堆積物

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堆積物を海に放出する川

堆積物は、風化侵食の過程で分解され、その後、風、水、氷の作用によって、または粒子に作用する重力によって輸送される、天然に存在する物質です。たとえば、シルトは、川の水に浮遊し、堆積によって堆積した海底に到達したときに運ぶことができます埋められた場合、それらは最終的には石化によって砂岩シルト岩堆積岩)になる可能性があります

堆積物は、ほとんどの場合、水(河川プロセス)だけでなく、風(風成プロセス)や氷河によっても輸送されます。砂浜や河道の堆積物は河川の輸送と堆積の例ですが、湖や海の動きの遅い水や立っている水から堆積物が沈殿することもよくあります。砂漠の砂丘と黄土は、風成の輸送と堆積の例です。氷河の モレーン堆積物とティルは氷で運ばれる堆積物です。

分類

ユカタン半島沖の堆積物

堆積物は、その粒子サイズ、粒子形状、および組成に 基づいて分類できます。

粒度

堆積物のサイズは、「コロイド」から「ボルダー」までのサイズで粒子を分類する「ファイ」スケールと呼ばれる対数ベースの2スケールで測定されます。

φスケール サイズ範囲
(メートル法)
サイズ範囲
(インチ)
集約クラス
(ウェントワース)
他の名前
<−8 > 256 mm > 10.1インチ ボルダー
−6〜−8 64〜256 mm 2.5〜10.1インチ コブル
−5〜−6 32〜64 mm 1.26〜2.5インチ 非常に粗い砂利 小石
−4〜−5 16〜32 mm 0.63〜1.26インチ 粗い砂利 小石
−3〜−4 8〜16 mm 0.31〜0.63インチ ミディアムグラベ​​ル 小石
−2〜−3 4〜8 mm 0.157〜0.31インチ 細かい砂利 小石
-1から-2 2〜4 mm 0.079〜0.157インチ 非常に細かい砂利 顆粒
0から-1 1〜2 mm 0.039〜0.079インチ 非常に粗い
1から0 0.5〜1 mm 0.020〜0.039インチ 粗砂
2対1 0.25〜0.5 mm 0.010〜0.020インチ ミディアムサンド
3から2 125〜250μm _ 0.0049〜0.010インチ 細かい砂
4から3 62.5〜125μm 0.0025〜0.0049インチ 非常に細かい砂
8から4 3.9〜62.5μm 0.00015〜0.0025インチ シルト
> 8 <3.9μm <0.00015インチ 粘土
> 10 <1μm <0.000039インチ コロイド

粒子形状の違いの概略図。球形度(垂直)と丸め(水平)の2つのパラメーターが表示されます。

粒子の形状は、3つのパラメータで定義できます。形状は粒子の全体的な形状であり、一般的な説明は球形、板状、または棒状です真円度は、粒子の角がどれだけ鋭いかを示す尺度です。これは、角とエッジが滑らかな丸みのある粒子から、角とエッジが鋭い丸みの悪い粒子までさまざまです。最後に、表面テクスチャは、粒子の表面の引っかき傷、くぼみ、隆起などの小規模な特徴を表します。[1]

フォーム

形状(球形度とも呼ばれます)は、主軸上の粒子のサイズを測定することによって決定されます。William C. Krumbeinは、これらの数値を単一の形式の尺度に変換するための公式を提案しました[ 2]。

どこ、 とは、粒子の長軸、中軸、および短軸の長さです。[3]フォーム完全な球形の粒子の1から、板状または棒状の粒子の非常に小さい値まで変化します。

別の手段がSneedとFolkによって提案されました:[4]

これも、球形度の増加に伴って0から1まで変化します。

真円度

堆積物粒子の真円度を評価するための比較チャート

真円度は、パーティクルのエッジとコーナーがどれだけ鋭いかを表します。正確な測定のために複雑な数式が考案されていますが、これらを適用することは困難であり、ほとんどの地質学者は比較チャートから真円度を推定します。一般的な説明用語は、非常に角張ったものから角張ったもの、角張ったもの、丸みを帯びたもの、丸みを帯びたもの、非常に丸みを帯びたものまであり、丸みの度合いが増します。[5]

表面テクスチャ

表面テクスチャは、ピット、割れ目、隆起、引っかき傷など、粒子の小規模な特徴を表します。これらは、長期間にわたって表面のマーキングを保持するため、石英粒子で最も一般的に評価されます。表面の質感は磨かれたものからつや消しのものまでさまざまで、穀物の輸送の歴史を明らかにすることができます。たとえば、つや消しの穀物は、風によって運ばれる風成堆積物に特に特徴的ですこれらの機能を評価するには、多くの場合、走査型電子顕微鏡を使用する必要があります。[6]

作曲

堆積物の組成は、次の観点から測定できます。

これは、粘土がサイズ範囲と組成の両方として使用できるというあいまいさをもたらします(粘土鉱物を参照)。

土砂流送

土砂は、水の流れの速度を低下させるため、人工の防波堤に堆積します。そのため、小川はそれほど多くの土砂負荷を運ぶことができません。
巨礫の氷河輸送。これらの岩は、氷河が後退するときに堆積します。

堆積物は、それを運ぶ流れの強さと、それ自体のサイズ、体積、密度、および形状に基づいて輸送されます。より強い流れは粒子の揚力と抗力を増加させ、粒子を上昇させますが、より大きなまたはより密度の高い粒子は流れを通って落下する可能性が高くなります。

河川プロセス:河川、小川、および陸地の流れ

パーティクルモーション

川や小川は、その流れの中で堆積物を運びます。この堆積物は、粒子の上向きの速度(抗力と揚力)と粒子の沈降速度のバランスに応じて、流れの中のさまざまな場所に存在する可能性があります。これらの関係は、上向きの速度に対する土砂の沈降速度(落下速度)の比率であるラウズ数について、次の表に示されています。[7] [8]

どこ

ユールストローム曲線:さまざまなサイズの堆積物粒子の侵食、輸送、および堆積(堆積)に必要な電流の速度
輸送モード ラウズ番号
掃流砂 > 2.5
浮遊砂:50%浮遊砂 > 1.2、<2.5
浮遊砂:100%浮遊砂 > 0.8、<1.2
ウォッシュロード <0.8

上向きの速度が沈降速度とほぼ等しい場合、堆積物は完全に浮遊砂として下流に輸送されます上向きの速度が沈降速度よりはるかに遅いが、堆積物が移動するのに十分高い場合(動きの開始を参照)、それは、転がり、滑り、跳動(流れに飛び込む)によって掃流砂としてベッドに沿って移動します、短い距離を輸送されてから再び落ち着く)。上向きの速度が沈降速度よりも速い場合、堆積物はウォッシュロードとして流れの中で高く輸送されます。[9]

一般に、流れにはさまざまな粒子サイズの範囲があるため、さまざまなサイズの材料が、特定のストリーム条件で流れのすべての領域を移動するのが一般的です。

河川のベッドフォーム

オーストラリア、ニューサウスウェールズ州のハンター川の床の砂に発達した現代の非対称波紋。流れの方向は右から左です。
ノバスコシア州ウルフビル近くのコーンウォリス川の干潮時に露出した曲がりくねった紋付きの砂丘
ノバスコシア州ソーバーン近くのコールバーンピットのステラトン層(ペンシルベニア州)の古代の水路堆積物。

堆積物の動きは、川や川床に波紋砂丘、反砂堆などの自己組織化された構造を作り出す可能性がありますこれらのベッドフォームは堆積岩に保存されることが多く、堆積物を堆積させた流れの方向と大きさを推定するために使用できます。

表面侵食

陸地の流れは土壌粒子を侵食し、それらを下り坂に運ぶ可能性があります。陸地の流れに関連する侵食は、気象条件や流れの状態に応じて、さまざまな方法で発生する可能性があります。

  • 雨滴の最初の衝撃が土壌を取り除く場合、その現象はレインスプラッシュ侵食と呼ばれます。
  • 陸地の流れが堆積物の巻き込みの直接の原因であるが、ガリーを形成しない場合、それは「シート侵食」と呼ばれます。
  • 流れと基板がチャネライゼーションを許可する場合、ガリーが形成される可能性があります。これは「ガリー侵食」と呼ばれます。

主要な河川堆積環境

堆積物の堆積のための主な河川(河川および小川)環境には、次のものがあります。

風成過程:風

風は、微細な堆積物の輸送と、浮遊粉塵からの砂丘地帯と土壌の形成をもたらします。

氷河プロセス

モンタナからの氷河堆積物

氷河はさまざまなサイズの堆積物を運び、それをモレーンに堆積させます。

マスバランス

輸送中の堆積物とベッドに堆積する堆積物の全体的なバランスは、Exnerの式で与えられます。この式は、堆積による河床高度の増加率が、流れから落ちる堆積物の量に比例することを示しています。この方程式は、流れの力の変化が堆積物を運ぶ流れの能力を変えるという点で重要であり、これは、流れ全体で観察される侵食と堆積のパターンに反映されます。これはローカライズすることができ、単に小さな障害物が原因です。例としては、流れが加速する巨礫の後ろの洗掘穴や、蛇行曲がりの内側への堆積などがあります。侵食と堆積も局所的である可能性があります。ダムの撤去基準面により侵食が発生する可能性があります秋。堆積は、川が貯水してその全負荷を堆積させるダムの定置、または基準面の上昇が原因で発生する可能性があります。

海岸と浅瀬

海、海、湖は時間の経過とともに堆積物を蓄積します。堆積物は、陸地に由来する陸生物質で構成されている可能性がありますが、陸域、海洋、湖沼(湖)環境、または水域に由来する堆積物(多くの場合生物学的)のいずれかに堆積する可能性があります。陸生物質は、近くの川や小川、または再加工された海洋堆積物など)から供給されることがよくあります。海嶺では、死んだ生物の外骨格が主に堆積物の蓄積に関与しています。

堆積した堆積物は堆積岩の源であり死ぬと堆積した堆積物で覆われた水域の住民の化石を含む可能性があります。岩石に固化していない湖底堆積物は、過去の気候条件を決定するために使用できます。

主要な海洋堆積環境

海洋環境における堆積物の堆積の主な領域は次のとおりです。

  • 沿岸の砂(例えば、浜の砂、流出する川の砂、沿岸のバーと砂嘴、ほとんど動物相の含有量がなく砕屑性)
  • 大陸棚(シルト質 粘土、海洋動物相の含有量の増加)。
  • 棚の縁(低地の供給、主に石灰質の動物相の骨格)
  • 棚の斜面(はるかに細かいシルトと粘土)
  • 「ベイマッド」と呼ばれる堆積物を伴う河口のベッド

河川と海洋の混合物であるもう1つの堆積環境はタービダイトシステムであり、これは深海の海溝だけでなく、深海の堆積盆地への主要な堆積源です。

堆積物が時間の経過とともに蓄積する海洋環境の窪みは、堆積物トラップとして知られています。

ヌルポイント理論は、堆積物の堆積が海洋環境内で流体力学的選別プロセスを経て、堆積物の粒径が海に向かって微細化する方法を説明しています。

環境問題

侵食と河川への農業堆積物の供給

堆積物の負荷が高い原因の1つは、焼畑熱帯林の焼畑耕作です。地表から植生が剥ぎ取られ、すべての生物が焼かれると、上部の土壌は風と水の両方の侵食に対して脆弱になります。地球の多くの地域では、国のセクター全体が侵食されています。たとえば、その国の土地面積の約10%を占めるマダガスカルの高い中央高原では、土地面積の大部分が植生し、ガリーが下層の土壌に侵食されて、ラヴァカと呼ばれる独特のガレーを形成していますこれらは通常、幅40メートル(130フィート)、長さ80メートル(260フィート)、深さ15メートル(49フィート)です。[10]一部の地域には150ラヴァカ/平方キロメートルがあり[11]、ラヴァカは河川によって運ばれるすべての堆積物の84%を占める可能性があります。[12]この沈泥は、川を暗赤褐色に変色させ、魚の大量死につながります。

侵食は、単一の種類の作物の栽培と収穫のために自生植物を除去することで土壌が支えられなくなった現代の農業の分野でも問題となっています。[13]これらの地域の多くは、川や排水路の近くにあります。侵食による土壌の喪失は、有用な農地を取り除き、堆積物の負荷を増やし、人為的肥料を河川系に輸送するのに役立ち、富栄養化につながります。[14]

土砂供給率(SDR)は、河川の出口に供給されると予想される総侵食(インターリル、リル、ガリー、および小川の侵食)の割合です。[15]堆積物の移動と堆積は、WaTEM / SEDEMなどの堆積物分布モデルを使用してモデル化できます。[16]ヨーロッパでは、WaTEM / SEDEMモデルによると、土砂供給率は約15%であると推定されています。[17]

サンゴ礁付近の沿岸の発達と堆積

サンゴ礁付近の流域の発達は、堆積物に関連するサンゴストレスの主な原因です。開発のために流域で自然植生を剥ぎ取ると、土壌が風と降雨の増加にさらされ、その結果、降雨時に露出した堆積物が侵食されて海洋環境に運ばれやすくなる可能性があります。堆積物は、サンゴを物理的に窒息させたり、表面を磨耗させたり、堆積物の除去中にサンゴにエネルギーを消費させたり、藻類の異常発生を引き起こしたりするなど、さまざまな方法でサンゴに悪影響を与える可能性があります。解決。

堆積物が海の沿岸地域に導入されると、堆積物の排出源の近くの海底を特徴付ける陸地、海洋および有機物由来の堆積物の割合が変化します。さらに、堆積物の供給源(すなわち、陸、海、または有機的)は、地域を特徴付ける粗いまたは細かい堆積物の粒子サイズが平均してどれほど大きいかと相関することが多いため、堆積物の粒子サイズ分布は、土地の相対的な投入量に応じてシフトします(通常は細かい)、海洋(通常は粗い)、および有機物由来(年齢によって変化する)の堆積物。海洋堆積物のこれらの変化は、任意の時点で水柱に浮遊する堆積物の量と堆積物に関連するサンゴのストレスを特徴づけます。 [18]

生物学的考察

2020年7月、海洋生物学者、「準浮遊アニメーション」の好気性 微生物が、南太平洋環流(SPG)の海底から250フィート下にある、最大1億150万年前の有機物の少ない堆積物で発見されたと報告しました。 (「海で最も死んだ場所」)、そしてこれまでに見つかった中で最も長生きする生物である可能性があります。[19] [20]

も参照してください

  • 砂礫(川の形態)  –流れによって堆積した川の堆積物の隆起した領域
  • ビーチカスプ –弧状のさまざまなグレードの堆積物で構成された海岸線の形成
  • Biorhexistasy
  • Bioswale  –地表流出水を管理するために設計された景観要素
  • デカンテーション –混合物を分離するためのプロセス
  • 堆積(地質学)  –堆積物、土壌、岩石が地形または陸塊に追加される地質学的プロセス
  • 堆積環境 –特定の種類の堆積物の堆積に関連する物理的、化学的、生物学的プロセスの組み合わせ
  • 侵食 –土壌や岩石を取り除く自然のプロセス
  • Exner方程式
  • 粒子サイズ、別名粒子サイズ–堆積物の個々の粒子、または砕屑岩中のリチウム化粒子の直径
  • 雨のほこり、堆積物の降水量としても知られています
  • レゴリス –固い岩を覆う緩い不均一な表層堆積物の層
  •  –細かく分割された岩石と鉱物粒子で構成される粒状材料
  • 堆積学 –自然堆積物とそれらが形成されるプロセスの研究
  • 堆積物トラップ –堆積物が時間の経過とともに実質的に蓄積する地形的窪地
  • 沈降 –粒子が液体の底に沈降して沈殿物を形成するプロセス
  • 地表流出 –地表に浸透していない過剰な雨水の流れ

参考文献

  1. ^ Boggs、Sam(2006)。堆積学と層序学の原則(第4版)。ニュージャージー州アッパーサドルリバー:ピアソンプレンティスホール。p。65. ISBN 0131547283
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さらに読む

  • プロセロ、ドナルドR。; Schwab、Fred(1996)、堆積地質学:堆積岩と層序の紹介、WH Freeman、ISBN 978-0-7167-2726-2
  • Siever、Raymond(1988)、Sand、New York:Scientific American Library、ISBN 978-0-7167-5021-5
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  • 読書、HG(1978)、堆積環境:プロセス、顔面および層序、ケンブリッジ、マサチューセッツ:ブラックウェルサイエンス、ISBN 978-0-632-03627-1
0.11854791641235