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更新日:2020年08月22日 訪問者数:243
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日本の山々の地質;第2部 北アルプス、2−23章(1) 白馬岳とその周辺(1) ―地層的な特徴―
bergheil
(1)はじめに
 白馬岳は、北アルプスの中でも人気の高い名峰です。夏でも涼しい大雪渓歩き、雪渓周辺や山稜部に広がるお花畑、稜線部には設備の整った2つの大きな山小屋、と魅力ある山なのは、いまさら述べる必要がないほどです。

 白馬岳に関しては、説明したいことが多いので、以下の3章に分けて説明します。

 2−23章(1) 地質的特徴
 2−23章(2) 地形的特徴
 2−23章(3) 白馬大池火山
(2)白馬岳付近の地質概要
 白馬岳を含む白馬三山(杓子岳、白馬鑓ヶ岳)や、小蓮華岳、大雪渓周辺の地質は、「地質図」によると、大きく分けて4つの地質群が分布しています。

 それぞれの地質の詳細は、以降の節で説明します。

 a) 「白馬岳層」(ペルム紀 海成堆積層)
 b) デイサイト〜流紋岩質 火山岩類
    (新第三紀 中新世初期)
 c) 結晶片岩類(「蓮華変成岩」、高圧変成岩、石炭紀〜ペルム紀に変成)
 d) 蛇紋岩(超苦鉄質岩類、マントル由来岩石)

 そのほかに、白馬大池付近には白馬大池火山の噴出物が分布していますが、これは後の章で説明します。
 
(3)「白馬岳層」について
 「白馬岳層」とは、白馬岳を中心に、南北15km程度、東西 8km程度の広さで分布している堆積岩層です。
 登山ルートで言えば、白馬岳頂上付近、天狗の頭付近、大雪渓の下部周辺などに分布しています。また、少し離れますが、より北側の雪倉岳、朝日岳付近にも広がっています。

  地質学の専門書である(文献1)には、「白馬岳層」に関する解説がありませんでしたが、(文献2)によると、かなり詳しい調査がなされていますので、以下、(文献2)の内容を元に説明します。

 「白馬岳層」の概略としては、凝灰岩、凝灰角礫岩、泥岩(頁岩)で出来た成層構造(地質学用語としては、「整然層」あるいは「正常堆積層」と呼ぶ)を持った堆積岩層です。
 目視可能サイズの化石はほとんど含まれないようですが、微化石(放散虫)の分析から、ペルム紀(約2.5-2.0億年前)に堆積した地層だと判明しています。また凝灰岩類が多いことから、火山群の周辺の浅い海で堆積した地層だと考えられています。

 実はこのような成層構造(地層群の下ほど古い時代の地層で、地層群の上ほど新しい時代の地層、 であるような構造)を持つ堆積岩の地質は、日本列島では以外と少数派です。多数派は、海洋プレートの沈み込み活動に伴ってできる「付加体」型の地質です。
 付加体型の堆積岩層は、きれいな成層構造を持たず、ぐにゃぐにゃに褶曲し、また多数の断層(スラスト)で切り刻まれています。さらに特徴的なのは、(最初にできた時点では)構造上の下位ほど新しい時代の地層である、という点です。

 日本列島では中国地方にも、2つのペルム紀の堆積岩帯があり、それぞれ「秋吉帯」、「超丹波帯」と言う名前がついています。いずれも付加体型の堆積岩層です。
 「白馬岳層」が付加体型ではないということは、上記の中国地方に分布する付加体型地層ができた場所とは、かなり違った場所、地質学的環境で形成されたものと考えられます。
(4)火山岩類(新第三紀)について
 主に、新第三紀の中新世(23〜5Ma)初期に、より古い白馬岳層を貫いて噴出した火山岩類です。「地質図」では、形成年代(噴出年代)は、漸新世〜中新世 と書かれていますが、(文献4)によると、鑓ヶ岳頂上部からサンプリングした岩石の分析(K-Ar法)により、約22Maという中新世初期の年代の値が得られてます。

  また地質的には「地質図」によると、デイサイト〜流紋岩質(性質;シリカ分が多め、白っぽい色)となっています。文献4)では「珪長岩」という岩質名称になっています。

  日本列島がアジア大陸から分離する事件(日本海拡大イベント:約20〜15Ma)より少し前なので、アジア大陸に沿って現在の日本列島が位置していたころの火山活動のものだと思われます。

 この岩石類が分布するのは、「地質図」によると、白馬鑓ヶ岳、杓子岳、白馬大雪渓の中間部、そして白馬岳から小蓮華岳との稜線の途中にも分布しています。

 (文献4)によると、この火山岩類は 「多くの場合、“節理”が発達しており、(そのために)崩れやすい」との記載があります。
  白馬鑓ヶ岳、杓子岳の東面は、氷河期の氷河や現生の積雪、雪崩によって浸食が進み、「非対称山稜」の典型となっていますが、これはこの火山岩類の、「節理(ヒビ)が多いため崩れやすい」、という性質も影響しているものと思われます。


     注) “ Ma ” は、「百万年前」を意味する単位 
 
(5)「蓮華変成岩」について
 白馬大雪渓のある谷の南側、小日向山という山とその周辺に、「蓮華変成岩」体および蛇紋岩体が分布しています。鑓温泉から猿倉登山口へと続く登山道の近くです。

 「蓮華変成岩」は、この連載で言うところの「蓮華帯」ゾーンの北部(青海地区)にも断片状に分布しており、むしろその地区での研究が多数行われています(文献1、文献3)。

 「蓮華変成岩」はかなり詳しく研究されています。
 この白馬岳付近の蓮華変成岩(結晶片岩類)としては、泥質片岩が主で、苦鉄質片岩も含まれています。なお、この地区での蓮華変成岩の形成年代測定は行われていません(文献4)。

 (文献1)によると、「蓮華帯」青海地区に分布する「蓮華変成岩」の詳細な解析がなされており、変成作用を受ける前の源岩は、砂岩、泥岩を中心とし、玄武岩、チャートを若干含む、とされています。また変成年代は 約340〜280Maと推定されており、地質時代的には古生代の、石炭紀(約360〜300Ma)からペルム紀(約300〜250Ma)前半に相当します。
 ということは源岩ができたのは、さらにその前ということになり、日本列島の変成岩としてはかなり古い部類になります。

 「蓮華変成岩」は、岩石の種類としては結晶片岩です。これは高圧型変成岩の一種であり、その変成相(エクロジャイト相を含む)の分析によると(文献1)、最深で、圧力=約1.8GPa以上(=地下約60kmに相当? (注))という、かなり地下深いところで出来た岩石です。

   注)地圧と深さとの関係は、大陸型地殻の平均岩石比重を3.0と仮定し、
      (地圧)0.3GPa=(深さ)約10km
     として計算した。
 
 日本列島での代表的な結晶片岩地帯は、西南日本外帯に分布する「三波川(結晶片岩)帯」です。これは付加体が海洋プレートの沈み込みに伴われて地下深くまで引きずり込まれて変成作用を受けたのち、なんらかのメカニズムで地表に現れている、と考えられています。
 それと同じように考えると、この「蓮華変成岩」は、古生代中期〜後期の、海洋プレート沈み込み帯に伴って形成されたものと考えられます。推定される源岩の構成(砂岩、泥岩、玄武岩、チャート)から見ても、元は付加体型の地質だと考えられます。
  文献3)においても、「蓮華変成岩類と超苦鉄質岩からなる蓮華帯は、古生代に、東アジアの大陸縁辺部の沈み込み帯で形成された、とされている」との考え方が示されています。

  前記の「白馬岳層」は、ペルム紀の“非”付加体型堆積岩でしたが、「蓮華変成岩」は、白馬岳層ができる前の時代、海洋プレート沈み込み帯において、最初は付加体として形成され、その後、プレート沈み込みによって地下深くで変成し、その後なんらかのメカニズムで地表まで上昇してきた地層ということになります(文献3)。

 なお「蓮華変成岩」に関連する事項として、「蓮華変成岩」の西方延長について、説明します。
 (日本の)中国地方から九州北部にかけて、かつて「三郡変成帯」と呼ばれていた結晶片岩を主体とする高圧型変成岩の地帯が知られています。
 最近は「三郡変成帯」の岩石の変成時代に、場所によって違いがあることが判明し、約2億年前に変成作用を受けたゾーンを新たに「周防帯」(山口県南部、大分県北部、福岡県南部)と呼びますが、約3億年前ごろ(約330-280Ma)に変成作用を受けたゾーン(鳥取県、島根県、岡山県北部、山口県北部、福岡県北部)を、蓮華変成岩と同じ岩石と考え、「蓮華帯」と呼ぶことが増えてきているようです(文献5)。
(なお、文献によっては、その中国地方北部から九州北部にかけての変成岩ゾーンを、「長門―蓮華帯」や「飛騨外縁帯」と呼ぶ場合もあり、名称は統一されていない)
(6)蛇紋岩について
 上記の「結晶片岩」ブロックと隣接した形で、蛇紋岩体が分布しています。蛇紋岩については、本連載の2-20章で詳しすぎるほど説明しましたので、ここでは細かい説明は省きますが、マントル由来の岩石です。
   
 この蛇紋岩体は、前述の「蓮華変成岩」を地下深くから上昇させたメカニズムと密接に関連して、マントル最上層部(地下 約30-40km)から上昇してきたと考えられます。
 また文献2)での詳細な現地調査(補足説明1)によると、少なくとも白馬岳山頂近辺では、蛇紋岩層は「白馬岳層」の上に衝上断層によって、のし上げているようです。深さ数百m程度の浅海でできた「白馬岳層」の上に、深さ約30-40kmのマントル層からやってきた蛇紋岩層が乗っかっている、というのも、ある意味、不思議な気がします。
(7)白馬大雪渓ルート沿いの地質
 さてこんどは、登山道沿いにどういう地質があるかを、「地質図」記載の地質分布に基づき説明します。まずは白馬大雪渓ルート。

  まず、登山口である猿倉(標高;約1200m)の周辺は、沢の南側が蛇紋岩、北側は白馬岳層ですが、樹木が覆っていて、岩石の状態は見えずらいと思います。
 なお谷間は、氷河期の氷河堆積物のうえに、直近の上部からの崩落物が堆積しています。

 その先、白馬尻小屋(標高;約1550m)手前に地質境界があり、両側とも白馬層群になります。

 小屋からさらに進むと標高1750m当たりに、また地質境界があり、新第三紀 中新世頃の火山岩類(デイサイトー流紋岩質)に代わりますが、この辺りは夏の登山シーズンでは、ちょうど雪渓がでてくるあたりです。またこの当たりから杓子岳の険しい東面が見えてきますが、この杓子岳も同じ火山岩類でできています。

 標高2000m付近にまた地質境界があり、また「白馬層群」ゾーンとなります。夏場だとこの先あたりで雪渓が切れはじめ、斜面歩きになります。ざらざらしたガレの多い斜面で、そのまま急な源頭部を上がると、頂上小屋が立つ稜線になります。
  
(8)主稜線沿いの地質(天狗の頭ー白馬鑓ー白馬岳ー小蓮華山)
 次は主稜線沿いの地質を、稜線の南から北へと順に説明します。

 前章で説明した「不帰の険」を過ぎ、「天狗の大下り」の、花崗岩質のザクの多い急登を登ると、天狗の頭に到達します。ここには山小屋が建っています。

 不帰の険や「天狗の大下り」部分は、風化した「有明花崗岩」(白亜紀)でしたが、登り切ったあたりから「白馬岳層」(ペルム紀)に代わります。

 さらに北へ進むと白馬鑓ヶ岳の手前付近で、中新世頃の火山岩類(デイサイトー流紋岩質)に代わります。杓子岳(西側に巻き道あり)もこの火山岩類でできています。流紋岩質のため(シリカ分が多い)、白っぽい色のザクが多い登山道です。

 その先、村営頂上山荘手前のコル付近にまた地質境界があり、再び「白馬岳層」の地帯となり、村営頂上山荘のあたりで、白馬大雪渓からのルートと合流します。2つの山小屋、および白馬岳山頂部分は「白馬岳層」で覆われています。

 さらにその先は、三国境と言われる分岐の手前までが「白馬岳層」、三国境付近からは白馬鑓ヶ岳、杓子岳を形成しているものと同じ、中新世頃の火山岩類になります。

 さらに少し進むと、小蓮華山(標高:2766m)に至りますが、この付近はこれまで説明してきた各地質に比べると割と新しい、新第三紀 鮮新世(約3.4Ma)の花崗岩類(小蓮華山花崗閃緑岩)で出来ており、白馬大池の手前まで、その地質が続きます(文献4)。

(なお、白馬岳山頂周辺の地質詳細は、(補足説明1)の項に記載しました)。
(補足説明1)白馬岳山頂周辺における、「白馬岳層(群)」についての詳細
 文献2)に「白馬層岳(群)」に関する詳細な研究結果が述べられています。そのうち白馬岳山頂周辺の状況について、少し細かいですが、この項にて説明します。
 (文献2の、Fig.2 を元に記載)

 「白馬岳層」は、細かく分けると、下層(凝灰岩、凝灰角礫岩)、中層(砂岩、泥岩(頁岩))、上層(凝灰岩、凝灰角礫岩)の3つの層に分けられます。

 白馬岳山頂部は、「白馬岳層」のうち、中層に属する砂岩、泥岩(頁岩)で覆われています。その南側、村営頂上山荘のあるあたりから南側は、上層に属する凝灰岩、凝灰角礫岩で覆われています。白馬岳山頂の北側斜面は、下層に属する凝灰岩、凝灰角礫岩層で覆われています。

 稜線部のやや東側には小さい蛇紋岩体(約300mサイズ)があります。この蛇紋岩体は、衝上断層により、「白馬岳層」の上位に乗っかっていると考えられており、その後の浸食により、小さい残存岩体(クリッペ)となっています。

 稜線部の一部には、下層の凝灰岩層の中に、小さい玄武岩体(約200mサイズ)があります。玄武岩は白馬岳層の堆積過程の間に、地下から噴出したもので、一部は枕状溶岩の形状をしていることから、海底で噴出したものと考えられます。

 白馬岳山頂から少し西に離れて旭岳(標高;2867m)がありますが、そのさらに西側には、ハンレイ岩の岩体(約500mサイズ)があります。ハンレイ岩も玄武岩と同様に、地下深くから白馬岳層に貫入したものと考えられます。
 
(注;苦鉄質火成岩のうち、地表、海底上に噴出した火山岩が玄武岩となり、地中にて固まってしまった深成岩が、ハンレイ岩です)
  
 このように、白馬岳頂上付近だけを見ても、細かく見ると、けっこう複雑な地質構造を持っていますが、トータルで見ると、白馬岳層は、凝灰岩質の岩石類と砂岩、泥岩質の岩石類が浅海海底に堆積し、その中に火成岩である玄武岩、ハンレイ岩が混じっている、ということになります。さらにその上位に、蛇紋岩層が衝上断層により構造上の上位に位置して、現在は断片状(クリッペ)として分布しています。
(参考文献)
文献1)「日本地方地質誌 4 中部地方」 日本地質学会編 朝倉書店 刊
      (2006) のうち、各論・第2部 「飛騨外縁帯・秋吉帯」の項

文献2)竹内、野田、横田、大野、大場、河合、杉本、小嶋、丹羽
    「飛騨外縁帯 白馬岳地域のペルム系白馬層の層序および蛇紋岩との関係」
      地質学雑誌、第110巻、p715-730 (2004)

  https://www.jstage.jst.go.jp/article/geosoc/110/11/110_11_715/_pdf

文献3) 竹内、竹之内、常盤 「蓮華変成岩類と中生代陸成層」
   地質学雑誌、第121巻 p193-216 (2015)
    
  https://www.jstage.jst.go.jp/article/geosoc/121/7/121_2015.0018/_pdf

文献4)中野、竹内、吉川、長森、刈谷、奥村、田口
  地域地質研究報告 金沢(10)第25号 NJ-53-5-4
        「白馬岳地域の地質」
     (独)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5)「日本地方地質誌 6 中国地方」 日本地質学会編 朝倉書店 刊
     (2009)のうち、第4-4章 「蓮華帯」の項
白馬岳付近の地質図
・くすんだ水色;白馬岳層
  (ペルム紀、海成堆積岩)
・オレンジ色;デイサイト〜流紋岩質 火山岩
 (漸新世〜中新世)
・くすんだ緑色(右下);蓮華変成岩
   (結晶片岩)
・青紫色(右下);蛇紋岩(超苦鉄質岩類)
・朱色(上部中央);花崗岩(第四紀)
・薄いピンク色(左の線状分布);デイサイト〜流紋岩質 火山岩(ぺルム期)
・薄い黄色(中央右手);氷河堆積層(ごく最近)
村営山荘付近の稜線(白馬岳層)
この付近は白馬岳層(堆積岩層)。凝灰岩質の堆積層だが、寒冷作用による風化で、岩屑の多い斜面となっている。

(筆者撮影)
杓子岳東面の岩壁
大雪渓から撮影、杓子岳東面は、デイサイト〜流紋岩質の、白っぽい火山岩で出来ている。

(筆者撮影)
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この記録へのコメント

登録日: 2015/8/1
投稿数: 354
2020/8/23 11:00
 豊富な知識に敬服
bergheilさん、こんにちわ。
ものすごい豊富な知識にただただ敬服しております。
昨夏の栂池からの白馬岳ピストン時に、やたらと地質が変化するなと感じたことが、自分が地学の面白さに目覚めたきっかけです。
地質図で確認しますと、ピンク→くすんだ水色→ピンク→オレンジ→くすんだ水色を通過しています。これに乗鞍岳が加わります。

八方尾根に行ったことはありません。蛇紋岩も魅惑的ですので、来年以後に白馬付近(八方を含む)と爺が岳を再訪できればと思っています。
登録日: 2011/5/3
投稿数: 405
2020/8/23 13:24
 Re: 豊富な知識に敬服
fujikitaさん、コメントありがとうございます。

実は「豊富な知識」??の元は、すべてネット上の論文や専門書からの「借りものの知識」です(笑)。

私、本来は地学のど素人なんですが(大学時代も会社時代も”化学”が専門です)、いろいろ調べて得た知識を、単にまとめただけのものです。

地質学関係の論文の多くは日本語なので読みやすいし、論文のリファレンス(参考文献の項)に書かれている別の論文を、ネットで簡単に見つけて読むことができます。便利な時代になったもんだな、と思います。

あと、私、最近数年間、後立山連峰の山々に結構登っており、そのせいもあって、後立山連峰の各章は、ちょっと入れ込みすぎ?ぐらい、詳しく書いてしまいました。

爺が岳は火山後のカルデラ堆積層が直立している場所が稜線上にあるそうですし、八方尾根は花の名所でかつ、ゴンドラで労せずに登れるので、おもしろいですよ。おすすめです。



なお、fujikitaさんも読まれているようですが、小泉武栄先生の著作「日本の山ができるまで」をアマゾンで注文し、本日、手元に届きました。
田舎に住んでいるので、こういう本がすでに出ていることを知りませんでしたが、私が知りたかったこと、この連載で書いてきたことが、この本にすでに書いてあるようです。
じっくり読んだうえで、この連載の各章は、見直し、修正しようかと思っています。
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