宮城教育大学環境教育研究紀要

第７巻 (2004)

少年自然の家の野外活動区域における自然学習教材の再開発－その１ 花山村砥沢川の地質教材とその活用－
川村寿郎 *・中條裕 **・高野洋平 ***Reorganization for Teaching Objects of Natural Environments
around the Hanayama National Children's Center
Toshio KAWAMURA, Yutaka NAKAJO and Yohei TAKANO
要旨：少年自然の家における自然体験は、貴重な環境学習の時間である。より巾のある充実した体験とするために、国立花山少年自然の家の野外活動区域にあたる花山村砥沢川において、自然学習教材の再開発をめざし、流域の地層、岩石、鉱物などの地質教材について、実践的な活用を行いながら再検討を進めている。
キーワード：少年自然の家、野外活動、沢あそび、自然学習、地質教材

自然の家の活動区域にある花山村砥沢川の地質教材に

１．はじめに環境教育では、豊かな自然体験の積極的な導入が当ついて、その活用方法と実践例を加えて報告する。

初から標榜され、これまでもさまざまな取り組みがさ砥沢川は、宮城県北を東流する迫川の源流水系の一れてきた。学校教育の中では、自然体験は少年自然のつである。栗駒山南麓を源にして花山湖に注ぐが、そ家などの施設での野外活動の一つとしても行われておの下流が少年自然の家の野外活動区域となっている。

り、その活動は各学校の限られた全学習時数の中でも砥沢川では、図１に示すように、「沢あそび」としてとりわけ貴重な時間となっている。

下流から①、③、④および⑤の４地点（②は現在閉鎖）

全国の少年自然の家の多くは山間地に立地していると、さらにその上流の「沢のぼり」コース（約 3.5km）ことから、周囲の水系を利用した野外活動がきわめてが主な活動地点である。「沢あそび」や「沢のぼり」多いのが現状である。活動内容としては、「沢あそび」の活動は、自然の家を利用する学校では実施頻度が高や「沢のぼり」として、体験的に水とそれに関連したく、定番の人気メニューとなっている。

自然の事物に親しみ、理解し、行動するようなものが多い。しかし、これらは現地の多様な自然事物を扱っ

２．花山少年自然の家周辺の地質の概要たものではなく、活動内容も多くの自然の家に共通

砥沢川や国立花山少年自然の家周辺の地質は、この地域して単調な傾向にある。これは、各少年自然の家の自が金属鉱床区域にあることもあり、比較的よく調査が行わ然環境の各要素に関する基礎調査が未だに不足しておれている。鉱床探査を目的とした栗原郡～加美郡北部の広り、教材への活用としてまだ十分整備されていないこ

域地質調査結果は、通商産業省資源エネルギー庁（1976）とによるものと考えられる。

によって５万分の１地質図とともにまとめられている。さそこで 2003 年より、いくつかの少年自然の家におらに、土谷ほか（1997）によって、花山村南部～鶯沢町～いて、活動区域にある沢や川の地質や地形を調査し、栗駒町西部にまたがる５万分の１地質図幅「岩ヶ崎」と地これらを活用した自然学習教材の整備を進めている。

域地質研究報告が出版されている。そのため、調査地域のここでは、水系での野外活動が特に多い国立花山少年

基本的な地質情報については、それらを参照すればよい。

＊

宮城教育大学理科教育講座 , ＊＊宮城教育大学大学院環境教育実践専修 , ＊＊＊宮城教育大学大学院理科教育専修－31 －少年自然の家の野外活動区域における自然学習教材の再開発

おもに珪長質凝灰岩、砂岩－泥岩、流紋岩質～デイサ
イト質溶岩ないし火砕岩からなる。
【花山沢層】礫岩、凝灰質砂岩、シルト岩などからなり、細倉層を不整合に覆う。
【池月凝灰岩層】おもにデイサイト火砕流堆積物であり、下部に降下火砕物をともなう。約 25 万年前のフィッショントラック年代が報告されている。

３．砥沢川の野外活動区域における地層と岩石
１）砥沢川沿いの地質活動区域内の砥沢川では細倉層が広く分布し、南部の下流に花山沢層が分布する。細倉層は、北部（上流）では安山岩やデイサイトの火砕岩ないし溶岩が卓越し、一部に火山礫を含む凝灰岩が挟まれる。火砕岩や溶岩は多かれ少なかれ鉱化変質を受けている。南部（下流）では、凝灰岩ないし凝灰角礫岩が多く、安山岩溶岩～火砕岩が所々に挟まれる。花山沢層はおもに砂岩と泥岩の互層からなる。地質構造は、ほぼ走向が N W - S E、傾斜 4-30° S W を示すことから、南部ほど上位層であるが、上流では NE 傾斜を示す部分があり、北部では全体としてゆるく開いた背斜構造をなしているものと推定される。また、細倉層と花山沢層との層序関係は直接現地では確認されないが、「岩ヶ崎」図幅では断層と推定されている。土谷ほか（1997）は砥
沢川ルートにおける細倉層と花山沢層の模式的な地質層序を図５のように示している。
さらに、活動区域内北部の砥沢川の地質として、変質した安山岩中に金属鉱床が存在することが特徴とし
図１．砥沢川流域の地形図と国立花山少年の家での活動地
点．国土地理院発行２分５千分の１地形図「花山湖」と「切留」を使用．てあげられる。日本鉱業協会（1968）によれば、鉱床

土谷ほか（1997）によれば、区域周辺の地質は大部分どを随伴する。これは大同年間に発見され、おもに大が中新統と更新統からなり、川沿いに完新世の段丘堆

正～昭和初期に砥沢鉱山として稼行された（日本金山

積物と沖積層がわずかに分布する（図２）。中新統と誌編集員会，1992）。鉱山廃坑周辺にはズリ（廃鉱石）

更新統の地質層序は、下位より、下部～中部中新統細があり、周囲にはまだ富鉱化部がみられる。

倉層、上部中新統花山沢層、更新統池月凝灰岩層に区

２）区域下流（「沢あそび①」～「沢あそび⑤」）の地分されており、砥沢川には細倉層と花山沢層が分布す層と岩石る。両層の一般的な岩相の特徴は、土谷ほか（1997）【沢あそび①】花山沢層の灰色砂岩と黒灰色シルト岩によると以下のとおりである。の成層互層が分布する。砂岩には級化や下位層の削り【細倉層】鶯沢町～花山村西部に広く分布する。下部込みがみられ、重力流堆積物層とみられる。シルトは変質した安山岩溶岩および火砕岩からなり、上部は岩には葉や材などの植物化石片が含まれる。地層の層は金・銀を含む石英脈を主とし、銅、鉄、鉛、亜鉛な－32 －宮城教育大学環境教育研究紀要

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図２．砥沢川下流の地質図．地質調査所発行５万分の１地質図幅「岩ヶ崎」（土谷ほか，1997）を使用．

理面は、走向 N30-40° W、傾斜 30-40° S W を示すが、それと直行する断層が見られる（図６-6）。
【沢あそび③】沢が曲流する所にあたり、下流側左岸には細倉層の緑色変質した安山岩（～玄武岩？）火山角礫岩が分布し、その中に方解石の脈がみられる。また、上流には細倉層のやや軟質な灰白色凝灰岩ないし凝灰質砂岩が成層をなして分布し、小さな滝をつくる。
凝灰岩の層理面は、走向 N60-80° E、傾斜 20-30° SEを示す。
【沢あそび④】細倉層の緑灰色凝灰角礫岩が分布する。
粗粒凝灰岩基質の中に、２～ 50c m 大の安山岩や凝灰岩の角礫や岩塊が散在し、土石流起源の堆積層を示唆する（図６-5）。約 40 ｍ上流には、水平ないし低角（5°以下）で南に傾斜し、よく成層した黒色砂質泥岩が河床に露出する。中この泥岩の中には植物化石砕片が含まれる。
【沢あそび⑤】付近には、細倉層の安山岩～デイサイ
ト火山角礫岩が露出する。角礫岩は褐色（新鮮面は緑灰色）に変質しており、中に黄鉄鉱の微粒が含まれる。

－33 －図３．砥沢川「沢あそび①」地点から「沢あそび⑤」地点までのルートマップ．

少年自然の家の野外活動区域における自然学習教材の再開発

３）区域上流（「沢のぼり」コース）の地層と岩石る。節理やき裂に沿って特に変質が進み、粘土化して約 3.5km のコースに露出する地層や岩石（図４）はいる部分がある。新鮮面には、黄鉄鉱の微粒がふつう

すべて細倉層である。下流の始点付近には、褐色～に含まれている。迂回路②地点付近には、緑色の安山灰褐色（新鮮面は灰色～緑青灰色）を呈する変質した岩（～玄武岩？）が分布しており、中に方解石の脈が安山岩～デイサイトの火山角礫岩ないし溶岩が露出すみられる。迂回路③付近では、塊状のデイサイト～安山岩溶岩ないし火山角礫岩（図６-4）が分布しており、部分的に強く珪化変質している。黄鉄鉱や方鉛鉱などを含む黒色を呈する富鉱部がみられ、付近には採掘坑跡がある。砥沢鉱山跡付近から上流では、塊状または角礫状の安山岩～デイサイト溶岩が卓越し、所により強く変質している。「石だたみ」の下流約 120m から北方には、緑灰色～灰色の軽石質凝灰岩または凝灰角礫岩が分布する。所々に石英脈がみられ、大きなものは
巾 5-8c m で 15 ｍ以上の長さをもつ（図６-3）。「石だたみ」付近は比較的軟質の凝灰岩であり、細粒部分を挟んで成層している。層理面は、走向 N60-80° E、傾斜 20-30° SE を示す。

図４．砥沢川「沢のぼり」コースのルートマップ．

図５．砥沢川下流における地質柱状図．土谷ほか（1997）
を一部改変．

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図６．砥沢川流域の地層や岩石の産状．１：細倉層デイサイト．角礫状を示す．
「沢のぼり」コース終点．２：細倉層淡緑色凝灰岩～凝灰角礫岩．成層構造を示す．「沢のぼり」コース「石だたみ」．３：細倉層凝灰岩中の石英脈．脈幅は5-7cm．
「石だたみ」の下流．４：細倉層安山岩．亀裂（断層）が多いながらも塊状を示す．
「沢のぼり」
コース中間付近．５：
花山沢層凝灰角礫岩．凝灰質基質中に安山岩などの角礫～岩塊を含む．
「沢あそび④」地点．６：花山沢層砂岩泥岩互層．
よく成層しているが、正断層（中央部）によって切られる．
「沢あそび①」地点．

「石だたみ」より上流約 350m までは緑灰色凝灰岩な火山角礫岩を主とする細倉層の分布域であり、「沢のいし凝灰角礫岩が卓越する。凝灰角礫岩には、5-30cm

ぼり」コースには３ｍ以上の落差の滝や“ハコ”（狭谷）大の安山岩角礫が多く含まれる。さらに上流の林道とがいくつかある。ただし、緩傾斜の層理をもつ凝灰岩

交差する付近では、変質したデイサイト火山角礫岩なが分布する「石だたみ」付近には平坦地（標高 300 ｍ）

いし溶岩が卓越し、所々に凝灰角礫岩をはさむ。層理が広がる。また、「沢のぼり」コースの終点（⑥）か面は、走向 N40-60° W、傾斜 30-50° N E を示す。終ら北方には、細倉層の凝灰岩や砂岩が分布するが、こ点付近は角礫状または一部塊状の緑灰色デイサイト～の周辺では高位平坦面（標高 400 ～ 550 ｍ）が広がる。

安山岩溶岩ないし火山角礫岩である。安山岩は斜長石

このように、細倉層の溶岩や火山角礫岩が分布するや角閃石？の斑晶を中に含むが、多かれ少なかれ変質

所は急傾斜で滝が多いのに対して、凝灰岩・砂岩・泥しており、黄鉄鉱の微粒も含んでいる。石英脈が所々岩などの比較的軟質の岩石が分布する所では緩傾斜とにみられ、終点の約 80m 下流の河床には巾 15c m の空なっている。つまり、沢の地形（特に傾斜）は地質（岩洞をもつ脈も見られる。

質や地質構造など）をよく反映していると言える。

４）地形と地質との関係

４．砥沢川で採集される鉱物標本

砥沢川下流の花山沢層砂岩泥岩や細倉層の凝灰岩や砥沢川の河岸や河床の露岩および河原の転石の多く泥岩が主に分布する約 2k m の範囲（
「沢あそび①」～は、流域に分布する細倉層の地層や岩石あるいはそれ「沢あそび④」の約 200 ｍ上流まで）では、標高差らに由来する岩砕片であり、その岩石種は、図２～図（190-220m）が小さく、全体的に平坦である。川には５に示すように、安山岩やデイサイトなどの変質した落差の大きい滝はなく、泥岩や凝灰岩の分布域では“ナ火山岩類や凝灰岩などの火山砕屑岩類が多い（詳細はメ滝”状の清流となっている。

別途報告予定）。そして、その中には、成因を異にす砥沢川上流は、安山岩またはデイサイト質溶岩またはるさまざま鉱物が含まれている。

－35 －少年自然の家の野外活動区域における自然学習教材の再開発

図７

砥沢川で採集された鉱物の標本．１：石英（水晶）．「沢のぼり」コース中間付近の河床転石．２．石英（水晶）．
「沢のぼり」コース終点付近．３：黄鉄鉱．「沢あそび①」河床転石．４：方解石．「沢のぼり」コース砂防堰堤付近．

砥沢川で採集できる鉱物は、面や稜をよく残し結河床の転石や強変質の露岩の岩石からふつうに採集で晶の形が判然としたもの、大型のもの、色や光沢があきるほか、黒色珪化岩の転石中に集合部が採集される。

るものなど、肉眼的に見て標本としての価値をもつも【黄銅鉱；C u F e S2】黄金色の金属光沢。角礫状珪化岩のが比較的多い。これは、この流域が中新世の鉱化変中に、黄鉄鉱とともに微粒集合体として産する。砥沢

質帯にあたり（通商産業省資源エネルギー庁，1976）、鉱山跡周辺から下流で、黒色珪化岩の転石に黄鉄鉱と鉱石鉱物を含むことによる。富鉱化部が砥沢川の上ともに採集される。

流にいくつかあり（金属鉱業事業団、1982）、その一【方鉛鉱；PbS】黒色～鉛色の金属光沢。劈開が発達しつである砥沢鉱山跡のズリの一部も砥沢川に流れ込ん方状に割れる。角礫状珪化岩中の微粒集合体が多いが、でいる。標本となる鉱物は、岩石中の脈や裂かを充填砥沢鉱山跡周辺では比較的粗晶質のものもみられる。

するものや角礫状珪質岩中の濃集するものとして産す河床の転石の黒色珪化岩から採集される。

る。以下に、その代表的な鉱物の特徴と採集場所を示【閃亜鉛鉱；ZnS】あめ色半透明で、劈開が発達して扁す。

平状～菱形に割れる。角礫状珪化岩中に、方鉛鉱に伴っ【石英（水晶）；SiO2】
透明ないし白色。酸化物や有機物？てみられる。砥沢鉱山跡周辺の転石で採集される。に染色されて、褐色や黒色を呈するものが多い。まれに、内部が淡いピンク～紫色を示すものもある。デイ

５．地質教材の提示について

サイトや凝灰岩の中の脈や裂かあるいは空隙の中に、活動区域の地層、岩石、鉱物を知り、それを活用し塊状～犬牙状～束状の集合体をなす（図７-1）。空洞て野外活動内容をより幅広く豊かなものにするために中のものは六角錘～鉛筆状の集合の水晶となる（図７は、引率教員や支援者の理解と経験によるところが大-2）。河床の転石にふつうにみられるが、水晶は「沢きい。そのためには、事前に基本的な地質情報を習得

のぼり」コースの転石に多い。空洞の水晶は「石だたできる解説メディアが教材として必要と言える。

み」下流の河床（図６－３）やコース終点付近の河岸活動区域の地質については、前述のように、地質図で採集される。

幅もすでに刊行されており、基本的な情報は入手でき【方解石；CaCO3】白色で、劈開が発達して菱形に割れる。

る。これに地形図や空中写真、立体図などの情報を加粗晶であるが、自形の結晶形（六方晶系）は示さない。

えて、広域的な地質－地形情報を網羅して加工し、活安山岩（～玄武岩）質溶岩の中の裂か部や脈を塊状～動区域の概要と位置づけを端的に知ることができるブロック状に充填する（図７-4）。
「沢あそび③」下流

情報源が教材の一つといえる。これは現在作成を試み左岸や「沢のぼり」コース中間（迂回路②）に分布すはじめている最中であり、将来的には基本地形図をプる安山岩（～玄武岩）の露岩で採集される。

ラットフォームとするＧＩＳのローカル版となること【黄鉄鉱；FeS2】にぶい金属光沢。微粒であるが、ルーをめざしている。

ペでは方状などの結晶形（等軸晶系）が識別できる。

各地点の地層や岩石および産出鉱物標本について変質した岩石中に散在してふつうに含まれるほか、角は、今回の調査結果であるルートマップをベースとし礫状珪化岩中に微粒集合体として含まれる（図７-3）。て、各々の地点での産状を示す種々のスケールの野外－36 －宮城教育大学環境教育研究紀要

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写真（例えば図６）、標本写真（例えば図７）、研磨面

うまく生かした教示法も組み入れて、地質や地形を理や薄片などの写真などの画像とその解説が連動するよ解させる工夫も必要であろう。また、安全面での配慮

うな解説版ＣＤを作成する。これは現在、汎用プレゼは、当然ながら不可欠である。特に鉱物採集にあたっンテーションソフト（マイクロソフト社パワーポインては、大人（教員、支援者など）がハンマーを使用すト）を使って試作中である。その一部は、ＨＰとしてることとし、子どもには軍手（できればゴーグルも）公表することもあり得る。の着用とハンマーによる破砕場所から離れることなどこうした事前に入手できる地質情報の整備とともの指示を要する。こうした点も含めた説明は、解説でに、実際の活動に際しての教材の整備も不可欠である。

も現地での注意でも、必ず行うことを忘れてはならな

前者で得た情報の画像がバーチャル視覚体験となり、い。

実際の自然体験そのものやそこで得られた事物を軽視するようになっては全く本末転倒と言わざるを得ない

６．活動支援の実践からである。そこで、①実際の活動地点での解説板や

１）子どもたちの関心ワークシートなどの充実、および②岩石や鉱物などの少年自然の家を利用した小学校の子どもたちが、砥標本の充実が必要となる。①ではこれらを実際に現地沢川での沢あそびや沢のぼりの活動でどのような物にに出向いて、あるいは携行して実物と照合することに関心を示したかについては、子どもたちが提出したメ

よって、初めて納得して理解でき、印象も深まるに違

モやワークシートなど種々の提出物からある程度知るいない。②は実物の展示であり、野外活動の前に見ることができる。それらによれば、魚、イモリ、サワガことによって、採集する対象が定まる。この点をふまニ、カワゲラなどの水生生物に次いで、流れる水の様えて、すでに花山少年自然の家には、活動区域で採集子や水辺の植物などとともに、河原の小石や崖の様子された鉱物標本について、名称、色、硬さ、成分、特については必ず記される対象の一つとなっている。さ

徴、採集地点を記した簡単な解説カードを付して陳列

らに、2003 ～ 2004 年の計５回、小学校の野外活動にケースに展示している（図８）。

実際に同行して、現地での子どもたちの行動を観察し自然の事物を知るには、視覚ばかりでない感覚も体た結果においても、河原の小石は、水生生物、水の流験上必要となることは言うまでもない。地質を知るにれに次いで興味を強く示した対象物であった。こうしは、視覚に加えて、岩石や鉱物の表面をさわって硬さたことから、正確な分析はまだとはいえ、野外活動にや粗さを知る触覚や、岩石をハンマーでたたく音で硬おける河原の小石や崖に対する関心は少なからずあるさを知る聴覚のほか、登ったり歩いたりして知る体感とみられる。

からもその違いがわかることがある。こうした体験を

２）沢あそびでの野外活動への支援
砥沢川での野外活動として、小学校の野外活動で水晶（石英）や他の鉱物をさがす内容の活動支援を行った（図９-1）。「沢あそび③」において、約 100 名の児童の転石からの鉱物さがしと鑑定を行った。まず、支援にあたっては、最初に、1) 実際に産出する鉱物のサンプルをみせて興味と期待をもたせ、2) 探す際のコツと安全についての注意をした後、3) 各自採集した鉱物を同定して鉱物名を教え、さらに 4) 鉱物の特徴（硬さなど）と見分け方を教えて、最後に 5) 鉱物のできた年代やでき方について解説した。

図８．砥沢川で採集された鉱物標本の展示．国立花山少年
自然の家の展示ケースに陳列されている．

－37 －３）沢のぼりでのＰＴＡ活動への支援
国立花山少年自然の家と共同で、地元の小学校ＰＴ

少年自然の家の野外活動区域における自然学習教材の再開発

域には、種々の地層や岩石、鉱物、化石などが川沿いに露出し、地質素材によく恵まれている。これらを十分生かして自然学習教材として活用すれば、野外活動の指導もより幅広くかつ深化したものとなり、子どもたちのさまざまな気づきや発見に対応できてその自然体験も深まったものになると期待される。また、教材化については、さらに検討を加えて実用化し、他の自然の家にも利用可能な形で普及を進めてゆきたい。

謝辞

本研究を進めるにあたり、国立花山少年自然の家には、活動区域への調査許可をいただくとともに、現地の地形図や活動状況に関する資料の提供など、多くの便宜をはかっていただいた。活動支援の実践にあたっては、聖ドミニコ学院小学校と花山小学校にその機会を与えていただくとともに、宮城教育大学学生の成田晋吾、佐藤秀樹、上野佑太の諸君に協力していただいた。理科教育講座の青木守弘教授には、採集された鉱物標本や鉱床に関する意見をいただいた。社会科教育講座の西城潔助教授には、現地の案内をしていただいた。砥沢川のルートマップ作成には、宮城教育大学
自然環境専攻科目「地球環境実習」参加者 11 名の調査資料の一部を参考にさせていただいた。以上の機関
図９．砥沢川での実践のようす．１：「沢あそび③」地点
での鉱物採集．２：「沢のぼり」ルートの中間地点での水晶採集と各位に記してお礼申し上げる。
なお、本研究には、日本学術振興会科学研究費補助金（課題番号 16611001）を使用した。

Ａの行事として、砥沢川の自然を楽しむ野外活動の支援を行った（図９-2）。
「沢のぼり」コースにおいて、引用文献

約 80 名の親子とともに、転石の中から水晶をさがす

土谷信之・伊藤順一・関陽児・巌谷敏光，1997．岩ヶという内容である。２とは異なり、子どもたちは水晶崎地域の地質．地域地質研究報告（５万分の１地質さがしの経験があり、しかも父母同伴であったため、図幅），地質調査所，96pp．

より大きくきれいな標本採集をめざすこととなった。

金属鉱業事業団，1982．昭和 56 年度精密調査報告書

そこで、支援としては、まず、1) 探す際のコツと安全について注意をした後、2) 水晶の特徴（硬さや形）－栗原地域－．37pp．
通商産業省資源エネルギー庁，1976．昭和 50 年度広などについて教えて、3) 水晶のでき方と地元の標本としての意義、などについて説明した。

域調査報告書「栗原地域」，52pp．
日 本 鉱 業 協 会，1968． 日 本 の 鉱 床 総 覧（ 下 巻 ），941pp．

７．おわりに

日 本 金 山 誌 編 集 員 会，1992．100. 砥 沢 鉱 山， 日 本

全国の国立少年自然の家の中でも、花山は特に水系

金山誌第三編 東北，社団法人資源・素材学会：での活動が多い。今回の調査結果からみても、活動区

152-153．

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