砂鉄 の 堆積機構 に つ い て

79
砂鉄の堆積機構に
埠
On
Mechanism
the
つ
井
≡大 夫
Sedimentation
of the
T.
By
いて
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of
Magnetite
”
MASUI
Abstract
An
on
magnetite
from
The
was
observation
sea
shores
variouscoastal
chief
(1)
The
obtained
land
(2) The
is increased
in
of the
O,40
by
the
to
action
the
water
0,50m
of
and
that
see-1,
sec-1
between
is丘ttest
for
andthat:
1.
the
the
in
the
5
and
In
action
generaI,
ordinary
the
of
15m
is
the
beaches.
strength
the
within
water,
The
velocity
is approximately
8
to
sea
running
see-1.
sedimentation
from
on
velocity
case
of
area
than
more
when
beachesp
sand
magnetite.
concentrating
of
of thewind
#
collected
seas.
rough
sedimentating
wind
only
1,Om
of thewind
case
much
the
The
occnrs
0,25
by
the
by
washed
andwind.
sedimentation
between
range
and
water
of￣
prefectures..
the
on
mainly
contains
is caused
sedimentation
running
(3) The
beaches
of those
were
Shizuoka
and
occurs
sand,
of
sedimentation
data
:
magnetite
grains
of丘ne
inner
WaVeS,
of
Chiba
follows
the
of
Observation
Kanagawa,
as
are
sedimentation
consisting
tbe
in
mechanism
beaches.
river
and
regions
results
the
on
made
12m
from
see-i.
.;
各地の海畠河床等に砂鉄が堆積していること昧誰でも気付くことである.しかし,
少し注意して見ると,何処でもそれが見られると杜限らない.ある海岸で昧数粁以上に
亙り黒色また抹衣色を呈するくらいに顕著であるが,仝思砂鉄の存在を感じさせ急い朗
もある｡また一連の砂浜でもある部分にだけ多いこともある.このような種,&の堆積状
態が如何なる機構によつて起るか,ということについて今回調査して見た｡海岸で砂鉄
の堆積する所昧細い砂粒から成る砂浜であり,その砂浜も鍍がかなり荒い所に限られて
いるoまた,その砂浜の内陸に紘砂鉄を含む岩石,土壌が多いのが普通である｡河川に
ついては堆積が涜速に支配されているらしい｡このようなことから砂鉄の堆積するため
に紘特有の条件があるように思われる.そのうち精々明瞭と思われるものについて此処
に述べる｡
増
名0
井
夫
水
砂鉄が堆積するために昧多量の砂鉄の源泉がなければならず;またその砂鉄を蓮擬す
･る河水,海涜,風等の作用が友好ればならないが,源泉地およぴ蒔涜の運擬作用につい
て昧詳しい資料が得られなかつたので,これについて昧別の機会にゆづることとし,こ
こで昧主として海岸およぴ河川における堆積の最終段階について記す.調査した地域
昧,横浜以南の神奈川良港岸の全般,静岡県束部海岸の一部およぴ干要県大貫町並ぴに
大原町附近である.
2.各地におけ苛砂鉄堆積の状況
各地にお抄る砂鉄堆積の状況を別表およぴ第1図に示す｡この表から砂鉄の堆積する
虜所について昧次のような特長のあることがわかる.
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図
那
地名騨i砂ヰ砂鉄-拾至妙鉄の堆積個
千芸㌫ヲ砂細_粗ぎ2.5∼喜多夕存射る3南岸の
富津一大富[t細11≦仝凝に多い汀線斜面砂丘の基盤およぴ)1f3.4-4.6数粁1
佐貫(硝)EE,釦一瓶2.5盲認め掛虞靴厚磯がある喜喜｡
金谷Hl(/j′/4
鮎r'/'′25-2･7多少存雀する特蛸凱絹如ない
大原(小浜)■(F軸4,O
大原一長者町(TT/I/4.0
i数音盤;
数粁以上1
4
御宿[l細∵狙
紳奈川県
4
磯子(横浜)砂一派
柴Tl砂細3.4
2
金沢(ff[fr
3
3
島屠(横須賀)(l(I3.e
【
3
霊芝竺津よ井:;霊冨￣観2'7:E諾f;L
数粁1-2
【
3
上宮田tf(1f/金波に存在特に堆環はしない
三崎臓⊇砂￣麿認め掛､
轟岬(勧声#)z轡細苛別勺に多い.汀線崖下等に特yc堆積4･6
4
数雷光2
4
2
買苧F喜葦,
4
4
2
4
3
300泉抜上
1
七里浜U(T所々FT-多い汀線節々,m底3･0-4･0
2
塵藩flTl椅々多い珍丘熱感2･7
3
江ノ島剖T!(!多少存在
4
畠田-∫/(f2･6-2･8一認め難い≡堆積Lた折がない
4
4
蓋…喜｡.蓋_芸￣粗::i霊室蓋:象る喜
3
4
1
苧環ffj部別紙ある汀線
大磯〝!認め執､
4
ニ官費一石i′/
4
4
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…≡芸芸こ慧-石(,:,≡
4
4
3
岩FT∃少しある喜砂の軒の打線
1
4
静冨≡.霊一票霊芝芸::多い巨束郷僻
言霊(伊豆)雷管霊芝警:;い蔓
4
4
3
慧還潜(下田)芸,芸.石…多g”#衣Lw警の一部‡
3
*
襟 径2mTn以上のもの
砂 径2mm以下,
**度合は次の区分による.
3.多少存在している｡
組 径1mmB1上
細
径1皿rnE}下
1.広範囲に密集している｡
4.殆んど存在しないo
2･部別恥密集しているo
8r･
砂鉄の堆積横唇について
(1)多少なりとも砂浜の発達した所であることo粗粒の砂磯,岩石,崖等から成る
海岸に杜堆積Lないoこれ娃細砂が流速の速いため涜されてしまうからであるo例ぇ
ば相模川川口以西の海岸昧磯また柱石から成る所が轟く,一般に砂鉄拭堆積しないo
崖の多い三浦牛島の発端も同様である｡
(2)砂鉄の堆積の多小砂浜で臥それを形成する砂の粒子の大きさが大体一定の取
1-0･1mmの間にあ少,それより粒子の大きい肝
囲内にある.粒子の大きさ昧略h
にも少く,またそれよ9')､さい泥土質の所で縁談別し難いのみならず全体の比重も′ト
さい.砂鉄の粒子昧0･3-0･1mmの直径を持つものが大部分で･
0･2mm前後のも･′
のが最多である｡その地域差も少ない｡
(3)波の荒い海岸であるこ.とo波浪の静かな入江･湾奥等で娃殆んど堆積しないo
例えば逗子等(部分的に存在することもあるがo)遠涜でなく波浪が直接浜に打寄せ
る所で旺堆積が著しく,強度の堆積地に拭この特長が見られるo従つてそれらの海岸
で軌堆積している部分において砂浜の傾斜が1/10以上となつている所が多いo
(4)一連の砂浜のうち,蒔からの主風の臥Fにあたる所に多量に堆積する(陸から
の風によつて妊逆に飛散されることあがる.)特に風下が崖で境される所で昧集中す
る傾向が強いo関東南部で昧SWの風が多いので,例え埠野比海岸で昧北東部に･七
里ケ浜では稲村ケ崎附矧こ,書浜で昧特に東部の崖下に集中しているo
(5)河川において拭流速の適度の所に堆積するo
3.砂鉄堆積の物理的過程
上に述べた堆積の状況並びに堆積他の特長により,砂鉄の堆積の主因と.して次のもの
があゅられる｡
(1)波浪および永流
(2)風
ニれらのものが如何に作用して砂鉄の堆積を起すかo要約すると砂鉄の堆積をま水およ
ぴ茎気による淘汰作用の結果であるoそのうち厚い暦の堆積を起すもの放水洗で･風に･
よつて娃薄い屠しか生じない.ニのような作用がどの順序で起るかo
砂鉄の堆積の主因が水流による淘汰作用であること払昔から砂鉄の採取法が樋によ
る沈澱法によつていることでもわかるo砂鉄を含んだ砂が適度の涜速を持つた水流に揺
されるとき払軽い砂(砂鉄以外の比重2･5-2･7凌･もつもの)昧大部分流れ去り･星
い砂鉄(不純物を含むため比重W.純粋のものの5･3よD/J､さい)のみが凍るoこの場合
遠沈が件がよいと表面に形成される砂鉄督の厚さ昧10mmに達することがあ少･比重
拭最上部で最大で4.5以上に達する.風により淘汰が起る場合にも表面に砂鉄暦が生ず
82
増
井
次
夫
るが,地表で杜乱流のため風向風速の変動が多いので継続して堆積せず,その厚さも通
常1mm,以下である｡実際に昧水および風の作用が交錯して起り複雑な過程をとるが,
簡単にいうと次のような過程をとるものと考えられる｡
(流速および風速の限糾こ?い
て杜別に記す)
(1)改浪が岸に打寄せる際,先づ損拝によつて漂砂を生L;,これを件つて前進する
海水昧岸に達してある厚さの砂を浮立たせ声c波浪の前進がやみ後退し始めて後ち,
底引きの流速が限鼎以上になると淘汰作用が起り砂鉄が堆積する.底引きが強くな少
過ぎた所で旺堆積昧し急いoこの過程が繰返えされているうちに奏件がよいと10mm
に達する砂鉄盾が形成される.この場合の堆積披打線に拾つて比較的せまい巾に起つ
ている｡
(
2)堆積の起る位置昧潮の干満および波浪の強捌こより変化し,満潮の易合柱野潮
打線附近に,その他の場合捻満潮汀線と干潮汀線との間に生ずるが後者の場合その中
聞位窟より低い所娃撹拝を受け易いため堆積が不明瞭になるo波浪が強い程堆積範餌
杜広いがむらが多いo
( 3)瑞潮時以後また杜,波浪が易く忽つた場合昧高所に堆積した部分昧次第に乾燥
する.砂鉄犀の表面旺塩分によ少謬持される場合もあるが,これ披砕け易い｡乾燥し
､た砂鉄臥幸鼠上より強い凪が吹きつける際に娃飛散して,海水の達し恋い砂浜の高所
に広く分布する.これ杜更に風の淘汰作相によつて濃度を増し,砂浜全体が次第に黒
色に変化して行く｡
(4)この過程杜不規則に何回も繰返えされるo一度堆積した砂鉄も風向が変化し陸
よE)強い凪が吹くとき拭,再び海中に吹飛ばされることもあり,降雨によつて掛こ運
擬されることもある｡これだけで紘仝砂鉄量拭あまD変化し急いが,河川を涜下して
蘇るものがあるので次第に増加する｡
河床に堆積する場創ま梅岸の場合よbも単純で流速の変化のみによることが多い.
一般に砂浜の状態抹波浪,海流,潮汐等の変化に伴い変動し,打線の位置も変るので,
砂鉄fg-も単一で急く数暦重つて存在することが多く,杢暦の厚さ昧1米に達することも
診しく別､o
l例として稲村ケ崎附近の砂浜の成犀を示す(第2図)｡重い砂鉄督の直
下に軽い貝砂の成暦を見ることが多いが,これ丘ま時を異にして重,)たものと思われる｡
砂鉄を多く含む砂が風に飛ばされ岩また陣屋に衝突するとき昧砂鉄紘分雅されその根
本に落下し厚く堆積する｡風によつて砂丘が形成される場合その内部に蔑厚かの薄い風
威砂鉄暦を見ることがあり,これによ.り砂丘の生長の様子を推定し得ることがある｡砂
丘の下部に少し厚い略J&水刊こ近い砂鉄暦が革在することもあるが,これ昧以前河床セ
あつたことを示すものであろう｡
砂鉄の堆積僚構について
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河川において昧時.4r著しい増水があb
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2
図
この易合に生じた砂鉄暦が長期間残存してい
るニともあるo平水のとき生じた砂鉄暦紘増永時に昧破底されることも多いo
5.砂鉄の堆積と涜蓮およぴ風速との関係
波浪の底引きの速さ娃測定し難いので附近の小川について涜速と堆積との関係を調査
した.正確な値昧得られ急かつたが,定性的に狂言欠のような結-果を得た｡涜速紘一定距
離(1m)を涜れる時間を測定して得た.
(
1
)涜速が略J4･
0.25m/sに達するまで昧砂は動かず,淘汰作用紘行われない.
(2)涜速が0.25m/s以上に怒ると,兜づ表面の軽い砂のみが涜れ始め,重い砂鉄
紘凍るので河底昧黒くなつてくる.
(3)流速が0.35m/s以上に怒ると表面のみならず,ある探さまで砂屠昧撹拝され
砂鉄も動き始めて流動しつつ淘汰作用が行われて砂鉄骨娃厚くなるo
(4)流速が0･40-0.50m/s位のとき最も盛に淘汰作用が行われるらしく,河底全
体が黒く見える｡
(5)流速0.50m/s以上で昧砂鉄の速度も大きく怒るため淘汰作用拭減少し始める｡
(6)流速1･Om/s以上で昧両者の区別改.く流去るため砂鉄のみの堆積杜卑くな少河
底昧白くなるo
風の場合もその傾向昧水流の場合と同株であるが測定が飼難で数億旺概略に過ぎない
が,あまb砂の細(,ない場合にっいて次の億を得た.
哲
84,
井
衆1夫
(1)風速が5m/s以下で昧砂抹熟まり動かず淘汰作用昧行われないo
(2)風速が5-8m/sで昧軽い砂のみ動き淘汰作用が行われるo
(3)風速8-12m/sで牲砂鉄も移動し始めるが,流動しつつ淘汰作用杜活発に行
われる｡
(4)風速が大略15m/s以上になると砂全体が飛散し砂鉄のみの堆積昧生じないo
永続また昧風のため砂紋が生ずる場合に昧,その頂部に近い部分(風上側一風速また
昧流速が最大の部分)に堆積が易く起る｡
-6.砂鉄の源泉
砂鉄の源泉について泳調査不充分で結論しにくいが三浦牛島附近について昧次のこと
蜘､われると思う.海岸砂鉄の分布並びにその内陸の地表面における砂鉄の分布状態よ
少見て,海岸砂鉄の源泉昧沿岸より近い丘陵,山岳地帝が主であつて,相模川,荒川.江
戸川等の大河の上涜地帯が直接関与していると妊考えられない｡勿論これらの地方が問
掛こ影響していると思われること昧, ;L例えば相模川中流の河原の諸所に砂鉄の堆積地の【
見られることでもわかるが,相模川川口附近およぴ川口から江ノ島迄の問に顕著な堆培
地がなく,堆積他姓それよカ以東に集中していることから見て,直接の源泉と娃思えな
いのであるo
(相模川以東の海岸砂丘地帯の砂の比重の他に比し精々大きいこと昧相模
川上流地方の影響とも考えられるが)これに反し江ノ島以東の丘陵地昧地表面に多量の
砂鉄の堆積を見る所が多い〔第1図)o
これらの砂鉄削､河川により澱出され川底およ
ぴ沿岸に堆積するのであろう.これらの丘陵地中砂鉄の多いの昧江の島対岸から鎌倉,
金沢に至る,-帯およぴ長者ケ崎,武山から久里浜方面にのぴる線より南の地方で,沿岸
の堆積地と対応し,その中問の地方に昧少く,その沿岸に昧堆積地も少いo結局沿岸砂
鉄の源泉妊三浦牛島を形成する第三紀盾およぴ第四紀盾のある部分と考えられ,そのう
ちに含砂鉄盾があるためであろうo
(これらの地厚に砂鉄が混入した過程に娃触れない
ことにする.)房稔牛島について妊更に資料不足で結論捻出しにくいが,西岸の富津,
大貫町附近およぴ東岸大原町附近に堆積多くそれを結ぷ線以南で昧著しい堆積地がない
(鴨川附近杜未調査で不明であるが)ことから,その源泉昧上絵南部の丘陵地と考えら
れる.吉浜附近,伊豆牛島諸所およぴ沼津附近のもの昧背後の火山地帯より直接由来し
たものであろうo
(蹄東北東部およぴ東北地方東岸に広く分布する砂鉄帯の瀕泉昧上の
よう&'J､範甜のものでなく,上流地帯から直接由来したものと考えられるが.)
7.結
看
臥ヒ述べたことで海岸およぴ河川における砂鉄の堆積昧波浪および適当な流速を有す
砂鉄の堆積機-韓について
る水流並びに風による淘汰作用の結果であると結論し得ると思う｡
資料の不足,実験的研究の欠除のため正確な数値が劉チられないの杜遺憾である｡令
後更に資料を収集し補正したいと思う.経りに有益な御援助を与えられた当学部地学教
皇関係の各位に感謝の意を表する次第であるo
85