２．大野沢中流部の調査から
大野沢のイオドメ滝から第７沢合流点付近までと、大野沢林道入口～第６沢の地質は、第２章「鍵掛沢断層群」で説明してありますのて、内容を絞ります。下流から見ていきます。【下図参照】
「イオドメ滝」は、乙女ノ滝などに匹敵する大きな滝です。
平成６年７月９日調査では、天然の「ロックフィル・ダム」の淵の上流は粗粒砂岩層や礫岩層で、珪質細粒砂岩層も挟まっていました。Ｎ８５°Ｗ・６０°Ｎの走向・傾斜で、川の流れに従っていました。(滝の途中で推定した測定値よりは、確かなようです。)
ここから、第６沢との合流点までが、砂岩や礫岩の粗粒岩層からなる上部瀬林層が分布しています。
北から流入する小さな沢との合流点付近に、塊状の珪質細粒砂岩層があり、前後の粗粒岩の岩相とは少し異なりました。
次の沢との合流点、標高１０４０ｍ付近には、礫岩と粗粒砂岩を造瀑層とする三段の滝があります。下流側から、落差２.０ｍ・１.５ｍ・１.０ｍと続き、落差の合計４．５ｍと大きいですが、傾斜しているので、イオドメ滝より見劣りします。
標高１０５０ｍ・第６沢との合流点から、閃緑岩礫を含む礫岩層を確認しました。沢に入った地点(８～２５ｍ)で、細粒砂岩層との挟みで、ＥＷ・８５°Ｎでした。本流では同様な露頭がありませんでしたが、この辺りまでが、上部瀬林層だと考えました。そして、この東側に、「大野沢断層」を推定しました。
再び、本流に戻ります。沢の標高１０５５ｍ付近で、黒色頁岩層、標高１０５７ｍ付近で、黒色頁岩と黒色細粒砂岩の互層(Ｎ６０°Ｅ・６２°Ｎ)が見られました。ここからは、石堂層と考えました。
第７沢との合流点から、第７沢を登り、大野沢林道に出ました。露頭幅２ｍの礫岩層、その上流に黒色頁岩と黒色細粒砂岩の互層「ＥＷ・６０°Ｎ」、さらに同質の互層、灰色中粒砂岩層でした。この日の調査は、これで終了でした。
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同じ年(平成６年)の８月７日に、大野沢本流調査の続きを行ないました。
本流と第７沢の合流点の少し南側に、高さ８～１０ｍ・幅１２ｍの崖があります。砂泥ほぼ同比率で、黒色頁岩層(８～２０ｃｍ)と暗灰色中粒砂岩層(２～２０ｃｍ)の互層が見られ、走向・傾斜は、「Ｎ２０～４０°Ｅ・３０～４０°ＮＷ」でした。(図では、走向３０°と傾斜４０°を採用してあります。)
沢が大きく蛇行する部分で、いくぶん砂の多い砂泥互層「Ｎ８０°Ｅ・５０°Ｎ」が見られ、蛇行部の奥の互層で、「Ｎ８０°Ｅ・６０°Ｎ」でした。
次の川の蛇行部で、走向・傾斜に変化が現れました。「Ｎ８０°Ｗ・北落ち～垂直」から、「Ｎ７０°Ｗ・７０°Ｓ」・「Ｎ８４°Ｅ・５０°Ｓ」と、変わりました。砂泥互層の岩相は同じですが、他の沢の情報も含め、この辺りに境があると考え、「鍵掛沢断層」を推定しました。石堂層と三山層の境です。
但し、傾斜に関しては、標高１０６６ｍ付近の黒色頁岩層で「Ｎ６０°Ｗ・７０°Ｎ」と、再び北落ちに変わりました。その５０ｍ上流では、泥優勢な黒色頁岩と中粒砂岩の互層が見られました。
「１１７３東沢」との合流点(標高１０７５ｍ付近)の下流４０ｍで、泥優勢な砂泥互層から、「ストライプ層準」が現れました。三山層に特徴的に現れる岩相で、黒色頁岩と白色～灰色細粒砂岩の互層が、縞模様に見えます。「Ｎ８０°Ｗ・７０°Ｎ」という走向・傾斜ですが、これらを良く観察すると、地層の傾斜とは逆に、上下が逆転していることがわかることがあります。ここの露頭では、それは確認できませんでした。
三山層の分布は、上流部へと続きますが、大野沢の中流部とした定義は、「イオドメ滝」から「１１７３東沢」までなので、ここで項を改めます。
３．大野沢上流部の調査から
本流と「１１７３東沢」との合流点から、１５ｍほど上流の右岸側(沢状地形)から水が滲み出していました。この辺りから人工的な石積みに沿って、ストライプ層準が、黒色頁岩(層厚１０～１５ｃｍ)と灰白色細粒砂岩(５～１５ｃｍ)の互層の中に見られました。
南東から流入する小さな沢との合流点の下流５ｍ地点で、砂泥互層が見られました。
標高１０８５ｍ付近に、大野沢本流と大野沢林道が交差する地点(橋)があり、これより上流では、泥優勢の黒色頁岩と黒色細粒砂岩の互層「Ｎ８０°Ｗ・７０°Ｎ」が見られました。
すぐ上流には、露頭幅１８ｍの滑滝があり、典型的なストライプ層準が見られました。黒色頁岩層(１０～５０ｃｍ)と灰色細粒砂岩層(２～１０ｃｍ)が互層し、いくぶん泥優勢です。この互層の一部に、走向・傾斜は、「Ｎ５０°Ｗ・７０°ＮＥ」という値で、北東傾斜でしたが、【フレーム現象】と呼ばれる【下図】のようなが露頭が見られました。
傾斜とは逆の層序であることがわかります。『やや固まった砂岩層の上に、泥が静かに運ばれてきました。続いて同様な堆積過程で、砂層、泥層の順に堆積しました。そして泥と泥に挟まれた砂の単層が十分に固まらない内に、振動や周囲からの圧力を受けました。すると単層内でできた亀裂に沿って、黒色の泥が砂層を破り、上に向かって吹き出しました。』という堆積に関するストーリーが推定できます。
そこで、北傾斜の地層で、北側が上位に見えますが、説明図のように、固まっていた砂岩層が下位で、地層が逆転していることがわかります。この事実から、都沢で見られた「向斜軸面が著しく南側に傾いた向斜構造」は、大野沢へも延長していることが確認できました。
図の「露頭の無い沢」との合流点～次の合流点(推定標高１０８９～１０９３ｍ付近)は、地層の境目に沿って沢水が流れるという連続露頭が見られました。右岸側は、黒色頁岩と細粒砂岩の互層で、左岸側は、塊状な暗灰色中粒砂岩層です。走向・傾斜「Ｎ６０°Ｗ・６０～７０°ＮＥ」の値を示す境目を、沢水が勢いよく流れていました。
北から流入する沢は滑滝状になって合流し、塊状の明灰色中粒砂岩層です。方解石脈(calcite vain)が入っていました。さらに上流部へ標高１２００ｍまで詰めましたが、露頭はなく、転石で［①下部瀬林層と思われる粗粒砂岩塊、②閃緑岩塊］を見つけただけでした。(内山層の気配は無し。)この転石情報から、内山層は、この沢の水系より、さらに上流部であることが推定できました。
再び、本流に戻りました。泥優勢な互層(Ｎ７０°Ｗ・７５°Ｎ)、塊状の明灰色中粒砂岩層と続きました。北から流入する沢の合流点(標高１００８ｍ付近)で、ストライプ層準が見られました。「Ｎ８０°Ｗ・７０°Ｎ」と急傾斜の北落ちです。しかし、縞模様となる薄い砂泥互層の砂の葉理面に注目すると、片面が平坦(flat)なのに対して、一方が、泥の葉理で切られて楔状になっていました。非常に細かな層の観察ですが、実際の傾きとは逆の層序でした。(第１章・「ラミナが教えてくれたこと」参照)
また、【下図】のような露頭を見つけました。
北落ち傾斜の互層の一部なので、細粒砂岩層より黒色頁岩層の方が、見かけ上は上位です。重要なのは、間にある粘板岩の岩片の解釈です。これが、地層の上下判定の鍵を握ります。粘板岩岩片は、泥に浮いているのか、泥をかぶっているのかの解釈です。
岩片の短径が垂直に堆積している情報から、弱い水流による分級作用があって、後から砂粒子と共に運ばれてきた岩片が、泥に沈んでいると解釈することが正しいと思われます。
【図】のように、黒色頁岩層の上に岩片を含む細粒砂岩が堆積したと、判断しました。この証拠からも、地層が逆転していることがわかり、都沢で見られた「向斜軸面が著しく南に傾いた、覆い被さるような非対象の向斜構造」の根拠は、こんな小さなひとつの礫の存在からも裏付けされました。
また、この露頭では、黒色頁岩層の中に、方解石脈が認められる中粒砂岩層がレンズ状に入り、堆積の未凝固の段階で、これらが取り込まれたと思われる部分も見られました。
この少し上流で、暗灰色中粒砂岩層、砂泥互層(Ｎ８０°Ｗ・６０°Ｓ)と、突然傾斜が変わる露頭がありました。(走向・傾斜の記入なし)
大野沢の流路が少し南東に方向を変える辺り(標高１００８ｍ付近)で、露頭幅１２ｍに渡り、走向が１８０°変わる小さな褶曲構造が見られました。上流部は、それまでの走向・傾斜「Ｎ５５°Ｗ・４４°ＮＥ」に戻っているので、明らかに部分的な地質現象ですが、とても美しい砂泥互層が川底に６ユニットの互層見られ、浸食により小さな「ケスタ」地形を成していました。撮影した記録写真を無くしてしまい、翌年(平成７年)に撮影に行きましたが、台風による大洪水の土砂で覆われていました。この１０ｍ上流にも、同様な３ユニットありましたが、駄目でした。調査時に記録したスケッチを載せました。
この露頭付近は、大野沢の流路が急変する不自然さや、事実、小褶曲構造が認められることから、小規模な構造運動があったことは確かです。
この日の調査は、大野沢林道の「植物化石層準層」は、既に他の日に観察してあったので、標高１０１０ｍ付近で、北から流入する沢の合流点を確認し、調査を終えました。
【編集後記】
同じような話題が良く出てきますが、「カメラを忘れたり、写真情報を無くしたり」して、後で使いたい時に残念な思いをします。本文中の「小ケスタの小褶曲構造」も、改めて写真撮影に行ったものの、大水の後で土砂で覆われていて、元の様子が確認できませんでした。失われた訳ではないので、いつか誰かが、また発見して驚くことでしょう。
ところで、「ケスタ」地形は、地質構造の様子を反映して、浸食に強い場所と、弱い場所があり、断層ほど急激ではありませんが、斜面ができて、丘陵のような地形になります。まだ行ったことも、もちろん実物も見たこともありませんが、仏蘭西の首都パリ盆地が、その例に良く挙げられます。イメージとして、下図を参考にしてください。
佐久地方にも、尾根が平行に並ぶ地形があり、まだ、遠くから見ているだけですが、きっと尾根の方向に、硬い地層が平行に並んでいるんだろうなと、想像しています。（おとんとろ）
