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更新日:2020年08月16日 訪問者数:369
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日本の山々の地質;第2部 北アルプス、2−21章 唐松岳と八方尾根 ー蛇紋岩地帯のお花畑ー
bergheil
(1) はじめに
 この章では、唐松岳および、唐松岳から東側に延びる八方尾根の地質、岩石について説明します。
 なお、この章では、いろいろと調べたことが多くて、長々と書いてしまいました。ので、地質学的にやや専門的な事項は、後半の「補足説明」の各節に記載しました。ご興味のある方のみお読みください。

 さて唐松岳(2696m)は、後立山連峰を構成する山の一つではありますが、白馬岳、五竜岳、鹿島槍ヶ岳といった日本百名山の山々と比べると、標高も低いし、山容に取り立てて特徴はありません。
 しかし、東側の八方尾根が古くからスキー場として開発され、夏場も含めほぼ周年運行しているゴンドラ、リフトを使うと、標高 約1800mまで労せずに上がれるので、麓から日帰りでも登頂できる、北アルプス夏山入門レベルの山、初心者にも優しい山です。
 また、八方尾根のスキー場上部から、中腹にある八方池あたりまでは、夏には固有種も含めた高山植物が咲き乱れ、高山植物のメッカともなっています。
(2) 主稜線、唐松岳山頂付近の地質、岩石
 五竜岳の章で説明した五竜山荘から、唐松岳へと向かう主稜線沿いの道は、それほど険しくない稜線ですが、唐松山荘手前の「牛首(うしくび)」という場所はちょっとした岩場になっています。
 
 「地質図」によると、五竜山荘から大黒山の手前あたりまでは、あの「爺ヶ岳火山」噴出物の続きで、この地層群の北端部にあたります。

 大黒山から先、牛首の岩場までは、「黒部川花崗岩」が分布しています(爺が岳からずっと、稜線の西側に分布しているものが、この部分は少し稜線へと張り出している)。この領域に多少岩場があるのは、この地質の違いによるものと思われます。

 唐松山荘の建っている場所付近に、また地質境界があり、ここから唐松岳山頂までは、これまで何回も登場した「有明花崗岩」に代わります。風化した花崗岩特有のザクの多い稜線となり、唐松岳山頂も、割と穏やかな山容をしています。
 
 なお地形的には、この稜線部及び唐松岳山頂部は、いわゆる非対称山稜となっており、稜線の西側は割となだらかですが、東側は急な崖になっている箇所が多いです。非対称山稜については、のちの白馬岳の章で、説明予定です。
(3) 八方尾根の地質;特に蛇紋岩地帯について
今度は、麓の白馬村から八方尾根を通って稜線部(唐松山荘のある場所)へ至るルートの地質、岩石を説明します。

 麓の八方スキー場から、ゴンドラとリフトを乗り継ぐと、すでに標高は約1800mで、ここから八方尾根ルートの登山が始まります。リフト終点にある八方池山荘の裏手から歩き始めると、もうそこは蛇紋岩(じゃもんがん)地帯です。
(実際は麓からここまでのスキー場エリアも、地質的には蛇紋岩で出来ていますが、スキー場として整備されており、岩や石が露出していないので、気づきにくいところです。)。

 登山道の両側には、ゴロゴロとやや赤茶けたような色の石が転がっていますが、人が歩いた場所だけは表面がすり減っているとともに、青黒い色をしています。
 ここの赤茶けたような色の石も、青黒い色の石も、実は、同じ蛇紋岩です。蛇紋岩の本来の色は青黒い色ですが、鉄分を多く含むという蛇紋岩の特性から、岩石の表面は鉄分が酸化して、鉄錆のような赤茶けた色になっているのです。

 蛇紋岩という岩石は、次節で詳しく説明しますが、鉄分、マグネシウム分が多い岩石であり、普通の植物の生育には適していません(注1)。一方で、その地質(土壌)でもがまんして生育できる植物もいます。そのために、本来はまだシラカンバ、ダケカンバなどの樹林帯となっているような標高なのに、このあたりでは高木が育たず、代わりに、いろいろな高山植物が生育しています。
 特にこの八方尾根中部の蛇紋岩地帯は、高山植物が日本有数と言えるほど種類、数ともに多く、夏には色とりどりの花が咲き乱れる花の楽園となります。

 花をめでつつ、よく整備された登山道を登っていくと、稜線上、標高2080mあたりに、八方池という小さな池があります。ここからの白馬三山、不帰の険、五竜岳、鹿島槍ヶ岳の展望は素晴らしく、ハイキングの人たちも、このあたりまでは大勢やってきます。
 この付近は「地質図」上はまだ蛇紋岩地帯ですが、花崗岩っぽい白色系の石ころもでてきます。八方池を過ぎると、高山植物もやや少なくなります。その先には、「下の樺」(したのかんば)、「上の樺」(うえのかんば)という、ダケカンバの樹林帯があります。

 「地質図」によると、「上の樺」と2361mピーク(丸山の一個手前の丸いピーク)の間に地質境界があります。そこまでで蛇紋岩地帯は終わり、その先は花崗岩地帯(「有明花崗岩」)に代わります。また、それと同時に高山植物の姿も少なめになります。
 そこからは風化気味の花崗岩地帯特有の、ザレの多い穏やかな登りが続き、唐松山荘手前のちょっとした痩せ尾根を乗り越えれば、主稜線に建つ唐松山荘に到着です。

 八方尾根に分布する蛇紋岩は、前の章で説明した「蓮華帯」の主要な構成岩石のひとつです。「地質図」によると、「蓮華帯」南部では、八方尾根以外に、遠見尾根の東部、岩たけ山、さらには白馬大雪渓の登山口でもある猿倉付近まで、南北に約8km、東西に最大3-4kmほどの広がりをもつ、大きな岩体として地表に現れています。
 なお「蓮華帯」の北部では、蛇紋岩の分布は網目状で、他の地層、岩石とともに、いわゆる「蛇紋岩メランジュ」を作っています。
(4) 蛇紋岩およびカンラン岩について
 蛇紋岩は、岩石の分類上は「超苦鉄質岩類」というくくりに入ります。“超苦鉄“とは英語の”Ultra-Mafic” をそのまま訳したもののようで、意味が分かりにくいですね。
 ここで“苦”とはマグネシウム(Mg)を、“鉄”は字の通り鉄(Fe)を意味しますが、ようは他の岩石類に比べて、マグネシウムと鉄が非常に多い岩石、という意味です。注2)、注3)、注4)
 
 蛇紋岩はもともと、カンラン岩という岩石が、水と反応して変化した岩石です(注4)。
蛇紋岩とカンラン岩とは、見た目も区別がつきにくく、また中間的性質の岩もあります。八方尾根の蛇紋岩類も、一部は新鮮なカンラン岩を含みますが、ほとんどが蛇紋岩化しています(文献1)。

 では元となった「カンラン岩」とはナニモノか?というと、実は、地表付近でできた岩石ではなく、地中深く、「地殻」の下にある「マントル」を構成している岩石と考えられています(注5)。

 日本列島の場合、地殻とマントルとの境界(モホ面)は、だいたい、地下30-40kmあたりです。ということは、少なくとも地下30km(=約3万m)ものところから地表に上昇してきたことになります。かつ、日本列島の地殻(大陸型地殻)の中〜下部を構成している(と考えられている)花崗岩に比べ、カンラン岩は密度が高く(=簡単に言うと、花崗岩よりも重たい)、かってに上昇するというわけでもありません。(注6)

 超苦鉄質岩類を地上に上昇させるメカニズムは、あまり明解にはなっていないようですが、2つの因子が影響していると考えられています。

 一つ目の因子は、カンラン岩が水(H2O)と反応して蛇紋岩に変化すると、約2割密度が低下し、軽くなります(文献2)。そのために蛇紋岩は上昇しやすくなると考えられています。

 二つ目の因子は、蛇紋岩の表面の性質です。実際、新鮮な蛇紋岩の表面はわりとすべすべ、つるつるしています(八方尾根の蛇紋岩もつるつるしていて転びやすい)。
 他の岩石との摩擦抵抗が少ないことも測定されています。そのために他の地層、岩石の間を摩擦抵抗が少なく、するするっと上昇してきやすいと考えられています。(文献2、3、5、10)
(5)蛇紋岩の多い山は?
 日本列島の中でも、超苦鉄質岩類(だいたいが蛇紋岩)が地表に出てきている場所はかなり限られています。主な場所を挙げると、以下のような場所(山)です。
 なかでも(1)、(3)、(4)、(5)、(8)は、固有種を含む高山植物が多いことで有名です。

(1) アポイ山(北海道、日高山脈南部)※
(2) トッタベツ山(北海道、日高山脈中部)
(3) 夕張岳(北海道、夕張山地)※
(4) 早池峰山(岩手県、北上山地)※
(5) 至仏山 (尾瀬)※
(6) 蓮華帯(北アルプス 北東部、特に八方尾根、遠見尾根)※
(7) 飛騨外縁帯 (岐阜県北部から福井県東部に点在)
(8) 東赤石山 (愛媛県、石鎚山地東部)※
(9) 黒瀬川(構造)帯 (主に高知県の中部に、東西に点在)※ 
 
  ※印は「花の百名山」、「新・花の百名山」あるいは、その山を含むゾーン
    (6)ゾーンでは白馬岳が「花の百名山」。
    (9)ゾーンには、横倉山という「花の百名山」がある
更に詳しいことを知りたい方へ (以下、補足説明の項)
 本章に関連する岩石、鉱物などで、地質学的にやや専門的なことは、本文にだらだらと書くと読みづらいので、以下に補足説明します。
 なお、本文に付けた 注1)〜 注6)が、補足説明1)〜6)に、それぞれ対応しています。
補足説明1)超苦鉄質岩類と植物の生育に関して
 八方尾根のように、蛇紋岩やカンラン岩といった超苦鉄質岩類が地表に出ている場所では、高木が育ちにくく、逆に、その場所への適応能力がある高山植物が沢山咲いている、ということが良くありますし、高山植物のメッカとなることで、登山界でも良く知られています。

 その理由について、一般的な書物(山や地質関係の本)やネット上のサイトでは、「超苦鉄質岩類には鉄やマグネシウムが多いので、植物の生育に悪影響を及ぼす」などと、さらっと書いてあるだけです。

 植物学のほうでは、これに関する研究は多少されており、以下のような仮説が提案されているようです(文献11、12)。
   (仮説1,2,3は、(文献11)によるが、原著は未確認)


仮説1)ニッケル原因説
 蛇紋岩から土壌へ供給される高い濃度のニッケルによって、植物の根の細胞分裂が阻害されたり、ニッケルが葉内に吸収されてクロロフィル濃度の低下により光合成能力が低がったりする。
 (Gabbrielli et al., 1990;Yang et al. 1996)

仮説2)マグネシウム原因説
 蛇紋岩から土壌へ供給される高い濃度のマグネシウムによって、植物体内のCa/Mg 比が低下し、植物体内のMgがCaと置き換わり、細胞壁や細胞膜の機能が低下する。
 (Gabbrielli and Pandolfini 1984; Marschner 1995)

仮説3)必須養分不足説
 蛇紋岩土壌では、植物の生育に不可欠なリンや窒素といった栄養元素が乏しく、生育は抑制される。
 (Nagy and Proctor, 1997)、

仮説4)ニッケル、マグネシウム両因説
 蛇紋岩土壌中の高いニッケル(イオン)濃度、マグネシウム(イオン)濃度がともに、植物の生長を阻害している。(文献12)
補足説明2) カンラン岩(岩石)、カンラン石(鉱物)について
1)カンラン岩(岩石)とは、
「カンラン石」という鉱物を主成分とする(※)岩石を言います。その他の鉱物としては輝石類を含みます(文献2,3,4)。
   ※  文献4)によると、カンラン石含有量が50質量%以上、という定義のようです。
 カンラン岩中の鉱物成分、比率によって、さらにいくつかの岩石名に細分化されます。
  (例;ダナイト、ハルツバージャイト、レーズロライト、ウエールライト)
                                  (文献4)
  
2)「カンラン石」(鉱物)とは、
 次の一般的な化学組成; “ (Mg,Fe)2 SiO4 “ で表される鉱物です。
   (Mg2SiO2 と Fe2SiO4 との間の連続的固溶体)。
 英語名は “Olivine”(オリビン)と言い、オリーブ色をしていることから
 その名がついています。(文献2、5)
補足説明3)「超苦鉄質岩類」という用語について
「超苦鉄質岩類」は、以前は「超塩基性岩類」と呼ばれていました。
これは、岩石中のシリカ(SiO2)分が多いものを酸性岩、少ないものを塩基性岩、中間的なもの中性岩と呼んでいた岩石分類法の名残りです。

「酸性」、「塩基性」といっても、化学の分野で使われる「酸性」、「塩基性(アルカリ性)」とは意味が全く違い、誤解が生じやすいため、最近ではあまり使われません。

 (参考)昔と今の岩石の分類名の違い
     酸性岩 −> 珪長質岩
     塩基性岩 −> 苦鉄質岩
     超塩基性岩 −> 超苦鉄質岩
補足説明4)カンラン岩が蛇紋岩になる変成過程(化学反応)について
 カンラン岩は、(地中深くにある)水と反応することで、蛇紋岩へと変化します。

 その変成過程としては、カンラン岩中の主要鉱物である「カンラン石」が水(H2O)と反応し、「蛇紋石」(化学組成;Mg2SiO5(OH)4)という鉱物に変化します。
 「蛇紋石」という鉱物を含む岩石が、「蛇紋岩」ということになります。
      (文献2、3、4、5、6、7、9)。


 反応式は、「カンラン石」自体にサブタイプがあるので、少し複雑です。

 ・(文献5)の記載に基づく、一般的な化学反応式

    (Mg,Fe)2 SiO4 (カンラン石) + H2O
            → Mg3Si2O5(OH)4 (蛇紋石)
              + Fe3O4   (磁鉄鉱)

  ・(文献5、9)による化学反応式(一例)
    (Feを含まない「マグネシウム系カンラン石」での反応式)

    2 Mg2SiO4(苦土カンラン石)+3 H2O 
        → Mg3Si2O5(OH)4 (蛇紋石) 
             +Mg(OH)2 


 元となる「カンラン岩」自体、組成的にサブタイプがあることと、水との反応経路が複数あるようで、その反応物である「蛇紋岩」中には、いろいろな化学組成の鉱物が含まれます。
 蛇紋岩中の鉱物はこのように、明確に規定しにくいため、まとめて「蛇紋石族粘土鉱物」とも呼ばれます(文献2)。
補足説明5) マントルを構成する岩石について
 地球の中は、大きく分けると、表面から順に、「地殻」、「マントル」、「核」の3層に分けられます。
 このうち中間層であるマントル層は、厚さが約2900kmあり、体積的には地球のかなりの部分を占めます(ちなみに地球の半径は、約6400km)。

 マントルを構成している岩石は、直接手に取ってみることができませんが、各種研究データをもとに、「地殻」との境界面(モホ面;地表から約10-40km)から下のマントル層のうち、地表から約660kmまでの部分(「上部マントル」と言う)は、カンラン岩およびその高圧変成相の岩石だと考えられています(文献8)。
補足説明6)各岩石のおおよその密度
   ・花崗岩(大陸性地殻を構成する主要岩石) ;2.5〜2.8 g/cm^3
   ・玄武岩(海洋性地殻の上部を構成する岩石);2.8〜3.1 g/cm^3
   ・カンラン岩(上部マントルを構成する岩石);3.3〜3.5 g/cm^3
   ・蛇紋岩(カンラン岩が変化してできた岩石);約2.6  g/cm^3

 ※ 「岩石」とは通常、各種鉱物の混合体なので、組成が一義的に決まっておらず、
   そのために、密度にも幅がある。

   なお、蛇紋岩以外のデータは(文献10)による。
(参考文献)
文献1) 地域地質研究報告 金沢(10)25号、NJ-535-4
    「白馬岳地域の地質」 
      中野、竹内、吉川、長森、刈谷、奥村、田口 著、
     (独立行政法人) 産業技術総合研究所 地質調査総合センター 刊(2002)

  https://www.gsj.jp/data/50KGM/PDF/GSJ_MAP_G050_10025_2002_D.pdf

文献2)「薄片でよくわかる岩石図鑑」 チームG 編、誠文堂新光社刊(2014)

文献3)「観察を楽しむ、特徴が解る 岩石図鑑」 西村著、ナツメ社 刊(2020)
  
文献4)ウイキペディア 「かんらん岩」の項 、2020/8 閲覧
 https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%81%8B%E3%82%93%E3%82%89%E3%82%93%E5%B2%A9

文献5)ウイキペディア 「かんらん石」の項、2020/8 閲覧

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AB%E3%83%B3%E3%83%A9%E3%83%B3%E7%9F%B3

文献6)ウイキペディア 「蛇紋岩」の項、2020/8 閲覧

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%9B%87%E7%B4%8B%E5%B2%A9

文献7)ウイキペディア 「蛇紋石」の項、2020/8 閲覧

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%9B%87%E7%B4%8B%E7%9F%B3

文献8)ウイキペディア 「マントル」の項、2020/8 閲覧 
 https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9E%E3%83%B3%E3%83%88%E3%83%AB

文献9) 平内、片山「蛇紋岩の力学的性質とそのテクトニックな意義」
       地学雑誌、第124巻、 p371-396 (2015)
 https://www.jstage.jst.go.jp/article/jgeography/124/3/124_124.371/_pdf

文献10) 「岩石鉱物詳細図鑑」ホームページのうち、「花崗岩」の項

  https://planet-scope.info/rocks/granite.html

文献11) 「岩石鉱物詳細図鑑」ホームページのうち、「蛇紋岩」の項

  https://planet-scope.info/rocks/serpentinite.html

文献12) 波多野、増沢 「白馬山系蛇紋岩地の土壌特性と高山植物群落」
      日本生態学会誌 第58巻 、p199-204 (2008)   

 https://www.jstage.jst.go.jp/article/seitai/58/3/58_KJ00005106553/_pdf
「蓮華帯」南部(後立山連峰中央部)の地質図
〇蓮華帯の構成要素
・青紫色;蛇紋岩(超苦鉄質岩類)
・薄い青緑色(図の下部);ペルム紀付加体
〇その他の部分
・薄いピンク;「有明花崗岩」(白亜紀)
・朱色;「黒部川花崗岩」(第四紀)
・はだ色;「爺が岳火山」噴出物(第四紀)
唐松岳、八方尾根、五竜岳付近の地質図
・青紫色;蛇紋岩(超苦鉄質岩類)
・薄いピンク;「有明花崗岩」(白亜紀)
・朱色;「黒部川花崗岩」(第四紀)
・はだ色;「爺が岳火山」噴出物(第四紀)
五竜岳ー唐松岳の稜線
唐松山荘より撮影、遠方が五竜岳
2つの山の間は、小ピークはあるが、全体にゆるくたるんだ稜線となっている。

( 5月GW期、筆者撮影)
牛首の岩場
縦走路の中でほぼ唯一の岩場、唐松山荘のすぐ南側。「黒部川花崗岩」からなる。

(筆者撮影)
唐松岳山頂部
なだらかな稜線で、花崗岩質の白いザクが多い感じが見て取れる (風化の進んだ「有明花崗岩」)

(筆者撮影)
八方尾根中腹(リフト終点)
麓からゴンドラとリフトを乗り継ぐと、八方池山荘(赤い屋根の家)がある場所が登山口になる。

手前の地面の色が少し赤色を帯びた土色なのが、蛇紋岩地帯特有の色

(筆者撮影)
八方尾根の蛇紋岩地帯を歩く
登山道にそってゴロゴロしている赤茶色っぽい岩が、蛇紋岩。

標高1900mあたりだが、蛇紋岩地帯なので、高木が生えておらず、高山植物の草原となっている。

(筆者撮影)
八方尾根のお花畑
これはニッコウキスゲとシモツケソウだと思うが、他にも高山植物の種類が多い

(筆者撮影)
「下の樺」付近
残雪期の写真なので地面が写っていないが、この近辺だけ、写真にあるようにダケカンバの林となっている。この付近が蛇紋岩地帯から花崗岩地帯への境界部。

(筆者撮影)
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