静岡県浜松市を南北に結ぶ国道１５２号線沿いに、中央構造線の断面が地上に現れているところ、すなわち露頭が、いくつかある。我々はそのうちの３箇所を北から順に観察した。最初が長野県長谷村の溝口露頭である。ここは長野県長谷村の三峰川が美和湖に注ぐところである。

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中央構造線公園の入り口にある案内パネル		公園のパネルの横の階段を美和湖畔へ降りる

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溝口露頭の現場に立つ説明パネル 中央構造線の西側(左側）が内帯（領家帯）、 東側(右側）が外帯（三波川帯）		溝口露頭 今、写真とパネルを見比べると多少分るが、 現地ではパネルの位置が悪く、見比べられない！

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北　川　露　頭

国道１５２号線をさらに南下して２番目に訪ねたのは長野県大鹿村の北川露頭である。ここは分杭峠を源とする鹿塩川の上流に当る。このように川沿いに露頭が見られるのは、中央構造線は断層であるからそれに沿って川ができやすいこと、川の浸食によって断層面が露出しやすいこと、によるのであろう。

北川露頭に立つ大きな詳しい説明パネル

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説明パネル		実際の風景

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雨に濡れた説明パネル 最新の断層面といっても数万年以内の活断層である。 断層粘土帯は、断層によって大地がずれ動くとき、その摩擦で岩石がつぶされ、それに水が加わってできたもの。 熱水変質脈は、熱水溶液と岩石の反応によって岩石が変質したもの。		実際の風景 左のパネルと比較すると、よく分る。

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中央構造線博物館

北川露頭を見学している内に秋雨が激しくなってきた。急いで国道１５２号線をさらに南下して、大鹿村大河原にある村営中央構造線博物館にたどり着く。ここでは予めお願いしてあった研究者の河本さんにお会いし、館内を詳しく案内して頂いた。

中央構造線博物館を見学している内に雨も上がってきた

博物館の大部屋の真ん中には大鹿村付近の地質構造模型、周囲には岩石標本		可動式の地質構造模型

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博物館のホームページからダウンロードした図 同じような図が博物館の説明パネルにもあるが、ホームページの方が、修正されていて正しいという。		博物館に展示された説明パネルより

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博物館の裏庭に設置されたＧＰＳ＊により、大鹿村の日本列島の中での相対的な移動が分るという。		博物館の表庭には、中央構造線の周辺の岩石が展示されている。１つ１つ説明を読みながら観察すると面白そうである。		博物館の庭に咲くフジアザミはフォッサマグナとその周辺の代表的な植物である

＊ＧＰＳは人工衛星からの電波を受信して地球上の位置を測定する全地球測位システム。 牡鹿村のＧＰＳは、国土地理院の電子基準点の１つとなっている。

大鹿村の電子基準点から見た日本列島各地の1年間の移動量を矢印で表した図 日本列島の日本海側は東へ、太平洋側は西へ移動している。 これは列島が太平洋プレートとユーラシアプレートの間で、圧縮されていることを示している。 （画像は大鹿村中央構造線博物館提供）

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岩石が出来た年代がどうして分るのか（年代測定法） 地球が誕生したのは４５億年前だとか、この岩石は５０００万年前に生まれたとか、この土器は１万年前に作られた、などと聞くことがある。　どのような方法で、年代測定をするのか調べてみた。A Ａ 放射壊変を利用した年代測定法 Ａ ある種の元素は、時間とともに他の元素に変って行く。　したがって、元の量がわかっている場合には、変化した量を調べることにより、変化に要した時間を知ることができる。　この方法に利用される元素の種類は非常に沢山あるが、代表的な２つの例に挙げる。 Ａ 放射性炭素法（１４Ｃ法）＊ 炭素には化学的性質は同じだが、質量が少し異なる３つの同位元素１２Ｃ、１３Ｃ、１４Ｃ、がある。このうち１４Ｃは、半減期５７３０年で窒素１４Ｎに変る。生物は生きている間はＣを取り込むが、死亡すると取り込まない。そこで残存している１４Ｃの割合を測定すると、死亡後の年数が分るというわけである。 例えば土器に付着している煤の年代測定をすれば、土器で煮炊きした時の薪の伐採年が分ることになる。精度よく測定できる年代は、数万年から数百年であるので、考古学で最も多く用いられる方法である。 カリウム−アルゴン法（Ｋ−Ａｒ法） カリウムは３つの同位元素３９Ｋ、４０Ｋ、４１Ｋがあるが、そのうち４０Ｋは半減期１２．５億年でアルゴン４０Ａｒに変る。アルゴンは気体であるので、岩石が高温で融けている時には４０Ａｒは一定の比率であるが、冷えて固まると気体は岩石の中に閉じ込められる。そこで、岩石の中の４０Ａｒの割合を調べると、岩石が固まってからの年月すなわち岩石の年齢が分ることになる。 ４０Ｋは半減期が１２．５億年と長いので、地球生成期から１万年前くらいまでの広い年代を測定できる。 Ａ 年代指標を用いた年代測定法 Ａ 自然界には、ある特定の年代に起こったと考えられる様々な現象がある。その現象を「年代指標」とした「編年表」を作成しておけば、年代未知の現象の年代を推定できる。この方法で大切なことは、「年代指標」となる現象を「放射壊変を利用した年代測定法」などを使って、予め測定しておくことである。 Ａ 火山灰暦年法 日本のどの火山は何時頃に、どんな種類の火山灰を噴出したかが、よく調べられ火山灰暦年が出来ている。そこで、例えば特定の火山灰の中から土器が発掘されたならば、その土器は何時頃土中に埋もれたものであるかが推測される。 化石暦年法 化石の中には、その元となる生体の分布が広範囲で時代を特定できるもの（示準化石）がある。地層の中に示準化石が見つかれば、その地層の年代を推定できる。日本列島では、４億年前の三葉虫から１．５万年前のナウマン象までの示準化石がある。 古地磁気暦年法 地球の磁気（地磁気）は、過去に何回か南北が逆転している。また、地球上の場所により地磁気の方向が異なる（赤道では水平に北を指すが、北極では垂直に下を指す）　高温で融けていた岩石が固まる時に、そのときの地磁気の方向を残留磁化として記憶する性質がある。そこで岩石の残留磁化を調べると（他の年代測定法を併用して）、何時頃に地球上の経度がどのくらいの場所で出来た岩石かが分ることになる。 一例として、日本列島の外帯は、南方で生まれて、移動してきたことが分るという。 年輪年代法＊ 木の年輪を数えると、その木の育った年数を正確に知ることができるが、木の寿命はせいぜい数百年だから、それよりも古いものは測定できないと考えられていた。ところが、生育時期の異なる何本かの年輪のパターンをコンピュータを使ってつなぐことにより、１本の木の生育期間を超えて年代を決定できる手法が考えられた。日本は約３３００年前まで、米国では８２００年前まで、ドイツでは１万年前まで適用できるの年輪の暦年標準パターンができている。 年輪年代法は木そのものの年代を測定するものであるが、特定の年輪部分（木は炭素を含む）を放射性炭素法（１４Ｃ法）で測定することにより、放射性炭素年代から実年代に換算する方法が考えられ、１４Ｃ法の確度が向上した。 土器暦年法 土器や石器は、文様・形状などの変遷が考古学的に詳しく調べられていて、土器や石器の製作された年代を推定できる。　しかし、この方法は、他の「年代指標を用いた年代測定法」と同様に、年代測定法としては、間接的なものであり、１４Ｃ法など他の年代測定法により較正されるべきものである。「弥生時代が５００年遡る？」と新聞で報じられたように、土器暦年法と最新の１４Ｃ法（ＡＭＳ法＊）との比較は始まったばかりである。 年代測定法の参考書は多数あるが下記が新しい。 兼岡一郎著　「年代測定概論」　東京大学出版会 ＊放射性炭素法（１４Ｃ法）、年輪年代法、ＡＭＳ法 　 について、詳しく知りたい方はクリックして下さい。 　 ご覧の後、ブラウザの[戻る]でここにお戻り下さい。 　ＧＯ！

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安　康　露　頭

中央構造線博物館を見学してから我々は鹿塩温泉山景館に投宿し、会員による「フォッサマグナ要素植物群」に関するレクチャーを聞いた。その後、夕食の鹿肉などのご馳走に舌鼓を打つ。 翌日は快晴となった。国道１５２号線をさらに南下して、３番目の安康露頭を訪ねる。ここは青木川の開けた河原に露頭が展開しており、今回訪ねた露頭の中では一番観察しやすい。博物館で説明を伺った後だけに、内帯（領家帯）、外帯（三波川帯）、断層粘土帯、貫入岩脈などが何となく分ったような気分で嬉しい。

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安康露頭のパノラマ写真 下の説明図と比較して見ると、内帯（領家帯）と外帯（三波川帯）の間に、 いくつかの断層粘土帯と貫入岩脈があり、活断層とマグマの活動を髣髴させる

安康露頭の構造　（大鹿村中央構造線博物館のホームページより）

川の両岸に、対応する断層が現れ、断層が走っていることが納得される

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近くにあった自生のグミの木		露頭の前で記念写真

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鳥　倉　林　道

中央構造線の３つの露頭を観察した後、南アルプス三伏峠登山口豊口ルートである鳥倉林道へ向かった。途中に車止があったが、山仲間である我々は紅葉を愛でつつ、南アルプス（赤石山脈）の背骨にあたる岩層の見えるところまで、往復１時間余のハイキングを楽しんだ。

鳥倉林道はカラマツの黄葉の真っ盛り		数百ｍの絶壁、屏風岩（秩父帯）が見える 南海のサンゴが堆積して出来た石灰岩が、太平洋のプレートに乗って北上し、１億年程前にアジア大陸の縁に付け加わったもの。

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南アルプス三伏峠登山口		人物と比べて下さい、この岩壁の高さ。この岩も外帯（秩父帯）だから、遠く南太平洋からプレートに乗ってやって来たのだろう。

長野県大鹿村周辺にある 溝口、北川、安康 の３つの露頭を見学し、日本列島の起源を見た思いがした。今後、全長１０００ｋｍの中央構造線に沿っていくつかの露頭を見たいという好奇心が湧く研修会であった。小生は、地質については全く無知であるので、これから勉強しなければ、と反省する旅でもあった。 大鹿村中央博物館学芸員の河本和朗氏には、見学後もいろいろ教えて頂きまして、有難うございました。