水平な地層の中に、斜めの細い線が並んでいる写真があります。斜めの線を見つけたら、全て地殻変動で傾いたと答えてよいでしょうか。砂丘や水中の砂の高まりが移動する過程で、初めから斜めに積もる模様もあります。それが斜交層理を考える場面です。
ここで最初に分けたいのは、大きな地層の境界と、その内部にある細かな積み重なりです。どちらも線で描かれるので、一枚の図の中で同じ意味の線として扱いやすくなります。大きな単位を囲む線を太く、その内側を細くなぞると、見る対象が整理できます。
砂の高まりが移動すると、斜めの記録が残る
風や水の流れによって砂が運ばれ、高まりの向こう側へ落ちて積もることがあります。高まりが少しずつ移ると、斜面に沿った積み重なりが内部に残ります。後からその上が削られ、新しい砂が積もれば、古い斜めの線が上の境界で切られる形も見られます。
単純な砂丘の断面模型なら、砂が落ちる斜面の向きは流れを推定する手がかりになります。ただし、切断面の向きが流れに平行なのか、斜めから見ているのかで見え方は変わります。一枚の写真で、地図上の正確な方角まで決められるとは限りません。図の左右と東西南北を区別します。
図は左右方向の流れに平行な断面として、右へ砂が移る模型を描きました。斜めの線は右下へ傾きます。これは特定の単純な堆積条件での読み方です。複雑な三次元の模様や、後に変形した地層まで、線一本だけで同じ向きに決めないでください。
大きな境界が水平でも、内部は斜めになり得る
斜交層理は、内部の斜めの線と大きな地層の境界が交わるような構造です。地層の中に斜めの部分があることと、地層全体が折れ曲がっていることは違います。褶曲を考えるなら、複数の地層の境界がどのようにつながって変形しているかを調べます。
斜めの線が上端で切られる様子は、当時の上下を考える手がかりにもなります。しかし、上下が逆転した後の写真なら、現在の上と堆積当時の上は一致しません。岩石の姿勢と堆積構造から得た情報を順に組み合わせます。現在の高い位置にあるから新しい、という判断には戻らないようにします。
また、似た斜交層理は風でも水でもつくられます。斜め模様だけで必ず砂漠だったと断定することはできません。粒の大きさ、ほかの構造、周囲の地層などを合わせて環境を考えます。一つの特徴は有力な手がかりでも、生成環境の全てを一度に決める万能の印ではありません。
模様の斜線を延ばして、断層の線を作らない
斜交層理の内部の細線は、上の境界で切られて終わるように描かれることがあります。その線を上下の別の層まで定規で延ばし、『全部を切る断層』にしてしまうと、元の図にない構造を作ったことになります。線がどこで始まり、どこで終わるかも観察する情報です。
断層を考える場合には、線の両側で同じ目印の層がどう対応するかなどを調べます。一方、この記事の模型では、水平な上下の境界の間に斜めの細かな積み重なりが収まっています。線が斜めという一つの特徴だけで、断層、地層全体の傾き、内部の堆積模様を同じものにしません。
図へ書き込みをするときは、与えられた線を実線、考えるために補った線を点線にする方法もあります。点線は観察された事実ではないと分かるためです。補助線は計算や対応を助けますが、足した線そのものを新しい地質の証拠にはできません。写す線と推測の線を分けておくと、説明の根拠が追いやすくなります。
例題1：どの線が傾いているか
架空の断面図です。厚さ30cmの砂岩の上下の境界は水平で、内部の細線だけが右下へ斜めに延びています。観察者は「この30cmの地層全体が右へ傾いている」と書きました。この表現を、観察できた事実に合わせて直してください。
答え・解説： 「地層の上下の境界は水平で、内部の細かな積み重なりが右下へ傾いている」とします。傾いている対象を指定するのがポイントです。これが斜交層理の模型だと示されていれば、その用語を添えられます。しかし、内部の線の傾きを大きな境界の傾きへ置き換えてはいけません。
例題2：図の右は、いつでも東？
流れに平行な単純な断面模型で、斜交する細線が右下へ傾いています。問題文では砂の移動方向が、この細線の下がる向きと一致すると指定されています。流れは図のどちら向きですか。方位の表示がなければ、東向きと答えてよいでしょうか。
答え・解説： 図の右向きです。ただし、東向きとは決められません。左右の方向は分かっても、断面が東西方向なのか南北方向なのかという情報がないからです。方位の記号が追加され、右が西と示されれば西向きになります。自然現象の判断と、図を地図へ対応させる作業を分けてください。
地層の図では、線の意味を確認するだけで誤答を減らせます。境界、割れ目、内部の模様を同じものとして追わないこと。さらに、観察した形と、そこから推測した過去の出来事を別の文にすること。この二段階を守ると、情報が多い露頭写真でも、確かな手がかりから読み進められます。
斜交層理をノートへ写すときは、最初に上下の大きな境界線を引き、その間に細い斜線を加える順序がおすすめです。斜線だけを先に写すと、どれが一つの層を区切る線なのか分からなくなります。さらに断面図の横へ、流れに平行な面を見ているという条件を書き添えましょう。同じ立体的な地層でも、切る方向が違えば斜線の見え方が変わるためです。
一枚の層の中の粒径変化と、砂丘の風紋と砂粒の移動も、異なる堆積構造を比べる際に役立ちます。