4_15 周口店：中国2

　北京南西部にある周口店を訪れました。周口店といえば、北京原人です。北京原人の山地である周口店は、世界遺産にも選ばれています。今回は北京原人の遺跡の見聞録です。

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　周口店は、北京の50キロメートル南西の周口店駅の近くにあります。周口村は、北京の市街地からは、だいぶ外れてあり、房山県に属します。周口店は、永定河の支流、ハ（第2水準ではない漢字）児河と竜骨山の出合うところにあります。私が訪れた2002年3月26日の周口店は、白やピンクの桃と桜、黄色いレンギョウの咲く、のどかな季節でした。周口店は、石炭や石灰岩の産地としての一面も持っていました。
　北京原人は、鉱務顧問として招かれたスェーデンの地質学者アンダーソンが、1918年に、周口店へ調査に来たとき、小動物の化石を採集しました。これがきっかけとなり、その後の北京原人の発見や、長年にわたる研究の始まりとなりました。
　その後、アンダーソンの他に、ツダンスキー、ボーリン、ブラックなどの古生物学者が、周口店を調査しました。また、斐文中、揚鐘健などの中国人研究者、中国地質調査所、北京大学が、発掘調査をしました。その結果、40個体ほどの人骨を含む多数の動物の化石、10万点を越える石器や石片類が発見されました。
　1927年に、アメリカのブラックが、人骨を、シナントロプス・ペキネンシス（正式には、ホモ・エレックトス・ペキネンシスに分類されています）と命名したことによって、北京原人が世界的にしられれようになりました。北京原人が、周口店に住みだしたのは、46万年前で、その後約20万年にもわたって、この洞窟に住み着いていました。洞窟の崩壊や堆積物による埋没によって、ここから立ち退かざる得なかったのは、23万年前です。
　北京原人のほかに、2万～1万8000年前の山頂人の遺跡も、同じところから見つかりました。山頂人の人骨や石器なども発見さています。
　周口店の遺跡は、オルドビス紀の石灰岩からできている山腹の洞窟でみつかりました。この洞窟付近は、眼下に扇状地が広がる景色のよいところです。
　洞窟は景色はいいのですが、生活のためには、洞窟まで登ったり降ったりしなければならず、大変なところです。いくら北京原人が、現代人のようにひ弱でなかったとしても、なぜ、わざわざこんな山に生活の場を求めたのでしょうか。
　単に雨風をしのぐという理由だけではない何かが、あるような気がします。狼やトラ、サーベルタイガーなどの外敵から身を守るためもあったでしょう。でも、食料の調達は、平野からが主だったのではないでしょうか。となると、やはり重い食料をかついで山を登るは大変だったのではないでしょうか。もしかすると、冬場の乾燥した時期は、水も下まで汲みにいかねばならなかったかもしれません。
　そこで、ふと、私は考えました。多くの北京原人は生活のしやすい平野に住んでいて、一部の北京原人だけは、山の洞窟に住んでいたのではないかと思いました。では、なぜこんなところ住んでいたかというと、私と同じことを北京原人も感じたからではないかと思いました。私がこの周口店の遺跡のある山腹に立って、真っ先に感じたことは、大変景色が綺麗なところだということです。その景色を毎日満喫したいがために、多少の不便は覚悟で、ここに住んだのではないかと。
　まったく科学的ではありませんし、根拠もありません。人類の仲間というだけで、彼らを自分と同等に考えて、感情移入してしまいまいました。だから、彼らが私達と同じことを感じたのではいか、とついついこんな妄想をしてしまいました。

4_14 北京の震旦：中国1

　2002年3月24日から27日まで、中国の北京付近の地質の見学に行きました。黄砂（こうさ）に霞む、北京は、桃が咲き、桜が咲き、若葉が芽ぶく、春でした。今回の見学の目的は、先カンブリア紀とカンブリア紀の境界を見ることでした。その目的を達したような、達しなかったような、不思議な気分でした。

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　北京の北西30キロメートルほどの村、三家店西方の永定河沿いに、目的の地があります。そこに、震旦紀とカンブリア紀の境界があります。中国では、カンブリア紀より前の8億年から6億年前の時代を、震旦（しんたん）紀と呼んでいます。
　さて、震旦紀とカンブリア紀の境界は、文献の上では、不整合であるとされています。今回の私の目的は、その不整合がどのようなものか見たかったのです。
　不整合とは、整合に相対する言葉です。ある地層が途切れることなく連続してたまったものを整合といいます。不整合は、たまった地層が、一度陸になり、もののたまらない状態で、何らかの侵食を受けた後、再び堆積の場となり、地層がたまったものです。
　不整合を認定するには、いくつかの条件があります。一番の条件は、上下の地層に、時間的ギャップがあることです。少なくとも削られた分の時間に相当する地層は、消失しているはずです。また、不整合の面は、水平とは限らないことです。もし、上下の地層の面が、平行でなければ（斜交しているといいます）、そこには不連続面があることになります。さらに、基底礫があることです。基底礫とは、下の地層が陸地であった時に侵食されて、その上に礫となり、上の地層の最下部（基底）に含まれているいるものをいいます。以上のような条件をみたせば、不整合と認定できるわけです。
　結論からいうと、今回の震旦紀とカンブリア紀の境界は、確認できませんでした。案内者の人によれば、他の地域では、不整合が確認できているということです。ここでは、どうも、断層によって、不整合が見えなくなっているようです。
　震旦紀の地層は、ぺらぺらとはがれやすい状態に変成された岩石（千枚岩といいます）になっていることが特徴です。千枚岩のもともとの岩石（原岩）は、赤い粒の細かい泥岩と緑の凝灰岩、淡灰色の石灰質砂岩からなっています。それのうち、泥岩は、赤色千枚岩、緑色千枚岩と呼ばれます。一方、カンブリア紀の地層は、石灰岩を主ような岩石とし、石英砂岩も含みます。石灰岩には、さまざまなものがあります。丸い石灰岩の粒を含むもの（魚の卵のように見えるので魚卵状石灰岩（oolitic limestone）と呼ばれます）竹の葉のような模様をもつものもの、化石を含むものなど、さまざまなものが見られます。
　今回観察した地点では、震旦紀の千枚岩に接して、カンブリア紀の魚卵状石灰岩があり、次ぎに、また、震旦紀の千枚岩がカンブリア紀の石灰岩があります。その間には、小さな断層はいくつもあるようで、不整合らしきところは見かけられませんでした。
　今回の震旦紀の地層は、千枚岩だけだったのですが、北京の東部には、ストロマトライトと呼ばれるシアノバクテリアがつくった岩石や、氷河堆積物からできた岩石もあります。震旦紀だけでなく、カンブリア紀の地層も、日本では見られない古い時代の地層です。中国にはもっともっと古い地層もあります。

6_10 4月の誕生石

　ダイヤモンド。この一言で、興味を示される方がたくさんおられると思います。4月の誕生石は、ダイヤモンドです。ダイヤモンドは、なぜ、綺麗なのでしょうか。その秘密を見ていきましょう。

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　ダイヤモンドは、単に値段が高いから、魅了されるのでしょうか。それだけではありません。宝石、特にダイヤモンドには、見ると誰でも、引き込まれるような美しさがあります。それは、天然の結晶がもつ特徴と、人間の叡智とが共同してつくりあげた美しさなのです。
　ダイヤモンドの特徴は、屈折率が高く、硬度（モースの硬度10）が大きいこと、そして、天然での産出が少ないことから、宝石として珍重されています。
　屈折理の高さは、透明鉱物の中でも最大です。屈折率が高いということは、ダイヤモンドの中に入った光が大きく曲げられます。また、ダイヤモンドは、波長によって屈折率が違っています。入る光の角度によっては、光を鏡のように反射させることができます。どこから見ても光をうまく反射する面をつくったものが、ブリリアン・カットなどとよばれる加工です。また、波長によって屈折率が違うため、きらめきが生じます。
　硬度が大きければ、その輝きは永遠に保証されます。
　ダイヤモンドの成分を見ていきましょう。ご存知の方もおられると思いますが、ダイヤモンドは、炭素（C）という元素からできています。同じく炭素からできている鉱物として、石墨（せきぼく）（グラファイトともいます）があります。しかし、石墨は、ダイヤモンドとは似ても似つかない鉱物です。石墨は、真っ黒な結晶で、手でこすると、結晶が手につくくらい柔らかいものです。けっして身に付けて飾ろうという気も起きないものです。
　炭素を、墨でも、もちろん石墨でもいいですが、高温あるいは高温高圧の条件にすると、原理的には、ダイヤモンドができます。強い圧力よって、ダイヤモンドは、炭素のぎっしりとつまった状態になっています。ぎっしりつまっているということは、密度が大きくなっています。同じ炭素からできている結晶でも、ダイヤモンドの密度が大きく（約3.5 g/cm3）、石墨は小さく（約2.2）なっています。
　では、天然のタイヤモンドは、どこでできたのでしょうか。それは、地球の深部です。地球は、深部に入るほど圧力が上がります。ダイヤモンドができるのは、100km以上の深度になります。そのダイヤモンドが、低温低圧の地表にくるには、マグマの働きによって地下から持ち上げられなければなりません。それも、ゆっくりと上がってくると、低圧で安定な鉱物である石墨に変わってしまいます。そのような余裕もなく、一気に地表にまで達したものが、ダイヤモンドとなります。
　現在、ダイヤモンドは合成されますが、天然のものとは不純物（インクルーション）で区別できます。人工結晶には、不純を含まなかったり、不純物の種類や入り方が違っています。ですから、区別できます。また、ダイヤモンドの贋物（イミテーション）として、ジルコン、YAG（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）やチタン酸ストロンチウムなどが用いられます。贋物はダイヤモンドだけではありません。いろいろなもので、あります。
　しかし、天然のダイヤモンドは、非常に変わったできかた、そして運ばれ方をしたものなのです。だから、ダイヤモンドの輝きには、人を惑わす魅力、いや魔力があるのかもしれません。ダイヤモンドの魔力は、人にイミテーションまで生み出さすまでにいたったのです。

5_16 鉱物とは

　前回、宝石の話しを書きました。そのとき、鉱物という言葉を、なんの説明もなく使用してきました。でも、鉱物とは、どんなものか、いえるでしょうか。今回は、鉱物について考えましょう。

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　鉱物とは、岩石を構成する基本的な粒子、物質です。
　鉱物は、結晶の種類のことで、3000から4000種類、発見されています。結晶には人工的なものも含まれますが、鉱物は天然のものだけをいいます。新しい鉱物は、今も発見されています。結晶とは、規則正しい元素の配列をもち、物理的（物性、光学的性質）や化学的性質が一様な物質をいいます。これでは、なかなか分かりにくいかもしれません。
　別のアプローチとして、思考実験をしましょう。
　ある岩石、たとえば御影石（みかげいし、正式には花崗岩といいます）を、2つに割ります。すると、同じ種類の岩石2個になるはずです。これを繰り返すと、ある時から、同じ種類とはいえなくなります。2つの部分の構成物の組み合わせや量が違ってくるはずです。たとえば、それが御影石なら、一方が透明な物質だけからなり、他方が黒っぽい物質だけからなるかもしれません。ここまでくれば、鉱物まであと一息です。
　さらに、何度か、繰り返し半分にします。そのどちらかを、また半分にしたとき、透明なら透明、黒なら黒という性質が続くとき、そのような物質を鉱物といいます。
　もしかすると、この思考実験は、より理解を困難にしたかもしれません。これをやぶ蛇といいます。でも、鉱物とは、そういうものです。
　鉱物というもののなかには、非常に綺麗で、人目を引くようなものもあります。博物館で見るような鉱物の結晶には、非常に綺麗なものがたくさんあるのを、ご存知の方も多いと思います。もし、それが自分のものになって、そんちょこそこらにはなく、身に着ければ、人も欲しがるようなものであったとします。すると、それは、「お宝」、宝石となるわけです。
　天然のものをさらに綺麗にして、よりよくみせるということも、されるようになってきました。「綺麗さ」に対する飽くなき努力でしょうか、それとも、単に「欲」に駆られた、行為でしょうか。

5_15 宝石とは

　宝石は、女性を魅了します。というとセクハラになるのでしょうか。男性でも、宝石を飾る人もいるでしょうし、お金になるので、魅了されているかもしれません。今回は、人びとが魅了されてやまない、宝石についてみていきましょう。

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　宝（たから）とは、さまざまなものがあります。多くの人にとっての宝もあります。人類全体にとっても宝は、世界遺産です。国の宝は、国宝です。家の宝は、家宝です。ひとりひとりにとっても、宝があるはずです。
　宝は、その大きさには関係がありません。小さな宝として、宝石があります。宝石は、誰もが宝と考えます。鉱物の知識もない古い時代から、宝石はあります。
　宝石は、大地の贈り物です。宝石とは、多くは鉱物の結晶です。天然の鉱物のうちで、特にきれいなもの、硬くて、変質や変色のないもの、そして少ししかないものを宝石といいます。宝石は高価なものをいうのですが、やや安いものは貴石（きせき）とよび、安いものは飾り石といって区別して呼びます。
　宝石を、きれいなものや硬いものなどという条件をつけました。「きれい」とは、鉱物の結晶として完璧さ、色や透明感、輝きなどから、総合して、人間が感じることです。硬いというのは、きれいさを保つために必要となります。やわらかいと、長年使っていると、傷ついていき、輝きをなくしていきます。しかし、十分に硬いと、傷つくことはあまりなく、きれいなまま保たれます。
　鉱物は、天然の結晶ですから、多少の傷があります。そのような傷を人が補（おぎな）い完璧なものにしたのが、宝石です。あるいは、よりきれいに見えるために、人はカットの方法や磨き方を考えだしました。それでも、きれいなものは、天然の鉱物のほんの一部なのです。
　宝石とは、選びに選び抜かれた鉱物の結晶なのです。したがって、選び抜かれた宝石は、数も少なくなり、希少性が出てきて、値段も高くなります。その代表的なものが、ダイヤモンド、ルビー、サファイア、エメラルドなどです。
　このような宝石を、誕生月を象徴するようにしたものを、誕生石といいます。誕生石の起源は、聖書やユダヤの歴史書などに、12種類の宝石の話がでてきます。その種類が現在のものかどうかは、はっきりしていません。しかし、人は、古くから宝石を大切にしてきたのです。そして、宝石には神秘的な力があり、幸運をまねくと考えてきたのです。
　現在の誕生石は、1912年にアメリカ合衆国の宝石屋さんが集まって、決めたものです。ちなみに、誕生石は、1月はガーネット、2月はアメジスト、3月はアクアマリン、コハク、4月はダイヤモンド、5月はエメラルド、ヒスイ、6月はムーンストーン、アマゾナイト、真珠、7月はルビー、8月はペリドット、メノウ、9月はサファイア、10月はトルマリン、オパール、11月はトパーズ、12月はトルコ石、ラピスラズリ、となっています。このなかには、鉱物ではないものや、宝石の条件に合わないものも含まれています。
　宝石は、マグマからできたり、地下深くでの高温や高圧の条件できた結晶です。宝石は、地球の営みによってできたものです。宝石の奥底に見え隠れする地球のダイナミズムを感じてください。

3_27 ミグマタイト

　変成岩の中でミグマタイトと呼ばれる岩石は、限りなく火成岩に近いものです。というのはマグマと呼んでいいものを変成岩の中に持っているからです。火成岩と変成岩の境界の岩石を見ていきましょう。

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　前回のべた片岩は、ぺらぺらとはがれやすそうに見える性質をもっていました。それより変成作用の程度が強くなると、もっと乱れた模様で、麻紐が絡まったような状態の、片麻状という変成岩のつくりになります。
　ある片麻岩を詳しくみますと、白っぽく、ゴマ塩の脈がみることができます。場所によっては、ゴマ塩状の部分が多かったり、集まっているところでは、片麻岩というより「ゴマ塩岩」といったほうがいいくらいのところもあります。「ゴマ塩岩」は、火成岩の花崗岩と呼んでいいものです。このような片麻岩中に花崗岩的な部分を持った岩石があります。それを、ミグマタイト（migmatite）と呼んでいます。日本語としては、混成岩ということもありますが、あまり使われていません。
　変成作用の程度が高くなると、変成岩の中に形成される鉱物も、より高温高圧で安定なものへと変わっていきます。温度や圧力などの変成作用の条件でいえば、ミグマタイトより、もっと高温高圧で形成された変成岩があります。近年には、超高温変成岩や超高圧変成岩なとが、世界各地から発見されています。
　ミグマタイトは、そのような超○○変成岩と比べれば、変成条件が低いのですが、火成岩と変成岩の境界に位置するという意味において、その重要性は変わりません。それは、変成岩と火成岩のカテゴリーは、温度や圧力で決められているのではなく、岩石の成因によって決められているからです。
　ミグマタイトが形成される条件は、ある程度限定されています。300MPa（Paはパスカルで圧力単位）以上（地下10km以深）では、圧力あまりかかわらず、溶けるか溶けないかは、温度だけで決定されます。
　花崗岩のマグマは、水が無ければ、1000℃以上でないと溶けないのですが、水を含むと700～800℃で溶けはじめ、泥岩の化学組成をもった岩石では、600～650℃で溶けはじめます。玄武岩質の化学組成をもつ岩石でも、水を含まないと1200℃以上でないと溶けないのですが、水を含むと800～1000℃で溶けはじめます。つまり、水を含む岩石の方が低温で溶けます。超高圧変成岩や超高温変成岩は、水をほとんど含まない岩石なのです。
　泥岩や砂岩の変成岩で、溶けた物質（マグマ）が集まって大きな塊となれば、花崗岩となります。溶けても集まらず、変成岩の中にそのままとどまっているのが、ミグマタイトになるのです。つまり、溶けた物質が移動するメカニズムが働くと火成岩の花崗岩になり、働かないと変成岩のミグマタイトになるという、違いを生じます。
　以上のことから、水が存在すると、泥岩や砂岩を原岩とした花崗岩質のミグマタイトは、比較的低温でできること判明しました。花崗岩質のマグマは、他の組成のマグマに比べて、比較的低温でマグマが形成されるということです。
　もう一つ重要なことは、泥岩や砂岩を構成する主要鉱物である石英、斜長石、正長石が一緒に溶けるときは、できるマグマも、ある一定の化学組成をもつものであるということです。そして、そのマグマの供給は、石英、斜長石、正長石のどれかがなくなるまで、同じマグマが形成されます。このような液形成のメカニズムが働くから、世界各地に、いろいろな時代、いろいろな原岩、いろいろな条件がありながら、いつも似たような花崗岩ができるのです。
　花崗岩は、いつでも（時代）、どこでも（地域）、同じようなもの（化学組成）が、たくさん（量）できるというの特徴があります。ミグマタイトという変成岩を調べることによって、その秘密が明らかになってきました。変成岩と火成岩は、こんなところで結びついていたのです。

3_26 緑色片岩

　変成岩の中で、典型的なもののひとつに、片岩（へんがん）というものがあります。片岩とは、薄い縞状のつくりをもった岩石です。特徴的な色の名前をつけて、岩石名とすることがあります。色のついた片岩は、野外で便宜的に使う名前ですが、専門語としても定着しているものもあります。緑色片岩もその一つです。緑色以外に、青、白、黒、赤などの色名がついた片岩があります。緑色と片岩という名前には、隠された地球の仕組みあります。それをみていきましょう。

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　岩石は鉱物からできてます。ですから、岩石の色は、鉱物の色を反映したものです。岩石は何種類かの鉱物からできています。その平均的あるいは積分的な総和が、岩石の色としてみえます。いろんな色の鉱物にあったとしても、ある色の鉱物が大量にあり、他の色が少量であれば、その大量の鉱物の色が、岩石の色となります。多数決の原理です。
　片岩には、緑色以外にも青色、白色、黒色、赤色を持つものがあります。その色は、ある鉱物の特徴的な色なのです。緑色片岩には、緑泥石や緑閃石と呼ばれる鉱物が多く含まれます。鉱物の名前からもわかるように、どちらも緑色の鉱物です。
　片岩は、緑色の部分や黒色の部分が単独であるわけでなく、縞模様になっています。緑色片岩の部分でも、緑色の濃淡があり、縞模様がみえます。隣同士の片岩が、違う色をしているというのは、何を意味しているのでしょうか。変成岩の形成条件としては、数センチメートルほどしか離れていないので、温度や圧力などの物理的条件は、ほとんど変わらなかったはずです。違っていたのは、化学的条件だと考えられます。
　化学的条件の違いとは、化学成分の違いを意味します。変成岩になる前の岩石の種類が違っていたということです。でも、そんなことがあるのでしょうか。実は、よくあることなのです。例えば、地層では、薄い層が重なっていることがよくあります。砂岩から泥岩まで堆積岩が変化したり、堆積岩に火山灰が繰り返し挟まっていることもあります。このような地層のことを互層（ごそう）といいます。互層では、構成物の変化が、繰り返しが起こっているのです。それは、化学成分の変化の繰り返し、ともいえるのです。片岩の色の違いは、原岩の互層を反映していたのです。
　緑色片岩の原岩は、玄武岩質の火山砕屑岩です。青色片岩の原岩は、緑色片岩と同じ玄武岩質の火山砕屑岩ですが、変成条件の違うものです。黒色片岩の原岩は有機物などのたくさん含んでいる泥岩、白色片岩は石英や長石の多い砂岩やチャート、赤色片岩はマンガンの多い特殊な堆積岩からできています。
　変成岩として、もとの岩石とはまったく違った見かけとなったとしても、氏素性は隠せないのです。原岩の化学組成は、変成岩に忠実に反映されています。さらに縞模様（互層）のようは原岩のつくりも残っているのです。
　変成作用の影響も、変成岩には色濃く刻まれます。変成岩は、地下深くで圧しつぶされ、熱せられて変化したものです。片岩には、チリメンの模様のように、くしゃくしゃに曲がることもあります。あるいは地図でみなければわからないほど大規模に曲がったり（褶曲）、切れている（断層）こともあります。
　チリメン模様や、褶曲、断層の方向は、その変成岩が受けた力（応力（おうりょく）といいます）と、岩石の物理的性質（物性（ぶっせい）といいます）によって決まります。ですから、変成岩に残された褶曲や断層の痕跡を丹念に調べると、変成岩が形成されたときの応力のかかりぐあい（応力場といいます）や、応力の時間変化などが読み解けます。
　緑色片岩の緑という色と、片岩というつくりには、原岩の履歴と、変成作用の履歴が深く刻まれているのです。変成岩とは、過去の多くの事柄を背負った岩石なのです。