地層と地球の歴史（知識）の問題
日本列島の付加体で、断層で切られていない一続きの地層を観察した。地層の逆転はなく、下位から上位へ順に岩石 a〜d が重なっていた。それぞれの岩石の観察結果は次のとおりである。
| 岩石 | 観察結果 |
|---|---|
| a（最下位） | 黒っぽい細粒の火山岩で、表面が急に冷えてできた、枕のような丸いかたまりが積み重なっている。 |
| b | 粒子は肉眼では見分けられないほど細かく、鋼鉄のくぎでこすっても傷がつかない。うすい塩酸をかけても気体は発生しない。顕微鏡で見ると微化石が多数含まれる。 |
| c | 粒径 以下の細かい粒子からなる。火山ガラスは含まれない。 |
| d（最上位） | 粒径 の、丸みをおびた鉱物や岩石の破片からなる。火山ガラスは含まれない。 |
この地層の重なりについて述べた文として最も適当なものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。
- ア a は、陸上に流れ出た溶岩が空気中で急に冷えて固まったものである。
- イ b は、炭酸カルシウムの殻をもつ生物の遺骸が集まってできたものである。
- ウ b は陸から遠い海洋底で、c と d は陸に近い海溝付近で堆積したと考えられる。
- エ d は、海洋プレートが中央海嶺の近くにあったときに堆積したと考えられる。
- オ c と d は、火山灰などの火山砕屑物が固まってできた火山砕屑岩である。
この問題で使うもの
- 付加体と海洋プレート層序（説明と入口の問題）
- 堆積岩の種類と続成作用（説明と入口の問題）
この問題を解けるようになるまで（22 技能）
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ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
岩石 a〜d がそれぞれ何という岩石かを観察結果から考え、さらに付加体がどのようにできるか（海洋プレートの移動と堆積物の関係）を思い出しましょう。
ヒント 2
枕状溶岩は水中で、チャートは陸からの砕屑物が届かない遠洋で、泥岩・砂岩は陸からの砕屑物が届く場所でできます。塩酸と反応しないことは、炭酸カルシウムが主成分でないことを示します。
ヒント 3
a は中央海嶺付近、b は遠洋の海洋底でできたと考えられるので、ア・イ・エは誤りです。c・d が火山砕屑物からできたものかどうかを、火山ガラスの有無から判断しましょう。
答えと解説
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ウ
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解説を読む
まず、観察結果から岩石 a〜d が何であるかを考える。
- a：枕のような丸いかたまりが積み重なった溶岩は枕状溶岩である。枕状溶岩は、玄武岩質の溶岩が水中（海底）に噴出し、水で急に冷やされてできる。中央海嶺でつくられた海洋地殻の最上部にあたる。
- b：非常にかたく（くぎで傷がつかない）、塩酸と反応しないので、炭酸カルシウムが主成分の石灰岩ではなく、二酸化ケイ素が主成分のチャートである。チャートは放散虫などケイ酸質の殻をもつ生物の遺骸が、陸からの砕屑物がほとんど届かない遠洋の深海底に積もってできる。
- c：粒径 以下の砕屑物からなるので泥岩である。
- d：粒径 の丸みをおびた砕屑物からなるので砂岩である。c・d とも火山ガラスを含まないので、火山砕屑岩ではなく、陸から運ばれた砕屑物でできた砕屑岩である。
次に、地層の重なり方を考える。海洋プレートは中央海嶺でつくられ（a）、海溝へ向かって移動する間に、遠洋で生物の殻が積もる（b）。やがて海溝に近づくと、陸から運ばれた泥や砂が積もる（c, d）。これらが海溝で沈み込む際に陸側にはぎ取られて付け加わったものが付加体である。下位から a→b→c→d と重なっているのは、この順に堆積したことを表している。
したがって、正しいのは ウ である。
【ほかの選択肢の誤り】
- ア：枕状溶岩は水中（海底）で溶岩が急冷してできたものであり、「陸上に流れ出た溶岩が空気中で」が誤り。
- イ：b は塩酸をかけても気体が発生しないので、炭酸カルシウムを主成分とする岩石ではない。「炭酸カルシウムの殻」が誤りで、二酸化ケイ素の殻をもつ生物（放散虫など）の遺骸からできた岩石である。
- エ：d（砂岩）は最上位にあり、陸から運ばれた砕屑物でできているので、海洋プレートが海溝の近くまで移動してきたときに堆積したものである。「中央海嶺の近くにあったとき」が誤り。中央海嶺の近くでできたのは最下位の a である。
- オ：c と d は火山ガラスを含まず、陸から運ばれた泥や砂でできた砕屑岩（泥岩・砂岩）である。「火山砕屑岩」が誤り。
別解
a は枕状の丸いかたまりをもつ玄武岩質の火山岩で、枕状溶岩である。水中（海底）で噴出した溶岩が急冷してできる。
b は、肉眼で粒子が見えないほど細かく、鋼鉄のくぎで傷がつかないほど硬い。塩酸をかけても気体が発生しないので石灰岩ではない。微化石が多数含まれるため、放散虫などの遺骸（二酸化ケイ素の殻）からなるチャートである。
c は粒径 1/16 mm 以下の細粒の砕屑物で、火山ガラスを含まないので、泥岩（泥質の堆積岩）である。
d は粒径 1/16〜2 mm の丸みをおびた砂粒からなり、火山ガラスを含まないので、砂岩である。
付加体では、海洋プレート上で、海嶺で生じた玄武岩（海洋地殻）の上に、遠洋でチャートが堆積し、その上に陸に近づくにつれて泥岩、砂岩が堆積する。
各選択肢を検討する。
ア：枕状溶岩は水中で噴出してできるので誤り。
イ：b は炭酸カルシウムではなく二酸化ケイ素の殻をもつ放散虫などの遺骸からなるチャートである。塩酸で発泡しないことからも誤り。
ウ：b（チャート）は陸から遠い深海底で堆積した。c（泥岩）と d（砂岩）は陸に近い海溝付近でトラフ充填堆積物（陸からの砕屑物）として堆積した。正しい。
エ：d は陸に近い海溝付近の堆積物であり、中央海嶺付近ではないので誤り。
オ：火山ガラスを含まないので火山砕屑岩ではなく、通常の砕屑岩（泥岩・砂岩）である。誤り。
よって答えはウ。