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姫島の黒曜石

去年の年末に、国東半島に旅をしました。

国東半島は、大分県北東部に位置し、南側を別府湾、東側を伊予灘、瀬戸内海、北側を周防灘に囲まれています。
そして、この半島の北には姫島(ひめしま)がありました。
姫島は、国東半島沖に浮かぶ島です。
一島一村であり、全島で東国東郡姫島村を形成し、人口1,991人(2015年国勢調査)だそうです。

地理的には、国東半島の北約6km、瀬戸内海の西部、周防灘と伊予灘との境界に位置しています。
最高峰の矢筈岳(標高266.6m)を中央に、西に達磨山(標高105.0m)、東に焼野岳(標高132.0m)、東端に柱ケ岳(45.0m)等が連なり、南北が約4kmであるのに対して東西が約7kmと、東西に細長い島となっています。
矢筈岳と達磨山の間のくびれた平地部に、北浦、西浦、南浦、松原といった中心集落が形成されており、その南岸には姫島港が位置しています。
また、北岸にはクルマエビの大規模な養殖場がありました。

地質としては、​第四紀更新世前 - 中期の堆積岩類を基盤とし、約30 - 20万年前の大海、矢筈岳、金、稲積、城山、達磨山、浮洲の7つの火山(これらを総称して姫島火山群と呼ぶ)の噴火活動によって形成された島だそうです。
島北東部の観音崎には、この噴火活動で形成された黒曜石が露出した断崖があります。
黒曜石の露頭は日本では珍しく、「姫島の黒曜石産地」として2007年(平成19年)7月26日に国の天然記念物に指定されています。
また、西部のス鼻海岸で産出する藍鉄鉱、及び、東部の大海海岸で見られる地層褶曲が大分県の天然記念物に指定されています。
国産み神話では、イザナギとイザナミが産んだ島のひとつ女島とされています。
1950年(昭和25年)には、全域が瀬戸内海国立公園に指定されているきれいな島です。

先に述べた黒曜石ですが、通常、黒曜石はその名が示すとおり、黒く光る石ですが、姫島で出土する黒曜石は乳白色を呈しています。
通常の黒曜石産地においても乳白色、あるいは白味のある黒曜石が少量出土することはありますが、姫島産の黒曜石は全て乳白色を呈し、黒い黒曜石は全く産していません。
また、微細な斑点を無数に含むものが多く、肉眼的にも判別しやすい特徴を有しています。
姫島は国東半島の北東に近接する瀬戸内海に浮かぶ島であり、観音崎、オイ崎、稲積、両瀬の大きく4ヶ所の産地が知られています。
姫島産黒曜石は後期旧石器時代から利用されていますが、縄文時代における利用が中心だそうです。
旧石器時代では瀬戸内海が陸化し、現在の姫島産黒曜石原産地は山の頂上であったそうです。
山裾など低地部ではガラス質安山岩が広く分布し、それらに混じって少量の黒曜石が存在していたと想定されています。
姫島に隣接する大分県中部や山口県宇部台地の旧石器時代遺跡では姫島産黒曜石と考えられる石器が少量出土していますが、まとまった量の姫島産黒曜石製石器は現状で知られていません。
縄文時代になると、現在の瀬戸内海地域に海水が流入し、姫島は島として孤立すると同時に、黒曜石原産地が日常的に海水に洗われることとなり、石材採取が容易となる状況となったものと思われます。
姫島が現在のような島となったのがいつ頃かさらに検討が必要ですが、縄文時代早期頃(約8千年前)ではなかったかと推定されています。
中国地方西部では旧石器時代末~縄文時代初頭には姫島産黒曜石の利用が認められていますが、一般的な利用は早期中葉以降であり、とくに前期以降に出土例、出土量とも大きく増加しているそうです。

私が行った所では、西北部の観音崎に、海底から高さ約40m、幅約120mにわたって黒曜石の層が露出した断崖がありました。
このように黒曜石が地表に露出し、容易に観察できる場所は、日本国内では北海道遠軽町(旧白滝村)や長野県霧ヶ峰など数例しかないそうです。
特に、姫島では、海岸の断崖に露出しているため、黒曜石が波に洗われる独特の景観を呈しています。
また、先に述べたように一般の黒曜石がその名の通り黒色であるのに対して、姫島では、乳白色から黒灰色で微細な斑点を有する特徴的な黒曜石を産出しています。
黒曜石は、ガラス質で、割れ口は先鋭な貝殻状断面を呈し、容易に刃物状に加工できるため、旧石器時代から石器の材料として用いられてきました。
姫島の黒曜石は、瀬戸内海が陸化していた旧石器時代には山頂にあって採集が困難であったと推定されていますが、海水面が上昇し採集が容易になったと考えられる縄文時代に入ると利用が急激に広がったそうです。
姫島の黒曜石は、その独特の色によって産地の識別が容易であり、東九州を中心に、中国地方や四国地方をはじめ、鹿児島県種子島から大阪府に至る広域で使用が確認されています。
姫島の黒曜石は、その地学及び考古学上の重要性から、1959年に大分県の天然記念物に指定され、2007年7月26日には国の天然記念物に指定されています。
また、日本地質学会は2016年5月10日に、姫島を主要産地とする黒曜石を大分県の「県の石」(「大分県の岩石」)に選定しています。
姫島産の黒曜石は、姫島村の離島センター「やはず」、宇佐市の大分県立歴史博物館、大分市の大分市歴史資料館で展示されています。

S__8970272.jpg
小さな島の中が丸くなっていますが、ここが噴火の跡だそうです。
ここに降りるのは断崖絶壁で、遊歩道もないので降りれませんでした。
この島はほとんどが黒曜石が露頭しています。

S__8970273.jpg
西北部の観音崎ですが、海底から高さ約40m、幅約120mにわたって黒曜石の層が露出した断崖がありました。
きらきら光ってきれいでした。

S__8970270.jpg
一般の黒曜石がその名の通り黒色であるのに対して、姫島では、乳白色から黒灰色で微細な斑点を有する特徴的な黒曜石を産出しています。
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鍾乳石について

鍾乳石について調べてみました。

鍾乳石は、石灰岩の洞窟(石灰洞)内に形成される二次生成物と呼ばれるものの一種で、炭酸カルシウム(カルサイト)の結晶である方解石で出来ています。
この鍾乳石は、でき方の主な要因としては5種類、鍾乳石の名前としては15種類ほどに分けられています。

①滴り落ちる水滴により成長するもの(ドリップストーン)
・鍾乳管(しょうにゅうかん ストロー Straw Stalactite)・・・・直径3~5mmのうすい管の形をした鍾乳石で、形成 直径3~5mmの薄い管の中を水が流れています。
・つらら石(氷柱石 スタラクタイト Stalactite )・・・・洞窟の壁や天井からつらら状に垂れ下がるもので、つストローの管がつまると外側に結晶がつくようになり、長く太くなっていきます。
・石筍(せきじゅんスタラグマイト Stalagmite )・・・・洞床から上方に向かってタケノコ状に成長したものです。
・石柱(せきちゅう コラム Column)・・・・天井のつらら石と床の石筍がつながってできた柱状の鍾乳石です。
・幕状(まくじょう)鍾乳石(カーテン Curtain 及びベーコン Bacon) ・・・・斜めになった壁や天井を伝う水によって形成され、流れた水のあとに沿って成長する薄い幕状の鍾乳石のことです。

②流れる水により成長するもの
・流れ石 (フローストーン Flowstone )・・・・鍾乳洞の床や壁をフィルム状に薄く流れる水が、シート状で流れるような模様がある石を形成します。
・畦石 (あぜいし リムストーン Rimstone )・・・・田んぼのあぜの形状に似た鍾乳石で、床をゆるやかに流れる水が作り、その形状は、段段畑に似ています。
・洞窟真珠 (どうくつしんじゅ ケイブパール Cave pearl )・・・・鍾乳洞の中でカルシウム炭酸塩が沈着して生成する洞窟生成物の一種で、様々な形状のものがありますが、いずれも細かな層が同心円状に重なってできています。

③結晶そのものの成長によるもの
・石花 (せっか アンソダイト Anthodite )・・・・炭酸カルシウム(方解石)が花びらのように結晶した鍾乳石の事です。
・浮遊カルサイト( フローティングカルサイト Flooting calcite )・・・・薄氷のように水面を覆っています。
・犬牙状(けんがじょう)結晶・・・・犬牙状に見える鍾乳石の結晶です。
・針状(しんじょう)結晶 (アラゴナイト Aragonite )・・・・針状に見える鍾乳石の結晶です。

④毛細管現象や結晶のゆがみによるもの
・曲がり石・・・・洞床、洞壁やその他の鍾乳石の表面から重力とは無関係に、あらゆる方向に曲がりくねって成長します。
その原因は一種の毛管現象で成長すると言われていますが、確かではありません。
天井に成長するのがヘリクタイト( Helictite )、床面に成長ヘリグマイト( Heligmite )です。

⑤霧状の水滴やその他の要因によるもの
・洞窟珊瑚 (ケイブコーラルCave coral)・・・・珊瑚みたいに見える鍾乳石です。
・樹枝状石灰華(ケイブポップコーンCave popcorn )・・・・樹枝状に発達した鍾乳石です。

イラスト:鍾乳石 曲がり石

①ストロー
②曲がり石
③カーテン
④つらら石
⑤リムストーン
⑥石筍
⑦ケイブパール
⑧石柱
⑨フローストーン


猛毒の胆礬について

美しい鉱物ですが、猛毒の胆礬を紹介します。

胆礬(たんばん)は、魅惑的な青い結晶をしています。
これは、銅が硫黄や水などと結合したもので、科学の教科書に美しい結晶が載っていた硫酸銅が化学的な名称です。
銅は過剰に摂取すれば毒性を発揮するとは言え、人体に必須の鉱物です。
しかし他の物質と組み合わさったことで、生物学的に高い利用可能性を有することになりました。
すなわち、水に溶け、動植物に大量に吸収されることによって体のプロセスを停止させ、弱らせたり、命を奪ったりするようになりました。
池などに投じれば藻類を全滅させることも可能で、生態系に大きな脅威を与えることになります。
美しく、希少性も高いため、人工胆礬を生産する企業もあり、市場には偽物が出回り始めています。
結晶系は三斜晶系です。
大型の単結晶は稀で、銅鉱山の坑道の天井に鍾乳石様の塊を形成したり、内壁から霜柱状の結晶が成長するという産状が多く見られます。
人工的に、岩の上に硫酸銅の結晶を成長させたものが観賞用の標本として販売されることも少なくありません。

胆礬
青色透明な鉱物が胆礬(たんばん)です。
銅を産出する鉱山で見つかる硫酸銅の結晶です。
上の写真は、栃木県上都賀郡足尾町足尾鉱山で産出されたものですが、愛媛県の別子銅山でも産出されていました。

「オパール化したアンモナイト」と言われる「アンモライト」

「オパール化したアンモナイト」と言われる「アンモライト」について調べてみました。

「アンモライト」 (ammolite) はオパール状の遊色を持った生物起源の宝石で、アメリカ合衆国とカナダのロッキー山脈の東斜面にのみ産出しています。
アンモナイトの化石からなり、主として霰石(真珠を形成するものと同じ)から成ります。
琥珀や真珠などと同じく生物活動によって作り出された宝石の一つです。
「オパール化したアンモナイト」と表現される場合もありますが、オパールは二酸化ケイ素を主成分とする鉱物の名前であり、この表現は正しくないそうです。
1981年に世界宝石連盟は、「アンモライト」を公式に宝石として認定し、2004年にはアルバータ州の州の宝石に定められています。
また、「アンモライト」はアーポアク(aapoak、カイナー族の言葉で「小さいありふれた石」)、宝石アンモナイト、カルセンティン、およびコーライトとしても知られています。
後者は最初で最大のアンモライト生産会社である、アルバータを拠点とする採鉱会社コーライト社による商標です。
「アンモライト」の化学組成は多様で、霰石以外にも方解石、シリカ、黄鉄鉱やその他の鉱物が含まれています。
殻そのものは多くの微量元素:アルミニウム、ホウ素、クロム、銅、鉄、マグネシウム、マンガン、ストロンチウム、チタン、バナジウムを含んでいます。
結晶学的には斜方晶系です。
モース硬度は 4.5-5.5 で、宝石としては非常に軟らかく、比重は 2.60-2.85 です。
カナダの試料での屈折率(ナトリウム光、589.3 nm で測定)は、α1.522; β1.672-1.673; γ1.676-1.679; 二軸性負で、紫外線の照射により、黄色の蛍光を放ちます。
良質の標本では蛋白石のような虹色、特に緑色や赤色が見られますが、厳密には全てのスペクトル色が観察されます。
この虹色は霰石の微細構造に由来するそうです。
屈折で光を放つ他の多くの宝石と異なり、アンモライトの虹色は光の干渉によるもので、霰石を形成する薄い板状の積み重なった層からはね返る光です。
層厚が厚ければより赤色、緑色となり、層厚が薄ければより青色、藍色となります。
赤色と緑色が最もよく見られる色で、これは青色を放つ薄い層が脆い為だそうです。
新しく切り出された面でも、これらの色はさほど劇的なものではなく、宝石としての価値を高めるには、研磨などの処理が必要となるそうです。
「アンモライト」そのものは非常に薄く、約0.5-0.8mmだそうです。
「アンモライト」は通常、灰色から茶色の頁岩、チョーク質の粘土、石灰岩などの母岩と共に産出するそうです。
凍結破砕作用はよく見られ、風雨に晒されたり、堆積物による圧密を受けることにより、ひびが入り、剥片化するそうです。
また、日照の長期被曝は白色化につながります。
このひび割れは、「竜の皮」や「ステンドグラス」などと表現される市松模様の外観を呈しています。
より深部の鉱床から採掘される「アンモライト」は完全に滑らかか、漣痕のような表面を持ち得ています。
時折、保存状態良好の完全な「アンモナイト殻」が発見されるそうです。
螺旋状の線が形取り、全体的な形はオウムガイに似ています。
これらの殻は、直径90cmに達し得るそうですが、通常、虹色アンモナイト(黄鉄鉱化したものと比較して)は遥かに小さいそうです。
ほとんどの化石化した殻では、それらの霰石が方解石や黄鉄鉱に置換されてしまうため、「アンモライト」をより貴重なものにしているとのことです。
「アンモライト」は、カナダのアルバータからサスカチュワン州、米国のモンタナ州南部にまで至る Bearpaw 層にのみ見つかるそうです。
このうち、宝石として最も良質な「アンモライト」は南部アルバータのロッキー山脈東斜面の河川沿いに産出するそうです。
商業採鉱の殆どは、カードストンとレスブリッジの間と南の一帯、セントメリー川に沿って行なわれています。
全アンモライト鉱床のうち、ほぼ半分はカイナー族の居留地に含まれており、ここの住民がアンモライト採鉱に果たしている役割は大きく、1979年の設立以来、コーライト社は主に居住区内で採鉱しています。
コーライト社はカイナー族と契約を結び、採鉱したエーカー数を基にカイナー族に採掘権を支払うことになっているそうです。
商業採鉱は機械化されてはいますが、かなり単純で、バックホーを用いた浅い露天掘りが行なわれています。
原岩は人手でも探鉱され、商業生産の一部は、地表で採集したものをコーライト社に売る個人の採鉱者によるものだそうです。
そして、採掘された「アンモライト」のうち、約5パーセントが宝石に適しているそうです。

美しい鉱物 17
これが「アンモライト」です。
約8000万年前の化石で、カナダのアルバータ州で発見されたものです。
直径は約60cmほどです。

危険な鉱物である胆礬(たんばん)

危険な鉱物である胆礬について調べてみました。

胆礬(たんばん、chalcanthite)は鉱物(硫酸塩鉱物)の一種です。
結晶系は三斜晶系で、短柱状です。
板状結晶ですが鍾乳石状,腎臓状,粒状の形になることが多く、ガラス光沢をもち、半透明の青色を呈しています。
比重 2.28,硬度 2.5で、水によく溶け、加熱すると結晶水を失って白色粉末になります。
大型の単結晶は稀で、銅鉱山の坑道の天井に鍾乳石様の塊を形成したり、内壁から霜柱状の結晶が成長するという産状が多いそうです。
人工的に、岩の上に硫酸銅の結晶を成長させたものが観賞用の標本として販売されることもあるそうです。
和名は胆礬ですが、Blue Vitriol (青硫酸塩)と呼ばれたり、ブルー・ジャック (blue jack)とも呼ばれたりします。
国際名はギリシャ語のChalkos (銅)と anthos (花)からきていて、銅の青い花という意味です。
秋田県花岡鉱山では、坑道の天井からポタポタ垂れる水滴を、「タンバ」と呼んでいたそうです。
つまり、胆礬を含んだ水のことで、硫酸イオンのため強酸性を示します。
これは、鉱夫の天敵ともいえるやっかいな相手で、木綿製の衣服に触れるとすぐにボロボロになります。
昔はラシャと呼ばれる分厚いコートを着て、頭には帽子を被っていたそうです。
安全靴がなく、わらじをはいていた頃は、足の皮膚が負けて赤くはれ、やがて黄色く変色したそうです。
また、水溶性なので、当然のことながら舐めてはいけないそうです。
見た目の美しさから、観賞用に購入することも出来るそうですが、絶対に不法投棄してはいけないそうです。
この結晶を池に投じれば、藻類を絶滅させることも可能で、他の生態系にも多大な被害を生むそうです。
胆礬は、銅の鉱物です。
銅は過剰に摂取すれば毒性を発揮するとは言え、人体に必須の鉱物です。
でも、胆礬は他の物質と組み合わさったことで、生物学的に高い利用可能性を有することになりました。
すなわち水に溶け、動植物に大量に吸収されることによって体のプロセスを停止させ、弱らせたり、命を奪ったりするようになりました。

Chalchantite
この胆礬の標本は、霜柱式に結晶が成長したもので、こんなになるのは珍しい方だそうです。
先端がやや曲がる傾向は、霜柱と同じく、重力の影響を受けているそうです。
これは、USA、アリゾナ、惑星鉱山産です。

2-1_e
このように魅惑的な青い結晶は、銅が硫黄や水などと結合したものです。
写真のように、美しく、希少性も高いため、人工胆礬を生産する企業もあり、市場には偽物が出回り始めたそうです。
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