シートアースとは、地質学文献で用いられるイギリスの石炭鉱業用語です。ジャクソン[1]が指摘しているように、シートアースとは石炭層の下にある堆積岩の層です。地質学文献では、シートアースはシートアース、シートロック、シートストーンとも呼ばれています。シートアースの物理的特性に応じて、アンダークレイ、ファイアクレイ、フリントクレイ、ガニスターなど、様々な名称が用いられます。
下地
下層粘土は、軟らかく分散性のある粘土またはその他の細粒堆積物からなるシートアースであり、石炭層の直下または底部を形成しています。下層粘土には通常、化石の根が含まれ、顕著に発達した土壌構造が見られます。風化によって変化していることが多いです。石炭紀の石炭層中に産する下層粘土は、一般的に柱頭根を含んでいます。下層粘土の同義語には、シート粘土、ルート粘土、ティル、ワラント、コール粘土、ワラント粘土などがあります[1]。
下層粘土は、通常、植物活動や土壌形成過程によって変質したことを示すかなりの証拠が見られ、全体または一部が埋没土壌となっており、古土壌と呼ばれています。さまざまな詳細な研究で文書化されているように、[2] [3] [4] [5]、下層粘土とシートアースは、通常、土壌断面の発達に特徴的な特徴を示しています。具体的な下層粘土に応じて、これらの土壌特徴には、土壌原性のスリック サイド、土壌原性の土壌構造、照り付けられた粘土細孔充填物、さまざまな種類の土壌原性の微細組織、根粒形成物、カリケ結節、根の型、土壌層位の組み合わせが含まれます。より発達した古土壌では、鉱物学の大幅な変化、つまりアルカリおよびアルカリ土類元素の浸出と転流、およびスメクタイトとヒドロキシ層間バーミキュライトのカオリナイト化が起きているでしょう。現代の河川デルタや氾濫原の「インセプティソル」と呼ばれる、あまり発達していない現代の土壌の土壌断面に見られるように、あまり発達していない古土壌では、下層の粘土に目立った変化は存在しない可能性がある。
これらの研究は、下層粘土中に形成された、あるいは下層粘土を含む古土壌が、有機堆積物に埋もれる前の地表形成期に下層粘土に植物やその他の土壌形成プロセスが及ぼした影響を主に反映していることを示しています。植物の成長、浸水、そして泥炭層が堆積し後に上部の石炭となった湿地の形成過程で生じたその他のプロセスによって、古土壌は変化し、下層粘土が形成されました。[2] [6] [7]
耐火粘土
含水アルミニウムケイ酸塩を豊富に含む珪質耐火粘土からなる下層粘土は、耐火粘土とも呼ばれます。すべての下層粘土が耐火粘土ではないのと同様に、すべての耐火粘土が下層粘土であるわけではありません。[1] [8]石炭紀およびその他の石炭含有地層では、耐火粘土は多くの下層粘土を含むことが非常に一般的です。下層粘土を構成する堆積物が風化、植物、その他の土壌プロセスによって変質した結果、下層粘土を構成する耐火粘土の大部分が形成されました。
フリント粘土
石炭層に関連するもう一つの粘土は、主にカオリンからなる、滑らかなフリント状の耐火粘土または泥岩で、「フリント粘土」と呼ばれます。フリント粘土は、顕著な貝殻状の割れ目を呈し、結晶性の高いカオリナイトのため、水中で消和しにくい性質を持っています。 [1]
フリント粘土は、砕屑性または自生性の起源を持つ。砕屑性フリント粘土は、熱帯気候下で風化が進んだ高地から侵食・運搬され、沿岸平野に再堆積したカオリナイトを豊富に含む堆積物から成り、石炭を含む地層が堆積した。自生性フリント粘土は、泥炭層などの酸性物質が堆積した後にその場で変質した堆積物から成り、沼地や湿原に堆積する。
フリント粘土は、石炭に関連しない他のカオリン鉱床と関連することもあるため、すべてのフリント粘土がシートアースであるとは限りません。
石炭に付随するフリント粘土は、通常、石炭層中に「トンシュタイン」と呼ばれる薄く横方向に連続した層（帯状）として存在します。石炭層中に見られるトンシュタインの場合、泥炭湿地や泥炭層に薄い層として堆積した火山灰を含むガラス質物質が酸性水と交互作用することでフリント粘土が形成されました。[9] [10]
ガニスター
耐火粘土と同様に、ガニスターは石炭層とは独立して、石炭紀やその他の堆積層中に産出する。したがって、耐火粘土の場合と同様に、すべてのガニスターがシーアースであるわけではない。ガニスターは、シリカレンガの製造に用いられる、硬化した細粒の石英質砂岩である。二次シリカによって固結され、特徴的な破片状の割れ目を有する。[1] [8]
定義によれば、ガニスターは、表層の土壌形成過程によって石英質がセメント化されてシルクリートを形成するか、あるいは地下で続成作用によってセメント化されることによって形成される。シートアースとして、あるいは石炭含有地層内の他の場所で発生するガニスターの詳細な研究により、それらは古代の古土壌であることが明らかになっており、その物理的特性と起源は、シルクリートと呼ばれる現代のシリカセメント化土壌と同等である。[11] [12] [13]ボツワナのオカバンゴ・デルタでは、現代のガニスターの形成が観察されている。[14]
参考文献
- ^ abcde Jackson, JA, 1997, 『地質学用語集』第4版、アメリカ地質学研究所、アレクサンドリア。ISBN 0-922152-34-9
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