堆積学 Sedimentology (& Stratigraphy) 地球惑星科学科２年目講義（選択２単位）レジュメ Sedimentology & Stratigraphy Ⅳ．地層の相互関係－地層累重の法則と整合・不整合Ａ．地層の基本的な構造単層（bed, stratum）：地層（strata）を取り扱う際の最少単位．しかし明確かつ普遍的に受け入れられている定義は存在しない．＊単層と単層の境界面＝層理面（bedding plane）定義の一例： A single bed is a sedimentation unit which has been deposited under essentially constant physical conditions.（一つの単層は，本質的に一定の物理的条件下で沈積した堆積ユニットである） ⇒ 良く分からない．．．定義の一例： Essentially a plane of nondeposition or abrupt change in depositional conditions or an erosional surface.（本質的に，無堆積または堆積条件の突然の変化による面．または侵食面） ⇒ やはり良く分からない．．． Sedimentology & Stratigraphy 問題点： ① 何をもって一定と判定するか？単層の境界－層理面葉理・ラミナ ② 何をもって突然であると判定するか？ ③ 何をもって無堆積や侵食の面であると判定するか？岩相の不連続岩相の不連続現実的（practical）な定義：地層中に存在する岩相または構造における不連続面の中で，中視的（mesoscopic）なスケール（＝ cm - m スケール）でもっとも小さなオーダーの間隔を持つものを層理面とする．層理面と層理面の間が単層である．葉理・ラミナ岩相の不連続侵食面＊この場合，1 cm より小さな間隔を持つ不連続面（あるいはそれで境される部分）は葉理・ラミナ（lamina）と呼ばれる．平行葉理部構造の不連続 ⇒ 1 cm という数字がどのような根拠によるものかは，やっぱり良く分からない．．．したがって，人為的（便宜的）な区分ということにならざるを得ない．斜交葉理部 1 cm Sedimentology & Stratigraphy Ｂ．地層間の基本的な関係地層累重の法則（The Law of Superposition）： In a sequence of layered rocks, any layers is older than the layer next above. ＝ある連続した地層の中では，どんな単層もその上のものより先に形成されている．＊これを言い換えると，『地層連続の法則（＝地層の前後関係が交差・分岐することはない）』となるかもしれない．＊きわめてマイナーな例外 →洞窟の堆積物．砕屑岩シル． Sedimentology & Stratigraphy 地層累重の法則 (Law of Superposition) の概念地層学的上下空間的な広がり a b c d e f g a b c D e f g ケース１：置換＊dと Dの前後関係は不明 a b c d e f g 連続世界 a b c e f g ケース２：消滅 a b c d e f g ケース３：挿入 a b c c-d d c f g 交差・分岐世界 Sedimentology & Stratigraphy Ｃ．地層の“無限性”と有限性２次元的に無限に連続する（＝平面的な広がりが無限な）地層というものはもちろん存在しない．しかし，人間（検討者・観察者）の視点から見た時に，『事実上無限に連続する地層』というものはある．地層の連続性と不連続性の概念＊例えば，数百kmにわたって連続する地層．＊検討世界の規模 ≦ 地層の連続性の場合．このような観点から，地球科学における『地層』という概念の大きな有用性が生じて来ることになる．＄＄広がりを持った“板”が積み重なっていることの地球科学的意味オーダーＮ＋１の検討世界オーダーＮ＋１の連続性オーダーＮ＋２の検討世界オーダーＮ＋２の連続性オーダーＮの連続性上・それが形成された表層の環境をしめす記録表示板．・時系列に沿った形成環境の変化を読み取ることができる．・地球上で経過した時間軸上の，しおり（ブックマー ↑ オーダーＮの検討世界下 Sedimentology & Stratigraphy Ｄ．地層の間の連続－不連続整合（conformity）： not（不整合）という論理演算で定義される．したがって，それ独自の（独立した）定義は存在しない．地層Ⅱの堆積 Ⅱ Ⅰ 4 陸上侵食 Ⅰ 不整合（unconformity）： The surface cut on the old materials during removal of some older materials prior to deposition of younger covering strata is a surface of unconformity. ある面が，新しい地層の堆積する以前に，より古いものが除去される過程でそれを切っている場合，それを不整合面という．．． 3 上昇運動 Ⅰ 2 地層Ⅰの堆積 Ⅰ 1 ！！非常に判定の難しい定義（説明）となっている．平凡社地学事典での定義：『ある地層が堆積後隆起し，陸上で風化・削剥作用を受け，その侵食面上に新規の地層が堆積した時，両層の関係を不整合という．』＊妥当な定義だと言えるが，現実には．．．“隆起し”“陸上で”の部分に判定の難しさ・曖昧さが残ってしまう Sedimentology & Stratigraphy 不整合の分類・傾斜不整合（Clino-unconformity）：不整合面の上下で地層の構造に著しい斜交関係がある場合．もっとも代表的（歴史的）な不整合である．グランドキャニオンの地層に見られる大規模な傾斜不整合大規模な傾斜不整合 a 系: 570 M カンブリア先カンブリア系（原生界）: 1050 - 1200 M a ・非整合（Nonconformity）：不整合面の下位にある地質体が通常の地層ではなく（火成岩・変成岩など），整合－不整合という概念がそもそも意味を持たない場合．・起伏不整合（Disconformity）：不整合面の上下で地層の構造に差が無いが，不整合面が起伏を持っている場合．・平行不整合（Paraconformity）：上下の地層の構造と不整合面がすべて平行な場合．上下の地層の岩相が似ている場合には，不整合であるかどうかの判定がきわめて難しくなる． Sedimentology & Stratigraphy 『傾斜不整合』の地球学的な意味傾斜不整合は，いくつかある不整合のタイプの中で，もっとも典型的なものである．その意味するところは； ① ある地層が堆積する以前に，隆起－褶曲－変成作用などの大規模・広域的な地殻変動があったことを明瞭に示す． ② 不整合面を境にして接触している二つの地層（・地質体）の間に， ①のプロセスが進行するに十分な，長い時間間隙がある．顕著な傾斜不整合の例デボン系基底礫岩( 400 Ma) 下部石炭系石灰岩 ( 340 Ma) 不整合面シルル系泥岩 ( 420 Ma) 細かく褶曲した地層( 590 Ma) 約 80 Ma の時間間隙約 190 Ma の時間間隙