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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、長さ1,300キロメートル（810マイル）の褶曲衝上断層山脈です。ケープ褶曲帯は、古生代後期のペルム紀（3億年前から2億5千万年前）に形成され、南アフリカ南西部のケープ盆地に堆積した珪砕質のケープ超層群の堆積岩層に褶曲や断層をもたらしました。 [ 1 ] [ 2 ]
ケープ褶曲帯はかつて、アルゼンチンから南アフリカを経て南極大陸まで伸びていた同じ地殻変動の一部とし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した。 [ 3 ]これには、アルゼンチンのバイアブランカ近郊のベンタナ山脈、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ていました。この褶曲系に関与する岩石は主に砂岩と頁岩で、ボッケフェルト層の頁岩は谷底に残り、より侵食に強い半島層の砂岩はケープ褶曲山脈の平行な山脈を形成しています。この山脈の最高峰はセウェウィークスポートピークで、標高は2,325メートルです。
ケープ褶曲山脈は、南アフリカの南西海岸と南海岸に沿って850kmにわたって平行に連なる山脈群で、ケープ半島の北200kmにあるセダーバーグ から始まり、南海岸沿いに東へ650km離れたポートエリザベスまで続いています（右側の上下に並んだ2つの地図を参照）。
これらの岩石は、カンブリア紀からオルドビス紀（約5億1000万年前に始まり、約3億3000万～3億5000万年前に終わる）に、南アフリカのすぐ南、ゴンドワナ大陸南部で発達した地溝帯に堆積物として堆積した。 [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]（右側の地球の地質年代図のCとラベル付けされた黄色のブロックを参照）。ケープ超層群（下記参照）として知られる厚さ8kmの堆積層が、この地溝帯の底に堆積した。[ 6 ] 3億3000万年前に始まった地溝帯の閉鎖は、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。地溝帯が閉鎖し、ケープ超層群が主に東西方向に走る一連の平行褶曲（西側では東へ移動するパタゴニアとの衝突により、短い区間が南北方向に走っている）に褶曲した後、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、かつての地溝帯の南側に巨大な山脈が隆起した。褶曲したケープ超層群は、このそびえ立つ山脈の北麓を形成した。
フォークランド・ケープ超層群の山脈の重みにより、南アフリカ大陸の地殻が沈下し、後弧前縁系が形成され、そこにカルー超層群が堆積した。[ 1 ] [ 6 ] [ 8 ] やがて、ケープ超層群の大部分はこれらのカルー堆積物の下に埋没したが、約1億8000万年前と2000万年前に亜大陸が隆起し、南アフリカ から何キロメートルもの地表堆積物が除去される連続的な侵食のエピソードが始まると、山脈として再び姿を現した。[ 6 ] 元のケープ褶曲山脈の頂上は侵食されたが、北にある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侵食された。そのため、ケープ褶曲帯は侵食されるアフリカの景観から「噴火」し、今日、ケープ南部と南西部の海岸線に沿って800kmにわたって平行に連なる山脈を形成した。実際、それらは海岸線を形成しており、海に向かって急勾配で直接傾斜しているか、比較的狭い海岸平野によって海から隔てられているかのどちらかである。
フォークランド山脈はおそらく中期ジュラ紀までに比較的小さくなり、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方向に移動を開始し、ケープ褶曲帯が新たに形成されたアフリカ大陸の南部を縁取る形となった。これらの山脈はアンデス山脈やアルプス山脈の基準からすると非常に古いが、石英質砂岩の地質（下記参照）により風化に非常に強く、険しく起伏に富んでいる。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、ケープ超層群の最も低い（最も古い）地層で構成されており、主に石英質砂岩から成り、山やケープ半島の背骨を構成する山脈の残りの部分を特徴づける印象的なほぼ垂直の崖を形成している。[ 5 ] [ 9 ]
ケープ半島にある高さ 1 km のテーブル山が向斜山であるという事実は、石炭紀とペルム紀初期に形成されたケープ褶曲山脈がどの程度侵食されたかを証明するものである。つまり、ケープ超層群が最初に褶曲した際に、テーブル山は谷底の一部を形成していた。半島と本土を結ぶ地峡の反対側にあるテーブル山とホッテントッツ・ホランド山脈の間の背斜、つまり褶曲の最高標高(標高 1.2 ～ 1.6 km) は侵食されてなくなっている。この背斜山が乗っていたマルムズベリー頁岩と花崗岩の基盤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 km の平原 (現在は砂丘の砂で覆われている) 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、クランウィリアム付近（ケープタウンの北約200km ）からポートエリザベス 付近（ケープタウンの東約650km）まで広がっている。これらの地点より先のケープ超層群の堆積物は山脈に褶曲していないが、周囲の堆積物が浸食されて急峻な崖や峡谷を形成している場所もある（例えば、クワズール・ナタール州のオリビ峡谷を参照）。[ 6 ] [ 7 ]
山々は、高さはそれほど高くはないものの、雄大でドラマチックです。これは、多くの地質学的要因によるものです。山脈は通常、麓がほとんどなく、谷底から直接そびえ立っています。山の麓は通常、海抜と同じか、海抜に近い位置にあります。[ 10 ]
ケープ褶曲帯の山々は、褶曲帯よりも広範囲に及ぶケープ超層群に属する岩石で構成されている。この超層群は、いくつかの異なる層群に区分される。
超層群の西端と南端は、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ことにより、一連の縦方向の山脈に褶曲している（左の図を参照）。しかし、この地域の岩石群全体は北と東に向かって傾斜しているため、最も古い岩石は南と西に露出し、超層群の最も新しい岩石は北に露出している。北では、ケープ超層群全体がカルー岩の下に沈んでいる。カルーでの掘削により、ケープ超層群の岩石は、地表の最北端の露出部から北に約150kmまで地表下に存在していることが確認されている 。[ 7 ]
ケープ超層群は褶曲帯を越えて東ケープ州とクワズール・ナタール州北部まで広がっており、そこでは褶曲は起こらなかった。[ 7 ]
南ゴンドワナで発達したリフトバレーへの最初の堆積は、リフトの西端と東端に限られていました（左上の図を参照）。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、西側にはクリップホイウェル層群、東側にはナタール層群を形成しました。 [ 6 ] [ 7 ]これらの地層には化石は含まれていません。現在、クリップホイウェル層群は、ランバーツベイ、ピケットバーグ、パールロックの南西付近のいくつかの小さなパッチで露出しています。[ 11 ]
テーブルマウンテングループ（下記参照）に似たナタールグループは、東ケープ州北部とクワズール・ナタール州の海岸近くに細長く伸びたいくつかの場所に分布しています。オリビ渓谷の印象的な断崖を形成しており、ダーバンとピーターマリッツバーグ間の道路の切り通し、特にマリアンヒル料金所でも見ることができます。 [ 6 ]この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険しい台地や崖を形成しています。[ 7 ] [ 12 ]
地溝帯が広がり深くなるにつれて、西はカルビニアから東はイーストロンドンまで伸びる線まで、後の南アフリカとなる南部全域とクワズール・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、アガラス海が形成された。[ 6 ]海底は、西はクリップホイウェル層群、東はナタール層群、その間は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、おそらく内陸の海に最初に堆積したのは、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 ]泥岩層には、潮汐流の満ち引きによるリップルマークや、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400mの厚さに達しますが 、[ 12 ]ケープ半島ではわずか60～70mの厚さです 。[ 5 ]グラーフウォーター層の岩石からは化石は発見されていませんが、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科のロビーで見ることができ、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る。[ 7 ]
ケープ半島にあるチャップマンズ・ピーク・ドライブの切り通しは、道路の下にあるケープ花崗岩の基盤岩の上に重なるグラーフウォーター層に掘られています。グラーフウォーター層は、オウ・カープセ・ウェグ（道路）がウェストレイクからシルバーマイン高原へと斜面を登っていく2つ目のヘアピンカーブの切り通しでもはっきりと見ることができます。この切り通しでは、その上にある半島層への急激で明瞭な移行も確認できます。斜面の下から最初のヘアピンカーブを見上げると、グラーフウォーター層が乗っている花崗岩の基盤が見えます。そして、最初のヘアピンカーブの切り通しでは、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確認できます。
地溝帯の底がさらに沈下し、おそらく海に突き抜けると、堆積物は急激に砂質になり、アガラス海の深さが急激に増加したことを示しています（右の写真を参照）。半島層（テーブルマウンテン砂岩とも呼ばれる）として知られる、最大厚さ2000mの厚い層状の石英質砂岩からな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、ケープ褶曲帯の山々や急峻な崖、険しい岩山の大部分を形成しており、ケープタウンの麓にある高さ1kmのテーブルマウンテンの 上部600mもこの砂岩で構成されています。化石は含まれていません。
半島地形は、 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）から南下してケープタウンまで、そして東へクワズール・ナタール州北部まで、南アフリカの海岸線に沿って約1800kmにわたって広がっている。[ 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 ）の間の区間だけがケープ褶曲山脈に折り畳まれている。
半島層の堆積物が堆積している間、この地域の西部は地質学的に短い期間、氷河に覆われていました。これらの氷河や氷河湖によって堆積したダイアミクタイト堆積物は、パフイス層とセダーバーグ層として知られています。[ 6 ]パフイス氷堆積物の小さなパッチがテーブル山の頂上にあるマクリアーズ・ビーコンに存在しますが、[ 5 ]パフイス層とセダーバーグ層の大部分は、スウェレンダムとカルビニアを結ぶ線の西にある内陸の山々の半島層の岩石中に薄い層（平均で 厚さ約60m [ 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、面のある小石がごちゃ混ぜになっています。この地形は、上と下の石英岩のむき出しの岩肌とは対照的に、肥沃で緩やかな傾斜の緑の帯へと容易に浸食されるため、遠くからでも容易に識別できます。[ 7 ]いくつかの場所では、氷河層の下の石英岩が褶曲しています。これは、氷が下層の固まっていない砂を削り取ったことが原因で起こったと考えられています。[ 7 ]この良い例は、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、ケープタウン市街地とテーブル湾を見下ろす高原の端に近い場所にあります。
パフイス層は、トルハイスのすぐ下のミッチェル峠沿いの道路でもよく露出しており、[ 5 ]特にクランウィリアム近くのパフイス峠ではよく露出しており、この地名がパフイス層の名前の由来となっている。[ 7 ]
パ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、北西からやってきた。 [ 12 ]
パフイス層とセダーバーグ層の上にあるアッパー半島層は、ロウア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、しばしばナードウ層と呼ばれています。[ 7 ] [ 14 ]セダーバーグでは、この層は風によって侵食され、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、これらの山々はそれによって有名になりました。[ 14 ]
約4 億年前（デボン紀初期）には、地溝帯の底がさらに沈下した。これにより、ボッケフェルト層群の深海性の細粒堆積物が堆積した。これは、主に砂質の堆積物であるテーブルマウンテン層群とは著しく対照的である。ボッケフェルト層群は主に泥岩で構成されている。[ 6 ]
ケープ超層群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、谷にのみ残りました。ここで、それらは肥沃な土壌を形成し、周囲の山々を源流とする河川からの灌漑によって、西ケープのブドウ園や果樹園が繁栄しています。 [ 6 ]
ボッケフェルト層群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、タルバッハ、コンスタンシアのブドウ園が、風化したケープ花崗岩とマルムズベリー頁岩の土壌に植えられています。これらの土壌は、この地域のケープ超層群の岩石が乗っている基盤岩を形成しています。
ボッケフェルト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、 ケープ褶曲帯の東端から約120km先に位置する。 [ 11 ]
ケープ超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に見られます。これらには、さまざまな腕足動物のほか、三葉虫、軟体動物、棘皮動物（ヒトデ、ウミユリ、絶滅したブラストイド類とシストイド類を含む）、有孔虫、顎を持つ魚類（板皮類）が含まれます。[ 6 ] [ 7 ] [ 12 ]
ボッケフェルト層群の上層は次第に砂質になり、南カルーのマティエスフォンテイ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たウィッテベルク層群の砂岩へと移行する。これらの岩石は、アガラス海の残存部分のシルトが堆積し、浅い海洋環境で3億7000 万～ 3億3000 万年前に堆積した。[ 6 ]この層群にはボッケフェルト層群よりも化石は少ないが、保存されている化石群集には原始的な魚、絶滅したサメの一種、腕足類、二枚貝、体長 1 メートルのウミサソリなどが含まれる。植物化石や多数の動物の足跡もある。[ 6 ] [ 7 ] ウィッテベルク層群は、氷河起源のドウィカ堆積物によって切断されている。後者はカルー超層群の一部を形成している。したがって、ウィッテベルク層群はケープ超層群の最上層を形成します。ケープ超層群の中で最も内陸に露出する傾向があり、ケープ褶曲帯の約120km先にあるボッケフェルト層群が追跡できる範囲（つまりポートアルフレッドまで）まで東に追跡できます。[ 7 ] [ 11 ]
ボッケフェルト層群とウィッテベルク層群は、ケープ超層群がナタール層群と半島層の痕跡（間に挟まれたグラーフウォーター層を除く）のみで代表される東ケープ州北東部とクワズール・ナタール州には存在しない。[ 11 ]
ウィッテベルク堆積物は、ボッケフェルト期に比べてはるかに小さく浅いアガラス海の残骸に堆積した。[ 7 ]ウィッテベルク期（約3億3000万年前）の直後、 超大陸ゴンドワナの大部分（特にアフリカと南極大陸になる地域、さらに南アメリカとインドの一部）は、南極上を漂流するにつれて、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、ドウィ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へ移動し始め、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、ケープ超層群の堆積物を、最終的に南アフリカの南西海岸と南海岸となる地域とほぼ平行な褶曲に押し込んだ。この造山運動は、氷床が溶けて南アフリカの大部分に広がる大きな湖（カルー海）が残された約2億6000万年前に始まったカルー堆積の次の段階へと続きました。その結果生じた海洋性または湖沼性の堆積物がカルーのエッカ層群を形成しています。このエッカ期には、フォークランド高原が南アフリカに衝突し続け、海洋地殻が高原の下に沈み込んだことで、南アフリカの南にヒマラヤ山脈規模の山脈が形成されました。 [ 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りました。したがって、この時期に発生した褶曲は、ケープ超層群の堆積物だけでなく、カルー超層群のドウィカ層群とエッカ層群の南部にも及んでいます。[ 6 ] [ 7 ]
約1億5000万年前にゴンドワナ大陸が分裂した頃には 、フォークランド山脈はほぼ完全に侵食されて、南西方向に漂流し、南アメリカ南部沿岸のホーン岬付近の現在の位置に達し、アフリカ南部沿岸には海底のアガラス堆だけが残されました。ケープ褶曲山脈は、まず山脈の背骨を形成する非常に硬い岩石（半島層砂岩）のおかげで侵食による消滅を免れたと考えられますが、フォークランド山脈に由来するカルー堆積物の下に埋もれたことも理由の一つかもしれません。そのため、例えば褶曲帯の中央にあるウースター・ロバートソン渓谷では、カルー堆積物の痕跡が見られます。[ 11 ] [ 15 ]
ケープ褶曲山脈に隣接するドウィカ層とエッカ層の堆積物は、ケープ山脈を形成したのと同じ圧縮力にさらされたが、ケープ褶曲山脈と同じ山脈を形成していない。これは、これらの堆積物が半島層の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、硬く侵食に強いドレライトやタービダイトのキャップで保護され、平原から突き出た孤立した山々を形成した場所を除いて、「ロウアー・カルー」の平原にすぐに侵食されたためである。 [ 6 ] [ 15 ]
これらの山々は、古びた外観にもかかわらず、特に古いものではありません。地質学的には中年期の山々と考えられています。カンブリア紀からオルドビス紀（5億1000万年前から約3億3000万～3億5000万年前）にかけて、超大陸パンゲアが形成された際に、フォークランド高原が南アフリカに衝突してできたものです。[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]高さが1000mから2300mまで変化するこれらの山々の高さは、主に半島群の石英質砂岩の耐候性岩石によるものです（上記参照）。
これらは、幅が10kmを少し超える程度の長い平行な山脈として存在し 、最大幅が約50km （ほとんどは15～ 30km）の同じ長さの谷によって隔てられています。これらの山脈のほぼすべては、硬く侵食に強い半島グループの岩石で構成されています。谷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、 高さ1500mの山々（麓から山頂まで）が、底部で幅が50～70mを少し超える程度の、ほぼ垂直の壁を持つ非常に狭い峡谷によって切り裂かれていることです。これらの峡谷を通って、内陸の大断崖から海へと川が流れています。道路で通行できるものも多いこれらの狭い峡谷の中から、山々の断面図を見ることができ、その激しい褶曲と歪みを実感することができます（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、ケープ褶曲帯の南にある巨大なヒマラヤ山脈規模のフォークランド山脈から由来する堆積物の下に埋没した。[ 6 ] [ 16 ]これらの山脈から侵食された堆積物は、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 ]ケープ褶曲帯も覆っていたため、侵食から保護された。約1億8000万年前のカルー期末には、亜大陸はドラケンスバーグ溶岩 の厚い層で覆われ、この出来事は南アフリカの隆起または膨張を伴い、亜大陸全体から何キロメートルもの地表岩石が除去される、現在までほぼ途切れることのない侵食の時代をもたらした。[ 6 ] 1億5千万年前にゴンドワナ大陸が分裂し、南アフリカ周辺に形成されつつあった海へと、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侵食されて山頂が露出すると、やがて岩の尾根に遭遇した。川は、おそらく短期間堰き止められた後、これらの尾根を突破し、低い岩の障壁を抜ける狭い通路を作り出した。侵食が続くと、これらの石英質の山脈がますます多く露出したが、川は狭く流れの速い峡谷に閉じ込められ、周囲の地形が侵食されてますます低いレベルになるにつれて、特に過去2000万年の間に、それぞれの障壁を突破し続けた。[ 6 ]
そのため、1億5千万年前のこれらの川は、徐々に隆起するケープ褶曲山脈を流れ、そして通り抜けて峡谷を削り、今日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裂け目を意味する「poort」と「kloof」の複数形）を形成しました。最もよく知られている峡谷は、Meiringspoort、Seweweekspoort、Tradouws Pass、Kogmanskloof、Garcia's pass、Gourits River gorge（道路は通っていない）、そしてMichell's Passです。Michell's Passは他の峡谷よりもV字型ですが、それでも印象的です。さらに、いくつかの道路や高速道路が峠を越えて山を越えたり、トンネルを通って山を通り抜けたりしています。
南アメリカ大陸とフォークランド高原がアフリカ大陸から分離したゴンドワナ大陸分裂期に形成された、海岸線とほぼ平行な断層が多数存在する。分離前のジュラ紀には、パタゴニアはケープタウンの西に、フォークランド諸島は南に位置していた。これらの断層のほとんどは現在活動していないが、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ッハの町は、ウースター断層の北端の動きに起因する大地震によって甚大な被害を受けた。 [ 6 ] [ 7 ]
もう1つの主要な（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300 km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、オウツホーン地域ではケープ超層群の基底を形成する岩石が露出しています。これらは地元では「カンゴ層群」として知られていますが、おそらくケープ半島のテーブル山の基底を形成する「マルムズベリー層群」や西ケープの同様の露頭と連続しています。[ 6 ]リトルカルーでは、露頭は石灰岩で構成されており、地下水流が印象的なほど広大なカンゴ洞窟を削り込んでいます。[ 11 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]
以下は、ケープ褶曲帯内の最大の山脈を西から東へ順に並べたリストです。（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。）
南緯33度24分 東経22度00分/南緯33.4度 東経22度/ -33.4; 22