ウィットウォーターズランド

ウィットウォーターズランド
ウォルター・シスル国立植物園（旧ウィットウォータースランド国立植物園）のウィットポールジー滝。ハウテン州の 56 キロメートル (35 マイル) にわたる珪岩の尾根から流れ落ちるこの滝は、アフリカーンス語で「白い水の尾根」を意味する「ウィットウォータースランド」という名前に由来しています。
最高点
標高	1,913メートル（6,276フィート）
座標	南緯26°12′13″ 東経28°2′34″ / 南緯26.20361° 東経28.04278° / -26.20361; 28.04278
寸法
長さ	56 km (35 マイル) 東南東/西北西
幅	10 km (6.2 マイル) 北北東/南南西
地理
ウィットウォーターズランド
国	南アフリカ
州	北西 ハウテン州 ムプマランガ
地質学
造山運動	ヴレデフォート衝撃構造
岩石時代	始生代
岩石の種類	珪岩 コングロマリット 縞状鉄鉱石 ティライト 頁岩
クライミング
最も簡単なルート	ハウテン州またはプレトリアから

ウィットウォーターズランド（英: / w ɪ t ˈ w ɔː t ər z r æ n d , - r ɑː n d /、米: / ˈ w ɪ t w ɔː t ər z - / ; ^[1]アフリカーンス語発音: [ˌvətˌvɑːtəɾsˈɾant] ; 地元ではランド、あまり一般的ではないがリーフと呼ばれる ）は、南アフリカ共和国にある北向きの56キロメートル（35マイル）の断崖である。この断崖は、硬く浸食に強い珪岩変成岩で構成されており、北に流れるいくつかの川がその上を滝を形成していることから、アフリカーンス語で「白水の尾根」を意味するウィットウォーターズランドという名前が付けられている。^[2] この東西に走る断崖は、東はベッドフォードビュー（ ORタンボ国際空港の西約10km [6.2マイル] ）からヨハネスブルグ、ルーデポートを通り、西はクルーガーズドルプまで、わずか1つの隙間を除いて追跡することができます（下の左の図を参照）。^[3]

この断崖は、ハイフェルト周辺の平原より約200メートル（660フィート）高い、幅7～10キロメートル（4～6マイル）の台地（または尾根）の北端を形成している。断崖沿いには、オブザーバトリー、リンクスフィールドリッジ、アッパーホートンなど、ヨハネスブルグの美しい郊外の町がいくつかあり、マガリスバーグまで見渡しながらヨハネスブルグ北部の他の地域を見渡すことができる^{[4] （ただし、地元の人々は、この断崖の各部分を、}リンクスフィールドリッジ、パークタウンリッジ、オブザーバトリーリッジなど、地域特有の名前で呼んでいる）。^{[5] [6]}この台地のような構造全体は、ウィットウォーターズランドとも呼ばれる。この台地の海抜は1,700～1,800メートル（5,600～5,900フィート）である。

ウィットウォーターズランド高原は大陸分水嶺を形成しており、北への水はクロコダイル川とリンポポ川を経由してインド洋に流れ込み、南への水はヴァール川を経由してオレンジ川に流れ込み、最終的に大西洋に流れ込みます。^{[3] [7] [8]}

ウィットウォーターズランドの岩石から採掘された金の量が膨大だったため、1961年に南アフリカ共和国が宣言された際に、南アフリカ の通貨はランドと名付けられました。

ウィットウォーターズランドとランドは、山脈に沿って発展した大都市圏の名前ですが、これらの用語は使われなくなってきています^{[要出典] 。}ウィットウォーターズランドは、ハウテン州の当初の名前であるPWV (プレトリア-ウィットウォーターズランド-フェリーニヒング)の「W」でした。この文脈では、ウィットウォーターズランド大学(ウィッツ大学) や廃止されたランド・アフリカーンス大学(RAU、現在はヨハネスブルグ大学の一部) などの機関、およびイースト・ランド、ウェスト・ランド、ランドバーグなどの町や地域にその名前が付けられています。

ウィットウォーターズランド台地は、厚さ5000～7000メートル（3.1～4.3マイル）の主に堆積岩の層で構成されており、約29億7000万年前に始まり、約2億6000万年かけて堆積しました。^[9]「ウィットウォーターズランド超層群」として知られる一連の岩石全体は、非常に硬く侵食に強い 珪岩、縞状鉄鉱石、一部の海成溶岩堆積物で構成され、より柔らかく侵食されやすい漂礫岩、泥岩、礫岩が点在しています。最も古い岩石（29億7000万年前に堆積）はウィットウォーターズランド台地の北側の崖を形成し、最も新しい岩石（27億1000万年前に堆積）は台地の南端を形成しています。

金は、地元ではバンケットと呼ばれるスーパーグループの若いメンバーの礫岩層で発見されています。この金の豊富さは、世界中のどこにも匹敵する天然のものではありません。この貴金属が1886年にここで初めて発見されて以来、40,000トン（44,000ショートトン）以上がこれらの岩石から採掘されました。これは、今日報告されているすべての金の約22％を占めています。^[3]

すべての礫岩に金が含まれているわけではなく、金が含まれているもの（鉱夫たちは「岩礁」と呼んでいる）でも、金は層全体に均一に分布しているわけではなく、礫岩を構成する小石が他の部分よりも大きい条線状に分布している傾向がある。ここでは金は他の鉱物、特に黄鉄鉱やウラン鉱、およびケロジェンやビチューメンなどの炭素を多く含む物質と関連しており、ビチューメンは「フライスペックカーボン」と呼ばれる1 mm（0.04インチ）未満の小さな球状、または約10～20 mm（0.4～0.8インチ）の厚さの連続した層状になっている。^{[2] [9]}金を含む礫岩は主に、ウィットウォーターズランド台地の南側にあるウィットウォーターズランド超岩群の上部の新しい層に見られる。

ヨハネスブルグの地表に達するウィットウォーターズランド超層の地層は、南に約30度の角度で下向きに傾斜している。^[3]そこから先は、ごくわずかな例外（下記参照）を除いて、ほぼどこでも、より若い岩石に覆われている。^[10]ウィットウォーターズランド超層のこれらの埋没部分では、地表から4キロメートル（2.5マイル）の深さで金採掘が行われることがある。^{[9] [11]}

ウィットウォーターズランド盆地は、ウィットウォーターズランドに地表に現れる大部分が地下の地層である。世界最大の金埋蔵量を誇り、これまでに4万トン（1.3 × 10 ⁹オンス）以上が産出されている 。これは地表にある金全体の約22％に相当する。^[3]この盆地は、旧トランスヴァール州とオレンジ自由国にまたがり、太古代の5000～7000メートルの厚さの層で構成されている。主に堆積岩で、約30億年前に始まり、約2億6000万年かけて堆積した。^[9]「ウィットウォーターズランド超層群」として知られるこの一連の岩石全体は、珪岩、縞状鉄鉱石、泥岩、漂礫岩、礫岩、 および一部の海成溶岩堆積物で構成されている。盆地の大部分はより若い岩石の下に深く埋もれているが、露頭はハウテン州、フリーステイト州、および周辺のいくつかの州で見られる。ハウテン州の露頭はウィットウォータースランド山脈を形成し、盆地とその岩石の名前の由来となっている。1886年、ヨハネスブルグの西5kmにあるラングラーフテ農場で初めて金が発見されたのは、この山脈の南側だった。^{[3] [2]}この金は礫岩に埋め込まれていたため、最初は地殻変動によって傾いた古い川床の沖積金であると推測された。^{[3] [2]しかし、}下流にたどっていくと、礫岩が川の狭い幅に合わせて発達したのではなく、深くまで続いていることがわかり、この礫岩地帯は堆積性連続体の一部であることが認識された。^[2]鉱床は急速に東西方向に50km（31マイル）にわたって追跡され、「セントラル・ランド・ゴールド・フィールド」として知られるようになった地域を定義した。

その後、ウィットウォーターズランド海嶺を構成する岩石が下向きと南向きに傾斜して、主に地下の「ウィットウォーターズランド盆地」を形成していることが立証されました。この盆地は楕円形の領域を覆い、主軸は北東のエヴァンダーから南西のテウニッセンまで 300 km (190マイル)、南東のステインスルスから北西のコリニーまで 150 km (93 マイル) の幅があり、^[2]キンロスに小さな補助盆地があります。金はこの盆地の北端と西端に沿ってのみ産出されますが、連続した帯状ではありません。金を含む岩石は、北と西からの始生代の川が扇状三角州を形成し、多くの網状の水路を経て南の「ウィットウォーターズランド海」に流れ込む 6 か所に限られています。この海には、ウィットウォーターズランド累層群の古い岩石を形成する初期の堆積物が堆積していました。これらの金を産出する扇状地デルタの一部は、現在、地表から4km（2.5マイル）の深さにある。^{[3] [2]} ヨハネスブルグ周辺の古い鉱山の多くは現在ほぼ枯渇しているが、ウィットウォーターズランド盆地は依然として南アフリカの金の大部分と世界全体の生産量の大部分を産出している。銀、ウラン、イリジウムは金精錬の副産物として回収される。^[12]

ウィットウォーターズランド盆地は始生代に形成されたため、地球上で最も古い地質構造の 1 つです。この盆地は、30 億年近く前から始まり、2 億 6000 万年かけて 2 段階に分かれて形成されました。最初の段階は 6000 万年続き、浅い海の堆積物で構成され、便宜上「ウィットウォーターズランド海」と名付けられました。結果として生じた 2500 ～ 4500 メートルの厚さの堆積層は、ウィットウォーターズランド岩石の「ウェストランド グループ」と呼ばれています。2 億年続いた 2 段階目は、最初の段階に続いて、ウィットウォーターズランド海の後退によって陸上堆積物が形成され、広くほぼ平坦な海岸平野が残りました。この平野の上に北からの川が広く網目状の河川デルタを形成し、その一部に金の豊富な鉱床が堆積しました。結果として生じた厚さ2500メートルの岩石層は「セントラルランドグループ」と呼ばれています。「ウェストランドグループ」と「セントラルランドグループ」の岩石は一緒に「ウィットウォーターズランドスーパーグループ」を形成し、その水平方向の広がりはウィットウォーターズランド盆地と呼ばれています。^{[3] [9] [2]}

始生代初期には大陸は存在しなかったが^[14]、島弧は形成された。これらの島弧がいくつか合体して、約39億年前に地球上で形成された最初の微小大陸の1つであるカープバール・クラトンの形成につながった。 ^[9]現在の南アフリカに対するその大きさと位置は、左の図に示されている。約30億年前、下層のアセノスフェアが局所的に冷却したため、この微小大陸の南東部が海面下に沈下した。 [9 ^]この新たに形成された「ウィットウォーターズランド海」の底は、滑らかに浸食された花崗岩で構成されていた。北からの川によって運ばれた砂質の堆積物は、約29億7千万年前から花崗岩の上に堆積し始めた。この砂質の層は最終的に圧縮され、ウィットウォーターズランド累層群の最下層であるオレンジグローブ珪岩を形成した。この珪岩層はヨハネスブルグの花崗岩の基盤の上に横たわっており、東西方向に56kmの尾根を形成しています。この尾根の上を北に流れるいくつかの川が滝を形成しており、アフリカーンス語で「白い水の尾根」を意味するウィットウォータースランドという名前が付けられています。

地球の大気には、光合成を行うシアノバクテリアが出現し十分に発達する約20億年前まで自由酸素は存在しなかった。^[13]これらの微生物によって生成された酸素は、水中に溶解したFe ^{2+イオンなどと急速に反応し、不溶性の赤色}酸化鉄（ヘマタイト）を沈殿させた。さまざまな理由から、細粒泥の堆積は、多かれ少なかれ酸化鉄の沈殿を伴う周期的なエピソードの影響を受けていた。その結果、赤色とベージュ色の泥の層が交互に形成され、それが固まると縞状の鉄鉱石となった。^[13]

海が深くなるにつれ、より細粒で泥質の堆積物が堆積した。地理的条件の変化により、泥、砂、砂利、縞状鉄鉱石に至るまで、多種多様な堆積物が堆積した。29億5千万年前のティライト堆積物は、地球上で最初の氷河期の兆候を示している。^{[9] [ 15]} 6千万年以内に、最大4500メートルの堆積物が花崗岩の基盤に堆積し、ウィットウォーターズランド超層群の全厚さの60％以上を占める「ウェストランド群」の岩石となった。^{[3] [9] [15]}

カープバール・クラトンの北部の隆起と造山運動により、「ウェスト・ランド・グループ」堆積物の堆積の終わりごろにウィットウォーターズランド海は後退した。現在ヨハネスブルグが位置するクラトンの領域は、東のエヴァンダーからヨハネスブルグ、カールトンビルを経て南西のクレルクスドルプとウェルコムまで弧を描きながら、縮小した海の北岸と西岸全体に沿って広がる広大な河川平野となった。川は、多くの絡み合った緩やかな流れの河川を持つ網状のデルタを形成し、山から運ばれたすべての重い物質、すなわち大きな小石や、金、黄鉄鉱、閃ウラン鉱などの重鉱物が堆積した。金は自由元素の形で存在した。これらの鉱物が豊富な水域では、シアノバクテリアが比較的豊富に繁殖した。^{[3] [9] [15]}金鉱床に関連して発見されたケロジェン、またはビチューメンは、始生代に光合成を行う微生物の残骸であることはほぼ間違いない。^[9]

その後 2 億年の間、氾濫原は繰り返し浸水し、時には浸食され、堆積物が再び堆積したことは明らかです。その結果、「セントラル ランド グループ」と呼ばれる 2,500 メートルの厚さの岩層が生まれ、「ウェスト ランド グループ」とともに「ウィットウォーターズランド スーパーグループ」を形成しています。今日、経済的に非常に重要な、地元ではバンケットと呼ばれる金を含むコングロマリットのほとんどを含むのは、比較的新しいセントラル ランド グループです。

「セントラルランドグループ」の堆積物は、27億1500万年前に噴出したヴェンタースドルプ溶岩を形成する大量の溶岩の噴出によって突然終焉を迎えた。^[9]これらの溶岩の噴出の原因は推測の域を出ないが、カープバールクラトンとジンバブエクラトンの衝突に関係している可能性があり、最終的には1つの大陸ユニットを形成するために結びついたと考えられる。

ウィットウォーターズランド盆地の地質とヨハネスブルグ地域の露出に大きな影響を与えた最後の出来事は、20億2千万年前のヨハネスブルグの南西110kmでの巨大な隕石衝突でした。^{[3] [9]}衝突は現在のフレデフォート村の近くで起こったため、この巨大な出来事の地質学的名残であるフレデフォートドームにはその名前が付けられています。この衝突の遺跡は地球上で最も古いものであるだけでなく、現在の地球の地質に痕跡を残した最大級の隕石衝突でもあります。^{[3] [9]}直径10～15kmの隕石が直径300kmのクレーターを作り、その円内のすべての岩石層を歪めました。ヨハネスブルグはこの衝突クレーターの外縁のすぐ内側にあります。衝突のすぐ近くでは、地下の地層がすべて隆起してひっくり返されたため、衝突中心から25 km離れたところでウィットウォーターズランドの岩石が弧状に露出している。これらの露頭には金の鉱床はない。しかし、隕石の衝突により、クレーター内のウィットウォーターズランド盆地は沈下した。これにより、盆地は後の浸食から守られたが、おそらくもっと重要なのは、ヨハネスブルグ近郊のクレーター縁近くで地表に出たことである。^[9]実際、フレデフォート・ドームのすぐ近くにあるウィットウォーターズランドの露頭（つまり、これらの岩石が地表に露出している場所）は別として、他の露頭のほとんどすべては、衝突クレーターの中心から西、北西、北、北東に約80～120 kmの弧状に分布している。^[10] したがって、20億年前のフレデフォート小惑星の衝突がなかったら、南アフリカの地表下にある豊富な金鉱床は発見されなかったか、 比較的最近の地質学的過去、つまり過去1億5000万年、特に過去2000万年の間に、南アフリカ高原の表面から数キロメートルの厚さの鉱床層が途切れることなく除去されたときに浸食されていた可能性があります。 ^[9]

地球上の金やその他の重金属の大部分は、地球の核に閉じ込められています。タングステン 同位体研究の証拠によると、地殻の金のほとんどは、約39億年前（カープバールクラトンが形成された頃）の隕石衝突によって生じたマントルの金に由来しています。金を含む隕石の衝突は、地球の核が分離してから数百万年後に発生しました。^[16] ウィットウォーターズランド盆地地域の金は、周囲の北と西の金に富んだグリーンストーンベルトから流され、始生代の河川デルタに堆積しました。レニウム-オスミウム同位体研究によると、これらの鉱床の金は、グリーンストーンベルトに存在するコマチアイトと呼ばれる珍しい30億年前のマントル由来の貫入岩から来たものです。^[17]

ヨハネスブルグ南部の地下の岩盤が明らかにくり抜かれ、予測できない陥没穴、地表の不安定化、地震動を引き起こしているほかにも、^[18]酸素のない状態で堆積していた岩盤が地表に持ち出されたことで予期せぬ影響が生じた。ウィットウォーターズランドの金鉱石に比較的豊富に含まれる黄鉄鉱 (FeS ₂ ) は、不溶性の酸化鉄(Fe ₂ O ₃ ) と硫酸(H ₂ SO _{4 ) に}酸化される。そのため、鉱山廃棄物が酸素を含んだ雨水と接触すると、硫酸が地下水に放出される。この現象は酸性鉱山排水と呼ばれ、鉱山廃棄物に含まれるウラン、カドミウム、鉛、亜鉛、銅、ヒ素、水銀などの多くの重元素を溶解し、地表水や地下水への流入を促進するため、大きな環境問題となっている。[ ^{9] [18] [19]}尾鉱池には平均100mg/kgのU ₃ O ₈が含まれており、ウラン濃度は人間の髪の毛で測定できる。^[20]

硫酸はコンクリートやセメント構造物を侵食し、建物や橋梁の構造的損傷を引き起こします。^{[18] [19]}

南アフリカではバーバートンやピルグリムズ・レスト、ウィットウォーターズランド付近の数か所など、さまざまな場所で金が発見されていたが、これらは当時の河川の沖積鉱床か石英脈に含まれており、地球上の他の場所では常に金が発見されていた形状であった。1886年2月、おそらくジョージ・ウォーカーに同行していたジョージ・ハリソンが、後にヨハネスブルグ市となる場所から西に5km (3マイル) のラングラーグテ農場の礫岩の露頭で金を発見したとき、彼らはそれが地殻変動によって傾いた古い川床の沖積金であると推測した。^{[2] [3]}しかし、下流に向かって辿っていくと、礫岩が川の狭い幅に合わせて発達しているのではなく、深くまで続いていることがわかり、この礫岩地帯が堆積性連続体の一部であることが認識された。^[2]ハリソンはメインリーフの礫岩（「ヨハネスブルグ亜群」の岩石の一部、上の図を参照）に偶然出くわした。礫岩はすぐに東西方向に50km（31マイル）にわたって連続的に追跡され、「セントラルランド金鉱」として知られるようになった場所を特定した。

ハリソンは当時の南アフリカ共和国（ZAR）政府に自分の鉱山権を宣言し、1886年9月、ポール・クルーガー大統領は9つの農場を公営の鉱山として宣言する布告を出し、1886年9月20日から採掘を始めた。 ^[3]これは歴史的なウィットウォーターズランド・ゴールドラッシュの先駆けとなった。ハリソンは、その地域を去る前に自分の鉱山権を10ポンド未満で売却したと考えられており、その後彼の消息は不明である。

ハリソンの元々のゾーカーズ（英語では探求者、または探鉱者）クレームNo.19は1944年に国定記念物に指定され、ハリソンズパークと名付けられました。^[23]この公園は、ナスレックロードのすぐ西にある、交通量の多いメインリーフロードにあります。^[3] 1887年、セシルジョンローズは、南アフリカ初の鉱山会社で、資本金1,000万ドルのロンドンで「南アフリカの金鉱」を登録しました。25万ポンド。彼の兄弟トーマスが初代会長となった。^[3]

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• ツコミセス

• ブレッケンリッジ、キース・デレク (1995) 『同意の時代：南アフリカの金鉱山における法律、規律、暴力、1910～1933年』 ノースウェスタン大学、イリノイ州エバンストン、博士論文
• ダイアナ・カマック（1990）『ランド戦争：ウィットウォーターズランドとボーア戦争 1899-1902』ロンドン：ジェームズ・カリー
• ハード、ノーマン（1966）1922年：ランドの反乱。ヨハネスブルグ：ブルークレーンブックス

• ウィキメディア・コモンズのウィットウォータースランドに関連するメディア
• Corner, B.; Durrheim, RJ; Nicolaysen, LO (1990)。「地域重力および航空磁気データから解釈した、カープバールクラトンのテクトニックフレームワーク内のフレデフォート構造とウィットウォータースランド盆地の関係」。テクトノフィジックス。171 (1–4): 49–61。Bibcode :1990Tectp.171...49C。doi : 10.1016/0040-1951(90)90089-Q。