地学基礎⑦：地層の形成と地質構造

この記事で探究すること

地層は、もともと海底などで、水平に、静かに積もっていくはずだった。でも、わたしたちが実際に見るがけの地層は、大きく傾いていたり、ぐにゃりと曲がっていたり、途中でずれていたりする。これは一体なぜなんだろう？ この単元では、地層が積もった「あと」に、地球の内部から加わる巨大な力によって、地層がどのように変形するのか、そのダイナミックなプロセスを探究していくよ。

1. 地層累重の法則と整合・不整合

地層を読み解く上で、最も基本的な大法則が「地層累重の法則」だ。これは、「下の地層ほど古く、上の地層ほど新しい」という、ごく当たり前のルールを指す。しかし、この法則が成り立つのは、地層が連続的に積もっている場合に限られる。

• 整合（せいごう）：地層が、時間的に連続して、ほぼ平行に積み重なっている関係。
• 不整合（ふせいごう）：上下の地層の間に、大きな時間の隔たり（堆積の中断や、侵食）がある関係。地層が一度隆起して侵食を受け、再び沈降して新たな地層が積もることで形成される。過去の大きな地殻変動の証拠となる。

2. 地層の変形：断層としゅう曲

地層が積もったあと、プレート運動などによって巨大な力が加わると、地層は変形する。その代表的なものが「断層」と「しゅう曲」だ。

• 断層：地層が、ある面を境にして、くいちがってずれたもの。かかる力の向きによって、主に３種類に分類される。
  • 逆断層：押す力（圧縮応力）によって、上の地層が下の地層に乗り上げる断層。
  • 正断層：引っぱる力（張力応力）によって、上の地層が下の地層に対してすべり落ちる断層。
  • 横ずれ断層：水平方向にすれちがう力によって、地層が水平にずれる断層。
• しゅう曲：地層が、波のようにぐにゃりと曲げられた構造。押す力によって形成される。山脈などでよく見られる。
  • 背斜（はいしゃ）：上に凸に曲がった構造。古い地層が中心部にくる。
  • 向斜（こうしゃ）：下に凸に曲がった構造。新しい地層が中心部にくる。

コレクトの論理 de 解説：地質図の読解

地層の広がりや構造を、地図上に表現したものを「地質図」とよびます。地質図では、地層が地表と交わる線（露頭線）と、走向・傾斜の記号が描かれます。

• 走向：地層面と、水平面が交わる線の方向。地図上では、長い線で示される。
• 傾斜：地層面が、水平面からどれだけ傾いているかを示す角度。短い線が、最も急に傾いている方向を示す。

これらの情報を読み解くことで、地表からは見えない地下の地質構造（しゅう曲や断層の存在）を、立体的に推定することが可能になります。例えば、同じ地層が、ある谷を挟んでV字模様を描いている場合、そのV字の尖端が指す方向から、地層の傾斜方向を読み取ることができます（V字の法則）。

コレクトの発展ラボ：貫入と噴出

豆知識ですが、地層の変形は、堆積岩だけでなく、火成岩との関係からも読み解くことができます。

• 貫入：マグマが、既存の地層の中に割り込んで入り込み、そこで冷え固まること。貫入したマグマの熱で、まわりの地層が変成（接触変成作用）を受けることがある。「切る-切られるの法則」により、貫入した火成岩は、貫入された地層よりも新しいと判断できる。
• 噴出：マグマが地表に噴き出し、溶岩流などとして地層の上に積もること。この場合、上の地層には熱による変成作用は及ばない。

不整合の関係と、貫入・噴出の関係を正しく見分けることは、地層の歴史を正確に復元する上で、極めて重要なスキルです。

共通テスト対策まとめ

地質構造は、地質図の読解問題として頻出だ！

1. 「不整合」が、どのようなプロセス（堆積→隆起→侵食→沈降→堆積）でできるかを説明できるようにする。
   不整合面は、大きな地殻変動があったことを示す、決定的な証拠だ。
2. 断層の３タイプを、かかる力の向きとセットで覚える。
   「逆断層＝押す力」「正断層＝引っぱる力」という関係は絶対！
3. しゅう曲の「背斜」と「向斜」を、断面図の形で区別できるようにする。
   「背斜の中心は古い地層」「向斜の中心は新しい地層」というルールも重要。
4. 「切る-切られるの法則」を理解する。
   断層や貫入岩体は、それによって切られている地層よりも、新しい。地質イベントの前後関係を判断する基本原則だ。

練習問題

問１：地層が、時間的に大きな隔たりをもって重なっている関係を何というか。

問２：地層に押す力がはたらいて形成される、波のように曲がった構造を何というか。

問３：ある地層が、断層によって切られている。このとき、地層と断層では、どちらが新しいと考えられるか。そのように判断する根拠となった法則名も答えなさい。