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| ジェイコブスビル砂岩 | |
|---|---|
| 地層範囲:中原生代-中期カンブリア紀 | |
 AE シーマン鉱物博物館のコレクションにあるミシガン州ジェイコブスビル産のジェイコブスビル砂岩のサンプル | |
| タイプ | 形成 |
| 下地 | ミュニシング層 |
| オーバーレイ | フレダ砂岩 |
| 岩石学 | |
| 主要な | 砂岩 |
| 他の | 礫岩、シルト岩 |
| 位置 | |
| 地域 |  ミシガン州オンタリオ州 |
| 国 | .png/500px-Flag_of_the_United_States_(23px).png){kind=small} アメリカカナダ.svg/500px-Flag_of_Canada_(Pantone).svg.png){kind=small} |
| タイプセクション | |
| 名前の由来 | ミシガン州ジェイコブスビル |
ジェイコブスビル砂岩は、明るい色の縞模様と斑点が特徴的な赤い砂岩 層で、主にミシガン州北部、オンタリオ州の一部、スペリオル湖の大半の湖底で発見されています。耐久性と美観が評価され、この砂岩はカナダと米国の両方で建築用石材として使われました。この石は、およそ 1870 年から 1915 年の間にミシガン州のアッパー半島全域の 32 か所の採石場で採掘されました。
この砂岩は、レッドストーン、ブラウンストーン、スペリオル湖砂岩、イースタンサンドストーンなど様々な名前で呼ばれてきました。1907年、ジェイコブスビル層は現在の分類と、砂岩の産地として知られるミシガン州ジェイコブスビルにちなんでジェイコブスビルという名前が付けられました。この砂岩は、新原生代初期に陸上河川環境で堆積しました。[1]
地質学
分類
スペリオル湖南部の最も古い地質学的研究は、1800年代初頭に行われた。多くの研究では、スペリオル湖砂岩という用語を、さまざまな地質学的層を表すために使用した。[2] [3]砂岩の区別は、主にキーウィノー半島を東西に横切る区分、または下部の赤色砂岩と上部の灰色砂岩の間で行われた。[4]ジェイコブスビル層の現在の定義は、1907年にACレーンおよびAEシーマンによって行われ、さまざまなスペリオル湖砂岩がジェイコブスビル、フレダ、およびムニシングに分けられた。[5] [6]ジェイコブスビルは、下部赤色または東部として説明される砂岩を反映している。[7]彼らはまた、有名なポーテージレッドストーンを含む砂岩の産出で知られるミシガン州ジェイコブスビルにちなんで、ジェイコブスビルという名前を導入した。 [3] [7]
ジェイコブスビル砂岩と、ウィスコンシン州北部にある同様の砂岩であるベイフィールド・グループとの間の岩相および重鉱物群の類似性は、それらが相関関係にあることを示唆している。 [8] [9]ジェイコブスビル砂岩は、グループの最上部の層であるチェワメゴン砂岩に最も類似している。[10]類似性があるにもかかわらず、2つの層が1つであり同一であるかどうかは不明である。[10] [11]ジェイコブスビルとフレダ砂岩（ベイフィールドではなく）との相関関係は、鉱物学、組織、および地層の位置が類似していることに基づいて示唆されている。[12]この層は、オハイオ州南西部のミドル・ラン層に類似している。 [13]初期の研究では、ジェイコブスビルとニューヨーク州のポツダム砂岩との相関関係も示唆されていた。[5]
オハイオ州パットナム郡の赤色砕屑層は、 1948年にチャールズ・フェトケによって暫定的にジェイコブスビル砂岩と命名されました。 [13]
説明
ジェイコブスビル砂岩は、少量の酸化鉄を含むため、一般的に赤色で、ピンク、白、茶色のさまざまな色合いが混ざっています。[14]砂岩には、浸出と漂白によって生じた多くの白い縞や球状の斑点があり、周囲の色と鮮明な境界を形成しています。[14] [15]岩相は、石英を多く含むものから長石を多く含むものまで、砂岩と頁岩が異なります。[16] [17]この地層は、礫岩、レンズ状砂岩、塊状砂岩、赤色シルト岩の4つの異なる相で構成されています。[18]
砂岩はよく固結しており[17]、氷河堆積物や化石は含まれていません。[19]ジェイコブスビル砂岩の粒子の大きさは0.25～0.5 mm（0.0098～0.0197インチ）です。[14]マルケット郡とアルジェ郡で採取されたサンプルの平均に基づくと、ジェイコブスビル砂岩は、27.4%の非波動性石英、27.0%の波動性石英、23.0%のカリ長石、12.3%の珪質火山岩礫で構成されています。より小さな成分は、3.8%の多結晶石英、2.4%の変成岩、1.4%の堆積岩、1.3%の不透明岩、0.8%の塩基性火山岩、0.1%の斜長石です。ジェイコブスビル砂岩の重鉱物は、イルメナイト84% 、白鉄鉱4～5% 、ガーネット4% 、アパタイト3% 、ジルコン3% 、トルマリン1%で構成されています。[14]
範囲と地層
この層は、キーウィノー半島のキーウィノー断層の南東、アッパー半島のさらに東のスペリオル湖の南に位置しています。 [20]オンタリオ州では、ジェイコブスビル砂岩がスーセントマリーの下部にあり、南はバー川から北はワワ付近まで湖岸に沿って不連続に広がっています。 [21] [22]この層はウィスコンシン州アイアン郡にも少し広がっています。[23]堆積した表面が非常に不規則なため、[9]層の厚さはミシガン州では5フィート (1.5 m) から1,800フィート (550 m) 以上まで変化します。[24]この砂岩はスペリオル湖の大部分、特にミュニシング西部の下部にあり、 [7]最大で3,000フィート (910 m) 以上の厚みがあります。[3]ジェイコブスビル層はミュニシング層の下、オロント層群の上に不整合で存在しています。[19] [25]この層はキーウィーナワン超層群の上部層である。[26]ジェイコブスビル砂岩は水平から緩やかな傾斜まで変化し、古流跡はスペリオル湖盆地を指している。[27]
ジェイコブスビル層はアッパー半島全域で広く露出しており、オンタリオ州とウィスコンシン州では露出が少ない。[28]砂岩の崖には、植物をほとんど生育しないブロック状の崖錐がある傾向がある。[29]ジェイコブスビル砂岩は、湖面からわずか数フィートの高さにあり、ピクチャードロックス国立湖岸で露出している最古の層である。この砂岩は、ハイアワサ国有林のグランドアイランドで目立つように見られる。[25]
形成と年齢
ジェイコブスビル砂岩は河川、湖沼、デルタ地帯の環境で堆積した。[25] [30]砂と砂利は、ペノケアン造山運動中に形成された山々の残骸である北部ミシガン高地から北に流れる小川で運ばれた。小川は現在のスペリオル湖の南岸に沿って平らになり、ジェイコブスビル砂岩を形成する堆積物を堆積させた。[9]堆積環境は湿気が多く湿気が多かったため、砂岩は色素ヘマタイトの沈殿により赤色になった。その後の流体の流れにより、色素ヘマタイトが漂白されたジェイコブスビルに色の帯ができた。[31]
ジェイコブスビル層は、中原生代後期の大陸棚中部地溝帯の岩石の上に堆積した。例えば、オタワ国有林のスタージョン川沿いでは、ジェイコブスビル砂岩が、ジェイコブスビル砂岩が堆積する前に土壌が形成されていた約11億800万年前の大陸棚中部地溝帯の玄武岩を不整合に覆っている。[32]ジェイコブスビルは、カンブリア紀の ムニシング層によって不整合に覆われている。これらの境界制約の間のジェイコブスビル砂岩の正確な年代は長い間不明であった。ジェイコブスビル砂岩内の砕屑性ジルコン粒子の正確な年代測定により、現在では992.51 ± 0.64 Ma以降に堆積したと制約されている。[1]年代に関する追加の制約は、ジェイコブスビル砂岩がキーウィーノー断層帯内で褶曲していることから来ている。[33]キーウィノー断層の動きは、10億9000万年前から9億8000万年前のグレンビル造山運動の後期と関連している。[1]その結果、ジェイコブスビル砂岩は、グレンビル造山運動の最終段階であるリゴレット期（10億1000万年前から9億8000万年前）に堆積したと推定される。
帯水層
この地層は主に非圧帯水層で、[34]ジェイコブスビル帯水層[17]と呼ばれ、面積は4,363平方マイル (11,300 km 2 ) に及ぶ。[35]砂岩帯水層であるにもかかわらず、浸透性は低く[36]、水は主に約100～150フィート (30～46 m) の深さまで伸びる亀裂や裂け目を通って移動する。 1985年には、1日あたり650万米ガロン (25,000 m 3 ) の淡水が人間の使用のために汲み上げられた。[17]ジェイコブスビル帯水層の岩盤井戸の多くはウラン濃度が高い。[37]ウラン濃度の上昇は、特にキーウィノー半島でラドン濃度の上昇にも寄与している。[38]
抽出
砂岩の採掘は1860年代にアルジャー郡で始まり、2つの会社が鉄鋼業向けに近くの高炉を建設するための石材を提供した。[39]砂岩の採石が初めて大規模かつ商業的に始まったのは1870年頃である。 [40]砂岩産業は1890年代初頭にピークを迎えた。[41]長年にわたり約32の採石場[42]が存在し、ジェイコブスビルとマルケットの近くに集中し、他の採石場はスペリオル湖沿岸に点在していた。 [43]砂岩産業の終焉は場所によって異なるが、1915年頃の第一次世界大戦の勃発とともに終わった。[44]
ジェイコブスビル砂岩産業の主要人物の一人はジョン・ヘンリー・ジェイコブスであり、[42]ジェイコブスビル地域の最大の生産者は彼と関係がありました。[45]この町は1884年にジェイコブスがこの地域で最初の採石場を開いたときに設立されました。[46]砂岩とジェイコブスビルの町は両方とも彼にちなんで名付けられました。[20]
採石されたジェイコブスビル砂岩の2つの主な種類は、レッドストーンとブラウンストーンでした。[47]レッドストーンは、均一な種類と斑入りの種類の両方で、ジェイコブスビル地域から産出されました。[48 ]レインドロップと呼ばれる紫がかった茶色のブラウンストーンは、濡れたような外観からその名が付けられ、「スペリオル湖で採石された最も美しい石」と評されました。[49]ブラウンストーンとレインドロップはマルケットから供給されましたが、供給は一般的に限られていました。[48] 1900年代初頭まで、ジェイコブスビル砂岩は、一般にスペリオル湖砂岩、ブラウンストーン、またはレッドストーンと呼ばれ、マルケットやポーテージエントリー（例：マルケットブラウンストーン）のように、採石された場所が接頭辞として付けられていました。[9]
技術
砂岩は、規格石、トン石、および瓦礫石として採掘されたが、規格石が最も市場性が高く、高価であった。規格石のブロックは通常、8 x 4 x 2フィート（2.44 x 1.22 x 0.61メートル）の大きさであった。[50]規格石を除去すると、瓦礫石が副産物として生じ、安価に販売されるか、完全に廃棄された。[51]砂岩は4月から11月の間に採掘された。[52]冬は砂岩に悪影響を与える可能性があるためである。[53]
新しい採石場が開かれると、その下の砂岩にアクセスするために、最大50フィート（15メートル）の氷河漂砂と頁岩の表土が爆破されて除去されました。採石場の表面に砂岩の崖が存在しない場合は、採石できるように4フィート間隔で長く狭い溝が切られました。[52]溝の間からくさびを打ち込むか爆破することでキーが取り除かれ、ブロックが取り除かれるときに移動するスペースが作られました。[54]キーが取り除かれると、採石されるブロックの下に水平に穴が開けられ、くさびで割りました。これらの大きなブロックは、大ハンマーでくさびを打ち、サイズに合わせて砕かれました。適切なサイズになると、ブロックは路面電車でドックに運ばれるか、直接船に積み込まれました。[55]そこから砂岩は五大湖沿いの港に出荷され、内陸部に配送されました。[48] [53]
衰退
1893年にシカゴで開催された世界コロンビアン博覧会では、ホワイトシティが開かれ、暗い色のジェイコブスビル砂岩よりも明るい色の大理石や石灰岩が好まれるというスタイルの変化が起こりました。[57]建築の方向性は、特にスペリオル湖地域でジェイコブスビル砂岩を犠牲にして、10年以内に劇的に変化しました。[58] 1896年、ミシガン州の鉱物統計局長は次のように報告しました。
建築家たちは、設計図や仕様書の中で、これに反対を表明した。その理由は、帽子作りや仕立て屋と同じように、建築もスタイルや素材を変えなければならないからだ。彼らは、砂岩が多すぎるため、他の種類や色の石を使うことで、同じものにならないようにしなければならないと主張した。[53]
砂岩産業は衰退し始め、以前採掘された砂岩で需要を満たすのに十分だったため、多くの採石場が閉鎖された。 [59]数年間の需要低迷の後、世紀の変わり目頃に産業は回復した。[47]しかし、ミシガン州の砂岩の総生産量は1902年に188,073ドルでピークに達し、1911年には12,985ドルに落ち込んだ。[56] 1914年までに、州内で砂岩を生産している企業は3社未満となり、そのため数字は記録されなかった。[56]
ミシガン地質生物調査所長によると、この衰退は1893年の大恐慌と、採石場から主要市場までの距離が遠かったことが一因だという。[59]人造石、コンクリート、レンガが普及して安価になり、あらゆる種類の石が市場から駆逐された。[59]さらに、レンガ製造業者は石材の使用に反対する運動に成功した。[60] 1897年頃、ウェイン郡裁判所の建設中にジェイコブスビル砂岩が注目を集めた。[61]砂岩の使用は契約されたが、最終的にはオハイオ州の石材に変更され、[62]ジェイコブスビル砂岩は強度と耐久性が劣っているとの非難が高まった。[61]
産業の正確な終焉は不明だが、ほとんどの採石場は1915年頃までに閉鎖された。 [42]記録によると、ポーテージ・エントリー・レッドストーン社が運営していた最後の採石場は1923年から1926年の間に閉鎖された。 [48]産業の終焉にもかかわらず、20世紀に入って数年経っても、いくつかの新しい建造物ではジェイコブスビル砂岩が使われていた。例としては、バラガ学校（1903年～1906年）、ノーザン州立師範学校（現ノーザンミシガン大学）のJHケイ・ホール（1913年～1915年）、公共事業促進局がウルヴァリンに建設したUSSキアサージと名付けられた像などがある。[63]ほとんどの採石場はもはや稼働していなかったため、砂岩は既存の建物から回収されることが多かった。[64]
砂岩産業によって設立されたジェイコブスビルの町は、1897年頃に人口が約800人でピークを迎えました。[46]町は1910年頃から衰退し始め、1960年代半ばには郵便局が閉鎖され、住民はわずか70人しか残っていませんでした。[65]
その他のリソースと将来
ジェイコブスビル砂岩は主に石材として使われていたが、他の産業にも利用できる可能性がある。この地層には大量の鉄が含まれているが、探査はほとんど行われていない。[66]ジェイコブスビル地層を含むアッパー半島ではウラン資源の探査の歴史がある。[67] [68] 2003年から2010年の間に、2つの企業の共同事業により、ジェイコブスビルでのウラン探査に160万ドルが費やされた。[69]また、この砂岩を規格石材として採掘を再開することにも関心が寄せられている。[70]
ジェイコブスビル砂岩は国際地質科学連合によって世界遺産の石材資源に指定されている。[71]
用途
材質
ジェイコブスビル砂岩は、その強度、耐久性、美観から建築材料として人気がありました。特に、火災時の極端な温度や北部の気候の凍結融解サイクルに耐性があります。 [72] 1875年11月20日のマルケット 鉱業ジャーナルは次のように報告しています。
その耐火性はシカゴ大火事で徹底的にテストされ、スペリオル湖のブラウンストーンの壁は、大理石の前面が崩れて地面に落ちた高熱の影響でひび割れや鱗片、傷が付くことなく、無傷のまま立っていました。[73]
砂岩は安価で大量に入手でき、五大湖による輸送でさらにコストが削減された。また、加工や彫刻も容易で、建物全体に使用できた。[40]最も望まれていたのは、白い傷がなく、色が均一な石だった。[52]「色石の表現に特に適している」リチャードソン・ロマネスク様式は、建築における砂岩の普及に貢献した。 [59]この様式の建物は、急速に変化する社会に安定感を与え、スペリオル湖地域の特性によく適合していた。[74]
建物と構造物
アッパー半島[75]やアメリカ全土、カナダのオンタリオ州にある多くの建物の建設にジェイコブスビル砂岩が使われています。アッパー半島にあるこれらの建物には、カルメット劇場[76] 、聖イグナチオ・ロヨラ教会[77]、クインシー・ストリート歴史地区[78]のいくつかの建物があります。他の場所では、砂岩はニューヨーク市のオリジナルのウォルドルフ・アストリア・ホテルに使用されました。 [46]オンタリオ州スーセントマリーの多くの歴史的建物はジェイコブスビル砂岩で建てられています。これは、1895年のスーセントマリー運河の掘削とそれに続く産業ブームにより、砂岩が豊富にあったためです。これらの砂岩は、セントメアリーズ急流が何千年もの間この鉱床の上を流れ、鉄分を浸出させて大理石のような質感を残しているため、より明るく見えます。[79]
砕石は基礎、支柱、防波堤、橋脚などによく使われました。[51]
ジェイコブスビル砂岩はコンクリート骨材[48]や敷石[80]として使われてきました。
参照
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外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、ジェイコブスビル砂岩に関連するメディアがあります。
- オンタリオ州のジェイコブスビル砂岩の範囲を示す地図、[リンク切れ ]オンタリオ州北部開発鉱山省より
- 採石場の画像は、2017 年 8 月 31 日にcityofhoughton.com のWayback Machineにアーカイブされました。
- ポーテージ・ホートン採石場