

ケープ褶曲帯(CFB)は、南アフリカ共和国西ケープ州の西海岸と南海岸に沿って広がる、全長1,300キロメートル(810マイル)の褶曲・断層山脈帯である。ケープ褶曲帯は、古生代後期ペルム紀(3億年前から2億5000万年前)に形成され、南アフリカ南西部のケープ盆地に堆積した、褶曲・断層を伴う珪質砕屑性ケープ累層群の堆積岩層序に影響を与えている。[ 1 ] [ 2 ]
ケープ褶曲帯は、かつてはアルゼンチンから南アフリカを横切り南極大陸まで広がった同じ地殻変動によって形成された他の山脈とともに、より大きな造山帯の一部であった。 [ 3 ]これには、アルゼンチンのバイアブランカ付近のベンタナ山脈、東南極のペンサコーラ山脈、西南極のエルズワース山脈、オーストラリア東部のハンター・ボーエン造山運動が含まれる。この褶曲系に含まれる岩石は主に砂岩と頁岩で、ボッケフェルト群の頁岩は谷底に残っており、半島層のより侵食に強い砂岩はケープ褶曲山脈の平行山脈を形成している。この山脈の最高峰はセウェウィークスポールトピークで、標高2,325メートルである。
ケープフォールド山脈は、ケープ半島の北 200 kmにあるセダーバーグから南アフリカの南西部および南部の海岸線に沿って 850 km にわたって走る一連の平行山脈であり、その後、南海岸に沿って東 650 km にあるポートエリザベスまで続きます (右側の上下 2 つの地図を参照)。




これらの岩石は、カンブリア紀-オルドビス紀 (約 5 億 1000 万年前に始まり、約 3 億 3000 万~3 億 5000 万年前に終了)に南アフリカのすぐ南にあるゴンドワナ大陸南部で発達したリフトバレー内に堆積物として横たわった。 [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] (右の地球の地質年表のCと記された黄色のブロックを参照)。ケープ累層群(下記参照) として知られる厚さ 8 km の堆積層が、このリフトバレーの底に蓄積した。[ 6 ] 3 億 3000 万年前に始まったリフトバレーの閉鎖は、石炭紀とペルム紀初期にゴンドワナ大陸の南縁に沿って沈み込み帯が発達し、その結果フォークランド高原がアフリカに向かって移動したことによる。リフトバレーが閉鎖し、ケープ・スーパーグループが主に東西方向に走る(西側には東へ移動するパタゴニアとの衝突により南北方向に走る短い区間がある)一連の平行褶曲へと褶曲した後、古太平洋プレートがフォークランド高原の下に沈み込み続け、その結果フォークランド高原が南アフリカと衝突したことで、かつてのリフトバレーの南側に巨大な山脈が隆起した。褶曲したケープ・スーパーグループがこのそびえ立つ山脈の北麓を形成した。
フォークランド・ケープ・スーパーグループの山脈の重みによって南アフリカ大陸の地殻が沈下し、逆弧前地系が形成され、そこにカルー・スーパーグループが堆積した。[ 1 ] [ 6 ] [ 8 ]最終的にケープ・スーパーグループの大部分はこれらのカルー堆積物の下に埋もれたが、約1億8000万年前、そして再び2000万年前に亜大陸が隆起し、南アフリカから数キロメートルにわたる表層堆積物が除去される継続的な侵食が始まった際に、再び山地として姿を現した。[ 6 ]元々のケープ褶曲山脈の頂上は侵食されたが、北方のかなり柔らかいカルー堆積物よりもはるかにゆっくりとした侵食が行われた。こうしてケープ褶曲帯は、侵食されるアフリカの地形から「噴出」し、今日のケープ半島南部と南西部の海岸線に沿って800キロメートルにわたって続く山脈を形成した。実際、これらの島々は海岸線を形成しており、海に直接急勾配で傾斜しているか、比較的狭い海岸平野によって海から隔てられています。
フォークランド山脈は、ジュラ紀中期までに侵食されて重要性が薄れ、1億5000万年前にゴンドワナ大陸が分裂し始めた直後に南西に移動を開始し、ケープ褶曲帯が新しく形成されたアフリカ大陸の南部の縁に残った。これらの山脈は、アンデスやアルプスの基準からすると非常に古いが、石英砂岩の地質(下記参照)により風化に非常に強いため、急勾配で険しいままである。有名なテーブルマウンテンはケープ褶曲帯の一部であり、ケープ累層群の最も低い(最も古い)地層で構成され、主に石英砂岩で構成され、山とケープ半島の背骨を形成する山脈の残りの部分を特徴付ける印象的なほぼ垂直の崖を形成している。[ 5 ] [ 9 ]
ケープ褶曲山脈(石炭紀からペルム紀初期に形成)がどれほど侵食されてきたかは、ケープ半島にある標高1キロメートルのテーブルマウンテンが向斜山であるという事実によって証明されている。これは、ケープ累層群が最初に褶曲した際に谷底の一部を形成したことを意味する。半島と本土を結ぶ地峡の反対側にある、テーブルマウンテンとホッテントット・ホランド山脈の間の褶曲の最高標高(標高1.2~1.6キロメートル)である背斜は、侵食によって消失した。この背斜山が載っていたマルムズベリー頁岩と花崗岩の基盤岩も背斜を形成していたが、はるかに柔らかい岩石で構成されていたため、容易に侵食されて幅50キロメートルの平坦な平原(現在は砂丘砂に覆われている)となり、「ケープ・フラッツ」と呼ばれている。[ 5 ]
ケープ褶曲帯(すなわち山脈)は、クランウィリアム(ケープタウンの北約200km)付近からポートエリザベス(ケープタウンの東約650km)付近まで広がっています。これらの地点を超えるケープ・スーパーグループの堆積物は、山脈状に褶曲していませんが、場所によっては周囲の堆積物が侵食されて急峻な崖や峡谷を形成しています(例えば、クワズール・ナタール州のオリビ渓谷を参照)。[ 6 ] [ 7 ]
山々は中程度の高さではあるものの、雄大でドラマチックな景観を呈しています。これは、様々な地質学的要因によるものです。山脈には通常、丘陵はほとんど、あるいは全くなく、谷底から直接隆起しています。山の麓は通常、海面かそれに近い高さにあります。[ 10 ]
ケープ褶曲帯の山々は、褶曲帯よりも広大な ケープ累層群に属する岩石で構成されています。この累層群はいくつかの異なるグループに分けられます。
スーパーグループの西部と南部は、フォークランド高原が後に南アフリカとなる地域に衝突した際に、一連の縦走する山脈に褶曲している(左の図を参照)。しかし、この地域の全体は北と東に向かって傾斜しており、南と西では最も古い岩石が露出しているのに対し、スーパーグループの最も新しい岩石は北部に露出しており、ケープ・スーパーグループ全体がカルーの岩石の下に潜っている。カルーでの掘削により、ケープ・スーパーグループの岩石は、地表に露出している最北端から約150km北まで地表下に分布していることが明らかになっている。[ 7 ]
ケープ・スーパーグループは褶曲帯を越えて東に広がり、東ケープ州とクワズール・ナタール州北部にまで達するが、そこでは褶曲は起こっていない。[ 7 ]
ゴンドワナ大陸南部で発達したリフトバレー(左上の図を参照)への初期の堆積作用は、リフトの西端と東端に限られていました。これらの初期のリフトに流れ込んだ河川は砂と砂利を堆積させ、西側にクリフェウエル層群、東側にナタール層群を形成しました。 [ 6 ] [ 7 ]これらの層には化石は含まれていません。現在、クリフェウエル層群は、ランバーツ湾、ピケットバーグ、そしてパールロックの南西付近にいくつかの小さな斑点として露出しています。[ 11 ]
ナタール・グループは、テーブルマウンテン・グループ(下記参照)に類似しており、東ケープ州北部とクワズール・ナタール州の海岸近くに点在する細長い群落を形成しています。オリビ渓谷の印象的な断崖を形成し、ダーバンとピーターマリッツバーグを結ぶ道路の切通し、特にマリアン・ヒル・トール・プラザでその姿を確認することができます。 [ 6 ]グループの大部分は、数多くの河川によって深く浸食され、ダーバン・ピーターマリッツバーグ地域の荒々しい台地と断崖を形成しています。[ 7 ] [ 12 ]
地溝帯の拡大と深化に伴い、後に南アフリカ共和国となる地域の南部全域、西はカルヴィニアから東はイーストロンドンに至る線とクワズール・ナタール州の海岸線が水没し、[ 7 ]国の南部と東部を横断する海路が形成され、アガラス海と呼ばれるようになった。[ 6 ]海底は、西はクリフウェル層群、東はナタール層群、そしてその間の侵食された先カンブリア時代の岩石で構成されていた。[ 6 ]




当初はまだ浅く、おそらく内海であった海への最初の堆積物は、栗色の泥岩と黄褐色の砂岩が交互に重なった層で、それぞれの厚さは大部分が10~30cmでした。[ 5 ]泥岩ユニットには、潮の満ち引きによるさざ波の跡や、時折乾燥にさらされたことを示す多角形の砂で満たされた泥の亀裂がよく見られます。[ 5 ]この層はグラーフウォーター層として知られ、最大で400メートルの厚さに達しますが、[ 12 ]ケープ半島では60~70メートルの厚さしかありません。[ 5 ]グラーフウォーターの岩石からは化石は見つかっていませんが、浅瀬の動物の足跡が見つかっています。[ 6 ] [ 12 ]これらの痕跡の特に良い例は、ステレンボッシュ大学地質学部の玄関ホールで見ることができます。そこには、セダーバーグ山脈のグラーフウォーター岩の板が壁に組み込まれています。[ 7 ]
ケープ半島のチャップマンズ・ピーク・ドライブの切通しは、道路下のケープ・グラナイト基盤岩を覆うグラーフウォーター層に刻まれています。グラーフウォーター層は、オー・カープセ・ヴェグ(Ou Kaapse Weg)がウェストレイクからシルバーマイン台地へと斜面を登っていく2番目のヘアピンカーブの切通しでもはっきりと見ることができます。切通しでは、その上にあるペニンシュラ層への急激で明確な移行も見ることができます。下から最初のヘアピンカーブまで斜面を見上げると、グラーフウォーター層が載る花崗岩基盤岩が見えます。そして、最初のヘアピンカーブの切通しでは、花崗岩が風化してできた黄土色のざらざらした粘土がはっきりと見られます。
リフトバレーの底がさらに沈下し、おそらくは海まで突き抜けると、堆積物は急激に砂質になり、アガラス海の水深が急激に深くなったことを示しています(右の写真を参照)。最大2000メートルの厚さの、厚く層になった石英砂岩からなるペニンシュラ層(テーブルマウンテン砂岩とも呼ばれる)として知られる堆積物が堆積しました。これらの砂岩は非常に硬く、浸食に強いです。そのため、ケープタウンが下に位置する標高1キロメートルのテーブルマウンテンの上部600メートルを含む、ケープ褶曲帯の山々や険しい崖や険しい岩山の大部分を形成しています。化石は含まれていません。
半島の形成はケープタウンの北300km(西海岸のヴァンリンスドルプの北約50km)から南にケープタウンまで、そして東にクワズール・ナタール州北部まで、およそ南アフリカの海岸線に沿って、総距離約1800kmに及んでいます。[ 11 ]クランウィリアム(ケープタウンの北約200km)とポートエリザベス(ケープタウンの東約650km) の間の区間のみがケープ褶曲山脈に褶曲しています。
ペニンシュラ層の堆積物が堆積する間、この地域の西部は地質学的に見て短期間、氷河に覆われていました。これらの氷河または氷河湖に堆積したダイアミクタイト堆積物は、パクハウス層およびセダーバーグ層として知られています。[ 6 ]パクハウス漂礫岩の小さな塊は、テーブルマウンテンの頂上、マクリアーズビーコンで発生していますが、[ 5 ]パクハウス層およびセダーバーグ層の大部分は、スウェレンダムとカルヴィニアを結ぶ線の西側のより内陸の山々のペニンシュラ層の岩石の中に薄い層(平均でわずか約60メートルの厚さ[ 7 ] )として見られます。[ 7 ]これらのダイアミクタイト岩は細かく砕かれた泥で構成され、ファセット状の礫の寄せ集めが含まれています。この層は容易に侵食され、肥沃で緩やかな傾斜の緑の帯を形成しており、その景観は上下の珪岩のむき出しの岩肌と際立ったコントラストを成しているため、遠くからでも容易に認識できます。[ 7 ]氷河水平線の下にある珪岩は、いくつかの場所では一連の褶曲状に折り重なっています。これは、氷河の動きが下にある未固結の砂層に食い込んだことによって引き起こされたと考えられています。[ 7 ]その好例は、テーブルマウンテンのマクリアーズ・ビーコン近くの岩の尾根で見ることができます。この尾根は、ケープタウン・シティ・ボウルとテーブル湾を見下ろす台地の端に近い場所です。
パクハウス層は、トルハウスのすぐ下にあるミッチェル峠沿いの道路でもよく見られ、[ 5 ]特にクランウィリアム近くのパクハウス峠ではよく見られ、この層の名前の由来となっています。[ 7 ]
パクフイス層とセダーバーグ層を形成した氷河は、当時カメルーン付近にあった南極の方向、北西からやって来た。 [ 12 ]
パクハウス層とセダーバーグ層の上にあるアッパー半島層は、ロワー半島層よりもはるかに柔らかい砂岩で構成されており、しばしばナルドゥー層と呼ばれます。[ 7 ] [ 14 ]セダーバーグでは、この層が風によって浸食され、さまざまな「彫刻」、洞窟、その他の魅力的な構造物が形成され、これらの山々は有名になりました。[ 14 ]
約4億年前(デボン紀初期)、リフトバレーの底はさらに沈下しました。これにより、ボッケフェルト層群の深海性細粒堆積物が堆積しました。これは、主に砂質の堆積物からなるテーブルマウンテン層群とは顕著な対照をなしています。ボッケフェルト層群は主に泥岩で構成されています。[ 6 ]
ケープ・スーパーグループがケープ褶曲山脈に褶曲した後、これらの柔らかい泥岩は山頂から容易に洗い流され、谷間にのみ残りました。これらの泥岩はここで肥沃な土壌を形成し、周囲の山々を源とする河川からの灌漑によって、西ケープ州のブドウ園や果樹園は栄えています。 [ 6 ]
ボッケフェルト・グループはケープ半島やその地峡(ケープ・フラッツ)には広がっていません。この地域では、ステレンボッシュ、フランシュフック、パール、ダーバンビル、タルバグ、コンスタンシアのブドウ園が、ケープ・グラナイトとマルムズベリー頁岩の風化土壌の上に植えられています。これらの土壌は、この地域のケープ・スーパーグループの基盤岩を形成しています。
ボッケフェルド層群は東にポートアルフレッド(グラハムズタウン近郊)まで広がっており、ケープフォールドベルトの東端から約120km離れている。[ 11 ]
ケープ累層群で発見された化石の大部分は、ボッケフェルト泥岩層中に産出する。それらには、様々な腕足動物に加え、三葉虫、軟体動物、棘皮動物(ヒトデ、ウミユリ類、絶滅したブラストイド類とシストイド類を含む)、有孔虫、そして顎を持つ魚類(板皮類)が含まれる。[ 6 ] [ 7 ] [ 12 ]
ボッケフェルト層群の上層は次第に砂質となり、ヴィッテベルク層群の砂岩へと変化していく。ヴィッテベルク層群は、南部カルー地方のマジースフォンテンとレインズバーグの南にある山脈にちなんで名付けられている。これらの岩石は、3億7000万年から3億3000万年前に、アガラス海の残骸が堆積し浅い海洋状態で堆積した。[ 6 ]この層に含まれる化石はボッケフェルト層群よりも少ないが、保存されている化石群には、原始的な魚類、絶滅したサメの一種、腕足動物、二枚貝、体長1メートルのウミサソリなどがある。植物化石や多数の動物の足跡も見つかっている。[ 6 ] [ 7 ]ヴィッテベルク層群は、上にある氷河起源のドゥイカ堆積物 によって切断されている。後者はカルー累層群の一部を形成している。したがって、ヴィッテベルク層群はケープ累層群の最上層を形成している。ヴィッテベルク層群はケープ累層群の中で最も内陸側の露頭を形成する傾向があり、東方へはボッケフェルト層群(すなわちポート・アルフレッド)まで遡ることができ、ケープ褶曲帯から約120km先まで遡ることができる。[ 7 ] [ 11 ]
ボッケフェルト層とヴィッテベルク層は、東ケープ州北東部とクワズール・ナタール州には分布していない。これらの地域では、ケープ累層群はナタール層とペニンシュラ層の痕跡(介在するグラーフウォーター層は含まない)のみで構成されている。[ 11 ]

ヴィッテベルク堆積物は、ボッケフェルト期に比べると浅く、はるかに小さな水域であったアガラス海の残骸に堆積した。[ 7 ]ヴィッテベルク期(約3億3000万年前)の直後、超大陸が南極上空を漂流したため、ゴンドワナ大陸の大部分(特に後にアフリカと南極大陸となる地域、また南アメリカとインドの一部)は数キロメートルの厚さの氷の層で覆われた。[ 6 ] [ 7 ] [ 13 ]これらの氷河によって残されたダイアミクタイト堆積物は、ドゥイカ層群と呼ばれるカルー超層群の最初の層を形成している。氷河期の間、フォークランド高原は北方へと移動し、後に南アフリカとなる地域に入り、アガラス海であった窪地を閉じ、ケープ累層群の堆積物を、最終的に南アフリカの南西部と南部の海岸線となる地域とほぼ平行に走る褶曲へと押しやった。この造山運動は、氷床が溶けて南アフリカの大部分を覆う大きな湖(カルー海)ができた約2億6千万年前に始まったカルー堆積作用の次の段階まで続いた。結果として生じた海洋または湖沼の堆積物は、カルーのエッカ層群を形成している。このエッカの時代には、フォークランド高原が南アフリカへと衝突し続け、海洋地殻が高原の下に沈み込んだことで、南アフリカ南部にヒマラヤ規模の山脈が形成されていった。 [ 6 ]ケープ褶曲山脈はこの時期に完全に形成され、この巨大な山脈の北麓となった。したがって、この時期に発生した褶曲はケープ超層の堆積物だけでなく、カルー超層のドゥイカ層とエッカ層の南部も巻き込んでいた。[ 6 ] [ 7 ]
ゴンドワナ大陸が分裂した約1億5000万年前までに、フォークランド山脈はほとんど浸食され、南西方向に漂流して南アメリカ南部の海岸沖の現在の位置、ホーン岬の近くに移動し、アフリカ南部の海岸線に沿った海底のアガラス堆だけが残った。ケープ褶曲山脈が浸食による消滅を免れたのは、第一に山脈の骨格を形成する極めて硬い岩石(ペニンシュラ層砂岩)のためであるが、フォークランド山脈起源のカルー堆積物の下に埋もれたためでもあると考えられる。そのため、例えばカルー堆積物の痕跡は褶曲帯の中央にあるウースター・ロバートソン渓谷で見ることができる。[ 11 ] [ 15 ]
ケープ褶曲山脈に隣接するドゥイカ層とエッカ層の堆積物は、ケープ山脈の形成に寄与したのと同じ圧縮力を受けているにもかかわらず、ケープ褶曲山脈とは異なる山脈を形成している。これは、これらの堆積物がペニンシュラ層砂岩よりもはるかに柔らかい岩石で構成されているためであり、硬く侵食に強いドレライトやタービダイトの層に守られた部分を除き、すぐに「ローワー・カルー」の平坦な平原に浸食され、平原から突出する孤立した山地を形成した。[ 6 ] [ 15 ]


これらの山々は、古そうに見えるものの、特に古いものではありません。地質学的には中年層とされています。カンブリア紀~オルドビス紀(5億1000万年前~約3億3000万年前)に超大陸パンゲアが形成され、フォークランド高原が南アフリカに衝突した際に形成されました。 [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]標高は1000メートルから2300メートルまで変化しますが、これは主にペニンシュラ・グループ(上記参照)の 耐候性のある石英砂岩によるものです。
これらの山脈は、幅が 10 km 強以下の長い平行山脈として分布し、最大幅が約 50 km (ほとんどが 15~30 km) の同じ長さの谷によって区切られています。これらの山脈のほとんどは、硬くて侵食に強いペニンシュラ グループの岩石で構成されています。谷の底は、ボッケフェルト グループの泥岩で覆われている傾向があります。これらの山脈の注目すべき特徴は、標高 1,500 メートルの山々 (麓から頂上まで) が、底部の幅が 50~70 m 強しかない、非常に狭くほぼ垂直の壁を持つ峡谷によって切り開かれていることです。この峡谷を通って、内陸のグレート エスカープメントから川が海に流れています。これらの狭い峡谷の多くは道路で通行可能で、そこから山脈の断面図を見ることができ、その激しい褶曲と歪みを鑑賞することができます (上記右上の写真を参照)。その起源は次のとおりです。
褶曲山脈が形成された後、それらはケープ褶曲帯の南にあるヒマラヤ山脈ほどの大きさの巨大なフォークランド山脈からもたらされた堆積物の下に埋もれた。[ 6 ] [ 16 ]これらの山脈から浸食された堆積物は、カルー盆地の厚さ6kmのボーフォート堆積物の大部分を供給したが、 [ 6 ]それらはケープ褶曲帯も覆っていたため、浸食から守っていた。約1億8千万年前のカルー期の終わりには、亜大陸はドラケンスバーグ溶岩の厚い層で覆われていた。この出来事は南アフリカの隆起を伴い、亜大陸全体から何キロメートルもの表層の岩石が侵食される、現在まで続くほぼ途切れることのない時代をもたらした。[ 6 ] 1億5000万年前、ゴンドワナ大陸が分裂する中で南アフリカ周辺に形成されていた海に、この隆起した内陸部から流れ出る川は、ケープ褶曲帯を覆う保護層が浸食されて山頂が露出するにつれて、最終的に岩の尾根に遭遇した。川は短期間で堰き止められた後、これらの尾根を突破し、低い岩の障壁を貫く狭い通路を作り出した。侵食が続くと、これらの石英山脈がますます露出したが、現在では狭く流れの速い峡谷に限定されている川は、特に過去2000万年の間に、周囲の地形がどんどん低いレベルに侵食されるにつれて、各障壁を突破し続けた。[ 6 ]
1億5000万年前から流れてきたこれらの河川は、徐々に噴火するケープ褶曲山脈を流れ、その後、峡谷を切り開き、今日のこれらの山脈を特徴づける壮大な「poorte」と「klowe」(アフリカーンス語で峡谷または割れ目を意味する「poort」と「kloof」の複数形)を形成しました。最も有名な峡谷は、マイリングスポート、セウェウィークスポート、トラドウス峠、コグマンスクルーフ、ガルシア峠、ゴーリッツ川渓谷(道路は通っていない)、そしてミッシェル峠です。ミッシェル峠は他の峠よりもV字型ですが、それでも印象的です。さらに、いくつかの道路や幹線道路が峠を越えて山脈を越えたり、トンネルを通って山脈を通り抜けたりしています。
南アメリカとフォークランド高原がアフリカから分離したゴンドワナ大陸の分裂期に形成された、海岸線とほぼ平行に走る断層が数多く存在します。分離前のジュラ紀には、パタゴニアはケープタウンの西側に、フォークランド諸島は南側にありました。これらの断層のほとんどは現在では活動していませんが、1969年9月29日、ケープタウンの北東約160kmに位置するセレスとタルバグの町は、ウースター断層の北端の変動に起因する大地震によって大きな被害を受けました。 [ 6 ] [ 7 ]
もう一つの大きな(活動していない)断層は、スワートバーグ山脈の南端に沿って300kmにわたって走っています。スワートバーグ山脈はこの断層に沿って隆起し、オウツフールン地域ではケープ・スーパーグループの基盤となる岩石が露出しています。これらは地元では「カンゴ・グループ」として知られていますが、ケープ半島のテーブルマウンテンの基盤を形成する「マルムズベリー・グループ」や、西ケープ州の同様の露頭と連続していると考えられます。[ 6 ]リトル・カルーでは、この露頭は石灰岩で構成されており、地下水脈によって広大なカンゴ洞窟が削り出されています。[ 11 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]
以下は、ケープ褶曲帯内の西から東にかけての最大の山脈の一覧です。(括弧内は翻訳です。「berg」はアフリカーンス語で「山」を意味し、複数形は「berge」です。)
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