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徳島県神山町は、徳島特産スダチの原産地とされる。町名に「神」が入り、一宮や古事記に登場する立岩神社が存在することから、神秘的な場所と筆者は感じる。古代の地形を想像すると、神山町の平野部は海に面し、現在の和歌山県下津地区の景観と似ているという。この類似性から、お菓子の神様・田道間守が訪れた「常世国」に神山町が似ている可能性を筆者は考察する。しかし、常世国とされる場所が海から見て東に位置するのに対し、神山町は西にあるため、この条件には合わないと筆者自身が否定している。神山町への訪問意欲を示しつつ、素人の考察であることを添えている。
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針谷宥氏の「高温・高圧のはなし」は、鉱物合成の歴史と地球科学の知識進展を解説する。古代からの錬金術やダイヤモンド合成の試みを紹介し、19世紀後半からの高温高圧実験技術の発展を辿る。特に、1950年代以降のベル研究所やGE社の貢献を強調し、人工ダイヤモンド合成成功が地球内部の物質や構造理解に繋がることを示す。さらに、地球内部の超高圧状態を再現する装置開発競争や、高温高圧下での鉱物合成が地球科学に革命をもたらしたと結論付ける。
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この記事は、「青い石」と呼ばれる緑色片岩が、どのようにして優れた肥料となるのかを地質学的な視点から解説しています。
海底火山で生まれた玄武岩は、プレート移動により日本列島へ移動し、陸のプレート下に沈み込みます。その過程で強い圧力と熱を受け、変成作用によって緑泥石を多く含む緑色片岩へと変化します。
緑色片岩は、もとの玄武岩由来のミネラルに加え、海水由来のミネラルも含み、さらに、その層状構造から容易に粉砕され、植物が吸収しやすい状態になります。また、粘土鉱物である緑泥石は腐植と相性が良く、理想的な土壌環境を作ります。
このように、地下深くで長い年月をかけて形成された緑色片岩は、栽培者にとって理想的な肥料と言えるでしょう。
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著者は、米の美味しさは水質、ひいては上流の岩石に含まれるかんらん石や緑泥石由来のマグネシウムとケイ酸に関係すると仮説を立て、摂津峡で緑の石探しを行った。芥川で緑泥石を含む緑色岩を発見した経験と、大歩危で緑色の岩石の種類の多様性を知ったことで、著者の岩石観察眼は向上していた。摂津峡では、一見緑色に見えない岩石にも接写で緑色の鉱物が含まれていることを確認。更に、周辺には濃い緑色の石が存在し、それらが水質に影響を与えていると推測した。これらの観察は、土壌形成や岩石の種類に関する過去の探求と関連づけられている。
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大歩危の礫岩に注目。礫岩とは様々な石が堆積し固まった岩石。写真の礫岩中には緑色の石が含まれており、これは礫岩形成以前に緑色岩が存在したことを示す。つまり、緑色の石の元の物質が堆積・変成し緑色岩となり、それが割れて再び堆積、礫岩の一部となった。このことから、緑色岩の形成は礫岩形成よりも古い時期に起こったと考えられる。大歩危では下流に行くほど緑色の岩が目立つため、緑色岩の形成と地域的な地質変化の関係も示唆される。
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緑泥石は、土壌形成において重要な役割を果たす粘土鉱物の一種です。風化作用により、火成岩や変成岩に含まれる一次鉱物が分解され、緑泥石などの二次鉱物が生成されます。緑泥石は、層状構造を持ち、その層間にカリウムやマグネシウムなどの塩基性陽イオンを保持する能力があります。これらの陽イオンは植物の栄養分となるため、緑泥石を含む土壌は肥沃です。
緑泥石の生成には、水と二酸化炭素の存在が不可欠です。水は一次鉱物の分解を促進し、二酸化炭素は水に溶けて炭酸を形成し、岩石の風化を加速させます。さらに、温度も緑泥石の生成に影響を与えます。
緑泥石は、土壌の物理的性質にも影響を与えます。層状構造により、土壌の保水性や通気性が向上し、植物の生育に適した環境が作られます。また、緑泥石は土壌の団粒構造を安定させる働きも持ち、土壌侵食の防止にも貢献します。
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枕状溶岩の隙間にはゼオライトが充填されていることが多い。海底火山で急速に冷え固まった玄武岩質の枕状溶岩は、扇状のブロックが積み重なるため空隙ができ、そこに熱水が入り込みゼオライトが生成される。緑色岩（主成分は緑泥石）に分類される枕状溶岩は、表面が白く見える部分があり、これがゼオライトの可能性がある。また、緑色岩周辺の黒くフカフカした土は、ベントナイト、ゼオライト、腐植の組み合わせで形成されたと推測される。著者は専門知識が増えることで視野が広がる一方、初心の発想力を失うジレンマを感じている。
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緑泥石は2:1:1型粘土鉱物で、風化によって層間に金属水酸化物イオン等を取り込んだ14Å中間体を形成する。14Å中間体はバーミキュライトと緑泥石の中間的性質を示し、クエン酸処理で層間物質を除去するとスメクタイト様の性質を示す。これは植物根から分泌される有機酸が緑泥石に作用し、スメクタイト様の粘土鉱物へと変化させる可能性を示唆する。つまり、CECの低い緑泥石が風化と植物の作用によってCECの高いスメクタイト様の性質を獲得する可能性がある。このことから、緑色岩露頭下に有機物豊富な黒土が形成される現象も説明できる。緑泥石の風化と植物による変化を理解することは土壌の理解を深める上で重要である。
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この記事では、緑泥石という粘土鉱物について解説しています。緑泥石はグリーンタフ（緑色凝灰岩）、緑色片岩、緑色岩などに見られる鉱物で、2:1:1型粘土鉱物に分類されます。一般的な2:1型粘土鉱物（スメクタイト、バーミキュライトなど）はCEC（陽イオン交換容量）が高い一方、緑泥石はCECが非常に低いのが特徴です。これは、2:1型構造の層間水があるべき場所に、緑泥石では八面体が挿入されているため、膨潤性が弱くCECも低いと説明されています。記事では粘土鉱物の基本構造（SiO四面体、Al八面体）や1:1型、2:1型構造についても触れ、緑泥石の構造を図解して分かりやすく解説しています。最後に、緑泥石の興味深い知見については次回に持ち越しとしています。
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鹿野(2018)は、グリーンタフの層序学的枠組みと関連する地質学的事象を概説している。グリーンタフは、日本列島の中新世前期の火山活動と密接に関連し、西南日本に広く分布する緑色に変質した火山砕屑岩である。その形成は、背弧海盆の拡大とそれに伴う火山活動、堆積作用、続成作用、変質作用によって特徴づけられる。グリーンタフの層序は、下位から上位に向かって、非変質火山岩類、モンモリロナイト粘土を含む層、緑色凝灰岩、そして珪藻質頁岩へと変化する。この層序は、海底火山活動から陸化への過程を示唆し、黒鉱鉱床の形成や熱水活動といった重要な地質学的事象と関連付けられる。また、グリーンタフ中の化石は当時の環境復元に貴重な情報を提供する。
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伊勢神宮は中央構造線の境に位置し、地質学的に興味深い場所にある。周辺の岩石は玄武岩の付加体と三波川変成帯から成り、どちらも鉄分を多く含む。鉄分豊富な岩石は緑や黒色を呈し、伊勢神宮の重要な場所の石にも緑色の石が多く使われている。これらの岩石は地磁気や雷の影響で磁気を帯びる可能性がある。最近、人間にも磁気を感じる第六感があるという研究結果が報告された。伊勢神宮の位置と緑色の石の使用は、古代人が地球のダイナミックな活動、特に磁気に何かを感じていた可能性を示唆している。
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筆者は、高槻の本山寺周辺で海底火山由来の枕状溶岩を探す中で、緑色に変質した溶岩を発見。これは粘土鉱物の採掘に繋がるのではと考察し、土壌運搬のヒントになると考えた。次に、スランプボールと呼ばれる露頭箇所を目指し、川久保渓流の支流で傾斜した地層を確認。これは海底地すべりによって砂岩が泥の中に混じるスランプ構造であることを文献で確認した。しかし、砂岩の形状に関する記述の理解には至らず、今後の経験値蓄積と再調査を決意。付随して、衝上断層の判別方法が分からなかったことも記している。
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高槻の本山寺周辺の枕状溶岩観察の後、川久保渓谷の緑色岩エリアを訪れた筆者は、白っぽい岩に緑色の斑点がある緑色岩を発見する。崩れ落ちた岩片は表面が薄い緑色で、これは緑泥石によるものだと推測される。この緑色岩を注視した筆者は、破砕すれば鉱物系の肥料として利用できる可能性を感じ、客土用の土として緑色岩が有効なのではないかと考察する。
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高槻の本山寺周辺で枕状溶岩を含む緑色岩の露頭を観察した。南側の砂岩頁岩互層から北上し、断層と思われる境を越えると緑色の露頭が現れた。風化部分は赤や黒色が混じり、黒ボク土のような黒い土も確認できた。地質図によれば、この地域は1億6000万年前の付加体で、緑色岩は玄武岩質。枕状溶岩であることから海底火山由来と考えられ、黒ボク土の元となった火山活動は3億年前ほど前と推定される。古代の火山活動が生んだ土壌が現代の農業に利用されていることを実感した。
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中央構造線を学びに行った際、温泉に関する書籍から「有馬-高槻断層帯」を知り、高槻の地質、特に丹波帯への興味が湧いた。調査する中で、京都教育大学の論文が高槻市本山寺周辺に「枕状溶岩」の露頭があることを示唆。枕状溶岩が海底火山の玄武岩溶岩が冷え固まってできることを確認し、その実物を求めて本山寺への探索を決意した。
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四国徳島で見られる緑色の石は、三波川変成帯に由来する。これは、かつてユーラシア大陸端に存在した日本列島に、海のプレートが沈み込む際に玄武岩質の岩体が潜り込み、高圧で変成、隆起したものだ。同様のメカニズムで秩父帯、四万十帯も形成され、日本列島の大陸からの分離後も、これらの地質帯は関東から九州へ横断して存在する。徳島の土壌の豊かさも、玄武岩質変成岩由来の粘土鉱物の豊富さに起因する可能性がある。地体構造を理解することで、地質図の「付加体」のブラックボックスが解消される。
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約1億年前、ユーラシア大陸の端に位置していた日本列島で、ユーラシアプレートと太平洋プレートの衝突により中央構造線が形成された。太平洋プレートは玄武岩、石灰岩、チャートを大陸側に運び、これらが変成・堆積して三波川帯、秩父帯、四万十帯を形成した。中央構造線は、付加体が大陸プレートに載り隆起することで右下方向に伸びている。 その後、日本列島は大陸から分離し、更に後にフォッサマグナが形成された。中央構造線周辺の地形は、過去の地殻変動を知る上で重要な手がかりとなっている。
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大鹿村で中央構造線の露頭を観察し、ユーラシアプレートとフィリピン プレートの境界を目の当たりにした。内帯（北側）は花崗岩の破砕岩、外帯（南側）は緑色岩（付加体）の破砕岩で、全く異なる地質だった。大鹿村では中央構造線は西南日本内帯と西南日本外帯を分ける。糸魚川-静岡構造線と中央構造線の関係、伊豆半島の影響についても触れ、過去のフォッサマグナや城ヶ島の地質に関する考察の誤りを訂正した。フォッサマグナの付加体と岐阜の最古の石は形成時期が異なるため、関連性がないことがわかった。今回の観察は、徳島県吉野川市で見た緑色岩の理解にも役立った。