地質の旅　長良川鉄道

長良川鉄道（美濃駅～北濃駅）沿いの地質

※ 番号〇は、車窓から見える露頭を示す

※ 時間は美濃市駅基準（駅の時間は時刻表参考）

車窓から見える露頭（①～⑮）と美濃駅からの時間（１分ほどの誤差あり）

長良川沿いの地質概略

長良川鉄道（越美南線）は、路線総延長が７２．１ｋｍで、そのうちの約５０ｋｍ（湯の洞口駅～北濃駅）が長良川に沿って走っています。その５０ｋｍほどは、地質でいうと、美濃帯堆積岩類と白鳥流紋岩の中を走っており、車窓から見える景色は自然あふれる眺めです。

≪美濃帯堆積岩類≫

美濃駅から白鳥駅にかけて見られる長良川沿いの岩や山肌に見られる岩は、すべて美濃帯堆積岩類です。岩石名で言うと、チャート、砂岩、泥岩、玄武岩質溶岩（緑色岩）、石灰岩などです。チャートは、陸地からの砂や泥が運ばれないような（届かないような）深海底で、放散虫などガラス質の殻をもった生き物の遺骸などが堆積して固まった岩石です。砂岩や泥岩は、陸地から運ばれた砂粒や泥の粒子が堆積して固まった岩石です。玄武岩質溶岩は、火山島などの火山から噴出したマグマが冷え固まった岩石です。変質をしていて、緑っぽい色をしているため緑色岩とも呼ばれます。石灰岩は、主に炭酸カルシウム成分からなる海の生物が海底に積もってできた岩石で、昔のサンゴ礁などが岩石になったものと考えてください。いわば、美濃帯堆積岩類は、海に堆積したり、海でできたりした岩石が混在したものです。そのような岩石が岐阜県の美濃地方には広く分布しているので、「このあたりは昔海だった」と言われる方がみえますが、昔海だったというよりは、海でできたものが日本列島の元になっているところにくっついて陸地が広くなったという方が正しい表現です。海洋プレートの上に載ったチャート、砂岩、泥岩、玄武岩質溶岩（緑色岩）、石灰岩などが、水平方向に移動し、陸地の縁にくっついた（付加した）ものです。そのため、付加体堆積物という言い方をします。イメージでいくと、エスカレーターの上に載った荷物が他の階に運ばれ、次々と運ばれるため、その階に着くと止まり、後から来たものと混ざりながらたまっていくという感じです。実際には、深海に堆積したチャートの隣に、陸地近くの海で堆積した砂岩があったり、海中で噴出した玄武岩溶岩がはさまっていたり、サンゴ礁でできた生き物の殻が多く含まれる石灰岩がはさまっていたりするのです。そのため、多くの方がイメージする積み重なって縞模様をしているという地層の様相をなしていません。

美濃帯堆積岩類は、現状の堆積状況からすると、地層の原則である地層累重の法則が成り立っていません。もちろん、堆積したときは下から上へ堆積していますが（地層累重の法則が成り立っていますが）、それが大陸の縁（現在の日本列島）に付加することによって、混在して、違う年代のものが隣同士に分布したり、新しい地層が下に入り込んだりするのです。

　付加体堆積物である美濃帯堆積岩類の特徴として存在するのがメランジュです。フランス語のメレンゲと語源は近いとのことで、混ざった状態をさしているようです。海洋のプレートの上に堆積したものが、陸側のプレートの下にもぐり込む際、はぎ取られ混ざり合いながら陸側のプレートにくっついていく場合の特徴的な岩体です。黒っぽい泥岩の中に、大小のチャートや砂岩などがレンズ状やブロック状に入っているのです。そのメランジュが露頭規模でもよく見られます。美濃帯堆積岩類のような付加体堆積物には多く見られます。

≪白鳥流紋岩類≫

白鳥流紋岩自体は詳しくは研究されていませんが、岐阜県美濃地方から飛騨地方に広く分布している濃飛流紋岩に似た岩石で、郡上市白鳥町から高鷲町にかけて分布しています。岩石としては火山から噴出したものが冷え固まったものですので、火山岩と呼ばれます。

「火砕流」という言葉は、１９９２年の雲仙普賢岳の噴火の時に、火山災害の恐ろしい噴出物として話題になりました。雲仙普賢岳の噴火の際に大規模火砕流と新聞に掲載されましたが、過去の火砕流の規模からすると小規模なものでした。火砕流は高温の火山灰や軽石などが火山ガスを含んだまま、非常に高速で山体を流れるわけですが、時速100km以上のスピードになるため、車でも逃げ切れないというものです。その火砕流は、高温（800℃ほどと言われる）のガラス質でできているため、大量の火砕流が噴出し、山体をくだり堆積したときに、すぐさめてしまわずにいると、ガラスがやわらかくなり（軟化し）自分の重さでぺちゃんこにつぶれてしまうのです。ボール状のものがあれば、上下につぶれ横から見るとレンズ状になるのです。岩石名としては、火山灰などが熱でやわらかくなりつぶれて固結するということで溶結凝灰岩と呼びます。火山灰の中には、冷え固まったら軽石になる空洞が多いマグマの破片状のものも入っていますので、それがつぶされレンズ状になっているのです。そのレンズ状のもの（本質レンズと呼びます）のつぶれた方向がその火砕流堆積物が堆積した方向を表しているのです。

噴出した年代は、周辺に分布する同様の噴出物の年代からして白亜紀末から古第三紀だと考えられています。

≪美濃帯堆積岩類と白鳥流紋岩の形成した年代≫

多くの方が知っているアンモナイトや恐竜の歯の化石は、興味をもつ人が多くいますが、同じくらいの時代にできた岩石（石ころ）にはなかなか目もくれません。しかし、目の前にある岩石がいつどこでできたものかを知ると、少しは興味がわくのではないでしょうか。長良川沿いに見られる岩石で、一番古いものは海底で噴出した玄武岩質溶岩や大洋の島でサンゴ礁をつくっていた石灰岩です。古いものは古生代二畳紀なので、２億9000万年前ほどになります。そこで、長良川沿いに見られる岩石がいかに昔にできたものかをイメージするために、２億9000万年前から現在までを１年で表してみました。

美濃帯堆積岩類は、海洋プレートの上に堆積した堆積物が陸地に付加したものであるため、いろいろな時代に堆積したものが混ざっているのです。長良川鉄道で長良川沿いを進んでいるだけで、古くは３億年ほど前から、１．５億年ほど前にできた岩石を何気なく見ているのです。二畳紀という時代は、恐竜がまだ誕生していない時代です。三畳紀～ジュラ紀～白亜紀は、陸地では恐竜が生きていた時代であり、そのような時代に海で堆積していたチャート層や砂岩層などが目の前に現れているのです。もちろん美濃帯堆積岩類が堆積した時代には、人類は存在していません。

玄武岩質溶岩や石灰岩の形成が１年前の１～２月くらいとした場合、チャート層が堆積したのは２月下旬～５月にかけて（２月２０日～５月３１日）、珪質泥岩や砂岩が堆積したのが６月～７月の上旬（６月１３日～７月８日）にかけてです。また、長良川鉄道沿いの白鳥町に分布する白鳥流紋岩が噴出したのが１０月上旬～中旬（１０月８日から１７日）にかけてです（白鳥流紋岩については噴出年代がわかっていませんが、近くに分布する火山岩からの推定）。時間の長さは正確なものではありませんが、岩石ができたのがいかに古いかを感じ取ってもらえるとよいです。

初期の人類が誕生したのが１２月２３日、現在の人類が誕生したのが１２月３１日の午後６時頃、アンモナイトや恐竜が絶滅したのが１０月１１日です。

表にあらわすと、以下のようになります。

≪地質と平地の広さの関係について≫

美濃市「湯の洞温泉口駅」～郡上市大和町「山田駅」間は、平地があまり広くないため、長良川沿い及び河床の露頭（岩）を見ながらの旅になり、車窓から見える景色は変化に富んだものとなります。郡上市大和町「山田駅」から北は、平地が広く、長良川をあまり望むことができず、長良川の近くまたは鉄橋で横切っても、露頭をあまり望むことができません。

「山田駅」から終点「北濃駅」までは大和町と白鳥町を通ることになりますが、大和町は主に美濃帯堆積岩類の砂岩、白鳥町は主に白鳥流紋岩が分布しているため、その上を覆っている平地の幅が異なるのです。山間部の平地は川のはたらきによって形成されたものです。川のはたらきである浸食･運搬･堆積によって形成されたため、地面を形成する岩盤（岩石）の削られやすさ、硬さによって平地の幅の違いなどが見られるのです。「山田駅」～「万場駅」間の平地の幅は広く、「白鳥駅」～「北濃駅」間の平地の幅はやや狭いのです。地形図で平地部分を見ると、よくわかります。美濃帯堆積岩類の砂岩はかなり硬いですが、火山岩である白鳥流紋岩と比べると浸食しやすいため、平地の幅に違いが出てくるのです。車窓から「山田駅」～「万場駅」間の平地の広がりと「白鳥駅」～「北濃駅」間の平地の広がりを望み、比較してみてください。

車窓から見えるそれぞれの露頭について

※説明は美濃駅から北濃駅に向かっているとして書いてある

※ 番号〇は、車窓から見える露頭を示す

≪玄武岩質溶岩≫

①　美濃市須原　洲原神社の東、長良川沿い（右岸）に見られる玄武岩質溶岩

洲原駅で長良川の方を見ると、赤い洲原橋があります。そこを越え長良川を見ていると、左岸（東側）に連続して露頭が見えますが、これは砂岩です。右前方を見ると、右岸に島状の岩が見えます。それが玄武岩溶岩です。やや黒っぽく見えます。

⑥　郡上市八幡町浅柄（美並町と八幡町の境）の長良川右岸に見られる枕状溶岩（玄武岩質溶岩）

深戸駅をすぎ、トンネルを越えたところで左側を覗くと、家が長良川西側に見えてきます。建物４軒目（赤い屋根の家）の下の長良川沿いに黒っぽい露頭が見えます。その１０ｍほど上流に支流が流れ込んでいます。その黒っぽい岩石が玄武岩溶岩です。その玄武岩溶岩は、下の写真のように大小さまざまの俵や西洋枕の形の岩石が積み重なっているように見えます。大きいと言っても、１メートル以下のものがほとんどです。この俵や西洋枕の形の岩石を枕状溶岩と呼び、マグマが水中で噴出し冷え固まった岩石です。

玄武岩質溶岩は粘性が低く、流れやすいです。それが海底で噴出した場合、ちょうどチューブから歯磨き粉を絞り出したような塊が次々に出てきます。高温の溶岩が海水に触れるため急冷され、その部分は筒状の殻となります。しかし、内部はまだ熱く溶けたままであるため、流れやすい溶岩は外の殻を破り海水と触れて、再び殻ができます。このようなことを繰り返して、俵状の溶岩が積み重なったような産状となります。したがって枕状溶岩の存在は、その形成の場が水底であったことを示す証拠となるのです。

≪チャート層≫

チャートは、海にいるガラス質の殻をもった微生物（放散虫など）が死んで海底に堆積し、そして固まった岩石です。ガラス質であり、非常に硬いです。厚さ数cm～１０数cmほどのチャート層が、厚さ数ｍｍ以下の薄い泥岩層をその間に挟み、それらが交互に繰り返し積み重なっています。その積み重なった層は縞状に規則正しく積み重なっているため、「層状チャート」と呼ばれています。この層状チャートは、本来は数～１０数ｍほどの厚さしかないですが、それらが断層や大きな褶曲によって何回も繰り返して露出しているために、見かけ上数１００ｍにも及ぶ厚い岩体を作り出しているのです。

②　郡上市美並町木尾　木尾橋の下が長良川で一番深いとのこと（中濃消防組合の消防士より）

長良川の中で、「木尾橋」の下の水深が一番深く、水深２０ｍほどあると聞いています（中濃消防組合の消防士談）。「木尾橋」の下は河川の攻撃斜面であるため浸食が激しいことに加えて、構成岩石であるチャートが非常に硬いことに関連していると思われます。チャート層が分布する場所に見られる甌穴のように、ある場所がいったん水流による礫（石ころ）の回転によって削られると、どんどん深く穴をあけ、硬いため周りが削られることなく、その深い穴が保存されることになります。

④　「みなみ子宝温泉」北西の長良川右岸に見られる層状チャートと珪質泥岩

みなみ子宝温泉駅を出て、すぐ左の車窓から長良川沿いを見ると、黒っぽい露頭が見えます。チャート層と珪質泥岩が接しているところが見られます。珪質泥岩中にチャートが礫として含まれています。

⑦　郡上市美並町赤池の長良川沿いで見られる層状チャート

　赤池駅に着く手前で鉄橋を渡りますが、その東側に層状チャートの露頭が見られます。明確に層状をなしていて、数ｃｍ～１０ｃｍ弱の厚さをもった青灰色のチャート層と、数mm～５mm幅の灰色の泥岩が繰り返して堆積しています。

橋脚の近くには黒色泥岩の中に砂岩やチャートが含まれているメランジュの露頭も見られます。（後述）

⑪　郡上市八幡町相生で見られる鉄橋下の層状チャート

相生駅に到着する前に、長良川の支流（亀尾島川）を横切る小さな鉄橋下に、層状チャートの露頭が見られます。その露頭には、幅２０cm前後、及び２ｍ弱の安山岩が板状でほぼ南北方向へつながっているのがわかります。これらは、層状チャートが堆積し、日本列島に付加した後、割れ目などの弱いところを伝わってマグマの一部が入り込んで冷え固まった岩石（貫入岩と呼ぶ）です。⑬小瀬子の砂岩層にも貫入岩は見られます。

⑨　郡上市八幡町名津佐の高速道路橋脚部で見られる玄武岩質溶岩とチャートの混在を示す露頭

郡上市名津佐の高速道の橋脚部分に玄武岩質溶岩と赤色のチャートが交じり合っているように見える露頭があります。

≪砂岩層、砂岩泥岩互層≫

　美濃帯堆積岩類の砂岩･泥岩は、海洋プレートが大陸の縁辺部に近づき、海溝で沈み込んでいく際に陸域から運ばれる砂や泥が固結した岩石です。それぞれが単独の堆積物を作る場合もあれば、互層をなす場合もあります。砂岩泥岩互層の多くは、海底で起こる地すべりによって泥と砂など大小の粒が混ざった混濁流が堆積し、細粒物（泥）と粗粒物（砂）に分別されて堆積したものであると考えられています。

⑫　郡上市八幡町有坂で見られる砂岩　右岸露頭　北より望む

郡上八幡駅を出て、３分ほどたったところで左側の車窓に長良川が現れ、長良川沿いに岩が連続に見えてきます。ほとんどが砂岩でできており、陸地に近い海洋で堆積した砂などが堆積し固まった岩石です。

近くで見ると、以下の写真のように泥が固まってできた泥岩が砂岩の中に不定形で多く入っているところも見られます。

近くで見ると、以下の写真のように泥が固まってできた泥岩が砂岩の中に不定形で多く入っているところも見られます。

⑮　郡上市大和町野口の長良川右岸の砂岩、砂岩泥岩互層露頭　北東より

山田駅から１分ほどたったところで車窓左側に工場が見えます。その250ｍほど北の長良川右岸に砂岩と砂岩泥岩互層の露頭があります。砂岩泥岩互層は、層厚数～１０ｃｍの青灰色の中粒～細粒砂岩と層厚数～６ｃｍの暗灰色の泥岩が交互に堆積しています。

≪環流丘陵≫

現在流れている河川の流路と、かつて流れていた河川の流路に囲まれてできた丘陵を環流丘陵と呼びます。長良川沿いには、美濃市立花、郡上市美並町根村④、赤池、八幡町西乙原⑧に見られます。

現在の川は、人間がつくった堤防と呼ばれる人工物によってさえぎられている場合が多いため、真っ直ぐに流れるのが川の性質のように思われがちです。しかし、川は曲がりくねって流れる（蛇行と呼ぶ）のが本来の自然の姿です。長良川本流の大部分は、美濃帯堆積岩類と呼ばれる岩石の中を流れています。美濃帯堆積岩類は付加体堆積物であるため、チャートのような浸食に強い岩石と、泥岩や砂岩のような浸食にそれほど強くない岩石が接して分布しているところがあります。チャートなどの硬い部分があると浸食しにくいため、浸食しやすい部分（泥岩や砂岩など）を削りながら曲がりくねって川は流れようとします。しかし、曲がり方が大きくなると、流路はショートカットしてもとの流路につながってしまいます。そうすると、蛇行部分が流路から切り離されることになります。その結果、曲がった流路の跡が低地となり、残った部分が丘陵となります。

このような河川のはたらきは、平野部における三日月湖の形成過程とよく似ています。ただし、山間部に見られる環流丘陵では、水が残って湖になることはなく、流路の跡は集落として生活の場や田畑になることが多いです。環流丘陵は、チャートのような硬い岩石と、泥岩や砂岩などの浸食されやすい岩石が隣り合って分布しているという美濃帯堆積岩類だからこそ見られる現象です。そのため、長良川やその支流沿いに複数見られます。

≪メランジュ≫

③　郡上市美並町勝原　勝原橋下のメランジュ　南より

八坂駅を過ぎて３０秒ほどたったところで、長良川を渡ります。左側の車窓から赤い勝原橋が見えます。その橋脚の下部周辺に黒っぽい岩が見えますが、それがメランジュ（混在岩）です。黒っぽい泥でできた岩石の中に灰色の砂岩の礫（岩塊）が入っています。

⑥　郡上市美並町下田橋下流左岸露頭（メランジュ）南より

大矢駅を出て１分ほどたったところで、長良川左岸にいくつかの露頭が見えてきます。黒色の泥岩に砂岩の礫（岩塊）が入っている混在岩です。少したつとトンネルに入りますが、トンネルに入る前に、チャートの大きな岩体と黒っぽい泥でできた岩石の中に砂岩が入っている岩体が接している露頭があります。また、チャートに貫入岩が入り込んでいる露頭もあります。

⑦　郡上市美並町赤池　橋脚（赤池駅に近い方）周辺に見られるメランジュ（混在岩）露頭　東より

赤池駅に着く前に鉄橋を渡りますが、その橋脚近くに黒っぽい露頭があります。それがメランジュ（混在岩）です。黒っぽい泥でできた岩石の中に砂岩とチャートが含まれています。

東には、チャートの連続した露頭があります。（前述）

≪白鳥流紋岩≫

長良川鉄道沿いで白鳥流紋岩の露頭が見やすいところはありません。終点である北濃駅に設置されている転車台の脇に見える岩が白鳥流紋岩ですが、表面は風化によって見にくいです。

そこで、北濃駅を出て、目の前にある国道156号線を北進してみましょう。すぐのところに長良川に橋がかかっています。そこを渡り、左側１００ｍほど進んだところに露頭が見られますので、川に下りて近づくことができます。その岩石が白鳥流紋岩です。川に洗われているため、表面の岩石の様子もわかります。

火山からの噴出物ですので、マグマに含まれていた石英、斜長石、カリ長石などの無色透明や白色の鉱物が含まれています。また、堆積した方向を示す長さ３～４ｃｍ、幅１cm弱のつぶれた本質レンズがいくつか見られますので、写真には点線でそのつぶれた方向を示しました。