II.1.1 池田山塊の古生層

池田山塊の古生層は一般にNNE-SSWの走向を有する。この山塊は，その中央部を東西に走る大断層により2分されて，その両側地塊では構造を全く異にする。すなわち南部の地塊では古生層は一般に東に傾斜し，西から東へ中部石炭系・下部二畳系と漸次新しい地層が露出する。北部の地塊では，大局的にみれば古生層は西に傾斜し，東から西へ下部二畳系・中部二畳系・上部二畳系と順次新しい地層が露出する。

池田山塊の古生層は，関武夫の論文¹⁾によると，下位から，大滝層（中部石炭紀）・梅谷層・粕川層（中部二畳紀）および春日層に4分される。従来大滝層とされていた地層中から中部石炭紀の化石のほかに，下部二畳紀の化石が発見された。したがって，従来の大滝層を狭義の大滝層（中部石炭紀）と大石層（最下部二畳紀）とに2分する必要が生じた。要するに，池田山塊の古生層は下位から次のごとく区分される。

大滝層は大石層と断層で接する。梅谷層は粕川層と断層で接していて，両者の関係ははっきりしない。

II.1.2 北部の丘陵地帯の古生層

北部の丘陵地帯を構成する古生層は，砂岩・粘板岩およびチヤートからなる。この古生層は化石を産しないために，池田山塊の古生層と対比することはできないが，チヤートを多量に含む点では春日層に類似している。

II.1.3 南宮山塊の古生層

本図幅南西部の南宮山塊を構成する古生層は，塊狀砂岩と粘板岩とからなり，その岩相は梅谷層まはた粕川層上部に類似している。この地層はENE-WSWの方向の軸をもって褶曲している。

大石層と大滝層との関係および大石層の地質時代

岩手村大石の沢では，中部石炭紀の大滝層の礫岩狀石灰岩（Loc. 1）と密接してそのすぐ東に，下部二畳紀の紡錘虫をおびただしく含む石灰岩（厚さ±10m，Loc. 5）が露出している。^註）

中部石炭紀の石灰岩を含む地層は輝綠凝灰岩を挟み，下部二畳紀の石灰岩を含む地層は輝綠凝灰岩を含まない。

また，前者のチヤートには赤色または綠色のものもあるが，後者のチヤートは青灰色または灰白色である。しかし，その他の点では両層とも粘板岩を主体としており，岩相上余り著しい差異を示さない。けれども，ここでは中部石炭系と下部二畳系とが直接していて上部石炭系を欠き，両者の間に著しい地質時代の間𨻶がある。そして下部二畳系である大石層は，一般に中部石炭系よりも擾乱を受けることが少ないのに，ここでは下部二畳系も中部石炭系と同じ程度に，局部的に強く擾乱を受けている。したがって，両層の関係は断層と推定される。

大滝の沢の奥では，輝綠凝灰岩やチヤートを伴なう中部石炭紀の石灰岩――Loc. 2およびLoc. 3――が，東西約600mの間隔をおいて露出し，その中間，すなわち西側の中部石炭紀の石灰岩（Loc. 2）と密接して，その東に下部二畳紀の石灰岩（Loc. 6）を含む粘板岩層が露出している。

ここでも下部二畳紀の石灰岩を含む粘板岩層は輝綠凝灰岩を含まず，かつかなり擾乱を受けている。また中部石炭系と下部二畳系との境界と推定される部分に断層が見られる。

要するに，大石層は下位の大滝層と断層で接する。大石層はその下部にしか化石を含まないが，全体としても下部二畳紀の地層と考えられる。

模式地の梅谷層

池田山塊南部の府中村梅谷の東方の地域に，塊狀の砂岩と薄い粘板岩との互層が広く露出している。この地層は梅谷層と呼ばれ，その西方に分布する大石層の上に整合に重なる。梅谷層は粗粒の岩石（塊狀砂岩）で特色づけられる互層であり，下位の大石層は細粒の岩石（粘板岩）で特色づけられる互層であって，両者の岩相の変化は全く漸移的である。梅谷層の砂岩は厚さ数mないし10数mで，中粒または粗粒であり，しばしばそのなかに黒色粘板岩の角礫を含む。角礫には径数cm位のものもあるが，一般に径2～3cm位の小さいものが多い。粘板岩は一般に砂岩よりも薄い。梅谷層中には一般にチヤートが少ないが，上部には厚さ1～2m以下の青灰色または灰白色のチヤートの薄層がかなり発達している。

梅谷層は大石層と同じく，一般にNNE-SSWの走向を有し，東に傾斜するが，西傾斜の部分もあり，かなり複雑に褶曲し，また走向断層で切られているのも観察される。梅谷層の中部と推定される部分，すなわち青野北方の東海道線のトンネルの東口に，厚さ1.5mの暗灰色の石灰岩が存在する。この石灰岩は蘚虫類・ストロマトポロイドおよび腕足介の破片を含むのみで，その地質時代は明らかでない。

梅谷層の最上部に介在するチヤートは，一部分が石灰質になっている。この珪質石灰岩は化石を含まない。

梅谷層は最下部二畳紀の大石層の上に整合に重なる事実以外には，その地質時代を明らかにする資料は得られない。

北部の梅谷層

池田山塊の北部地塊の東部に位する池田山近傍に，砂岩・粘板岩の互層が露出する。本互層はその岩相が模式地の梅谷層の岩相と酷似するので，梅谷層に対比しえられる。一般に砂岩が粘板岩よりも遙かに優勢である。砂岩は塊狀粗粒で，そのなかに粘板岩の角礫を含む。この梅谷層に相当する地層は褶曲し，多くの正断層や衝上断層によって切られているが，NNE-SSWの一般走向を示している。傾斜は南部の模式地の梅谷層と反対に，一般に西傾斜である。本層は全く化石を産しない。

模式地の粕川層

池田山塊北部の粕川の沿岸に露出する主として粘板岩・砂岩の互層から成る地層は，粕川層と呼ばれる。下部では粘板岩が優勢であり，そのなかに時に厚さ2～3m以下の細粒ないし中粒の砂岩を挟有する。漸次上位に砂岩の量を増し，上部では中粒ないしは粗粒の砂岩が優勢となり，層厚数m位の砂岩と粘板岩との粗い互層が普通である。岩相だけについていえば，粕川層下部は大石層に，上部は梅谷層に類似している。粕川層のほぼ中部に青灰色または灰白色のチヤートが発達し，粕川の北岸では厚さ10m以上に達する。

粕川層の下部に当る図幅地域北端の小島村室には，中部二畳紀の紡錘虫を含む石灰岩が露出する。本石灰岩は層厚100m以上に達する。普通は灰白色を呈するが，暗灰色の部分もある。この石灰岩の下底にチヤートの薄層を伴なうことがあるが，輝綠凝灰岩の夾みはない。

以上の化石は中部二畳紀古期の地質時代を示す。

模式地の粕川層の走向は一般にNNE-SSWで，傾斜は50～60°Wを示し，その東側に分布する梅谷層と思われる地層と断層で接する。

東方に露出する粕川層

池田山塊の北部地塊の東南瑞すなわち本郷村小寺の西方には，砂岩と粘板岩との互層が露出する。この地層は粕川層上部に相当するものと思われる。本層中に黒色，泥質の不純な含化石石灰岩が厚さ2m内外の小レンズとして含まれている。

以上の化石は中部二畳紀新期の地質時代を示す。この石灰岩を含む粘板岩には，小豆粒大の砂岩そのほかの小円礫をまばらに含むことがある。

この粕川層上部と思われる地層は，一般走向NNE-SSW，傾斜50°W内外，西側に分布する梅谷層と思われる互層とは断層で接する。

要するに粕川層はその下部が中部二畳紀古期に，上部が中部二畳紀新期に属し，全体として中部二畳紀の地層である。粕川層と梅谷層との層位関係はわからない。

池田山塊の二畳系の対比について

下部二畳紀の大石層の紡錘虫化石はその最下部に含まれ，上部からは地質時代を示す化石はみいだされない。大石層はさらに上位の無化石の梅谷層に整合に覆われる。したがって大石層の含化石層準の上位には，著しい厚さの無化石層が重なっている。

池田山塊の北部にのみ分布する中部二畳紀の粕川層は，南部に分布する大石層・梅谷層と断層で境されているので，それらの間の層位関係は不明である。しかし岩相上だけからは，粕川層下部は大石層に全く類似する。また粕川層上部は梅谷層に類似するが，梅谷層の砂岩が粘板岩角礫を含むのに対し，粕川層上部の砂岩はこれを含まないことが，両層の間の唯一の差異としてあげられる。したがって粕川層下部と粕川層上部との間の全く漸移的な岩相変化は，大石層と梅谷層との間の岩相変化と非常に類似する。

大石層・梅谷層・粕川層の層位関係については2つの場合が考えられる。

第1の場合（粕川層下部を大石層の上部に，粕川層上部を梅谷層に対比する場合）には，下部二畳系と中部二畳系とがいわば連続的の1つの沈積輪廻を示すことになる。

第2の場合（粕川層を梅谷層の上位の地層と考える場合）は大石層は下部二畳系の下部を，梅谷層は下部二畳系の上部を代表することになり，下部二畳系だけで1つの沈積輪廻を示し，中部二畳系の粕川層はもう1つの沈積輪廻を示すことになる。この場合には，下部二畳系は非常に厚い層厚を持つことになる。

以上の2つの場合のいずれが正しいかは，大石層上部と梅谷層とから地質時代を明示する化石が発見されるまで，決定できない。上記の2つの場合を図示すれば次のようになる。

無化石層（砂岩・粘板岩・チヤート）

1）　揖斐町附近から藪川の西岸におよぶ丘陵を構成する古生層の走向は，西部ではE-Wであり，東方に向うにつれてENE-WSWになる。傾斜は約50°Nを示す。この地域の古生層の下部は，最高400～500mの層厚を有する。青灰色，黒色または白色のチヤートからなり，その上位には砂岩・粘板岩の互層が発達している。この互層には厚さおのおの数cmから数mに至る細・粗各種の互層が見られる。互層のうちでは一般に砂岩が優勢であるが，下部から上部へと減少する傾向を示す。この砂岩は粗粒で，特に比較的下位の層準に含まれるものは，小豆粒大砂岩やチヤートの小円礫を含むことがある。古生層の最上部は粘板岩・砂岩およびチヤートの互層からなる。この部分の砂岩は中粒ないし細粒であり，その厚さも薄く1～2m以下の薄層をなすことが多い。全般的にみれば最上部では粘板岩が優勢である。粘板岩層中にはしばしば層厚10cm位の青灰色ないしは灰白色のチヤートが，不規則な間隔で互層として挟まれている。このようなチヤートと粘板岩との互層は，厚さ1～2mから数mに達するチヤート層に移化する。

2）　藪川の東岸の2つの丘陵を構成する古生層の走向は，南部ではNNE-SSWであり，北部ではNNW-SSEで，東に凸面を向けた弧状の構造を呈する。傾斜は約60°Wである。この古生層の下部は，砂岩・粘板岩およびチヤートからなる。一般に粘板岩は砂岩よりも薄くて2～3mの厚さを有し，砂岩の層厚は数m程度のことが多い。チヤートは青灰色または灰白色で，その層厚は10m内外のことが多い。全般的にいえば，下部は砂岩とチヤートとで特色づけられる。上部はほとんど無層理で，粗粒ないし中粒のみからなる。粘板岩やチヤートは少なく，時に1m以下の薄い夾みとして砂岩中に介在するのみである。これらの2丘陵の南方に孤立する弥勒寺の小丘陵も，ほとんど粗粒の塊状砂岩のみからなり，前記の2丘陵の古生層の上部層に岩相が類似している。

3）　図幅の東北端，岐阜市北郊の東西に延びた3つの小丘陵は，厚さ数100mにおよぶ青灰色またたは灰白色チヤートから主に構成される。走向はほぼE-Wで，傾斜は約60°Sである。この厚いチヤートは，藪川以西の丘陵に露出する古生層の下部に相当すると考えられる。

以上の3区域の北部丘陵地帯の古生層は，化石を産しない。岩相だけによって池田山塊の古生層と比べれば，厚いチヤートを含むことから，春日層に類似している。

石山石灰岩

藪川西岸の石山には厚さ100m内外の石灰岩が露出している。石灰岩は腐泥質の黒色石灰岩を主とし，そのなかに多くの紡錘虫を含む。石灰岩の下部は灰白色，珪質の結晶質石灰岩である。さらに下位には灰白色の割れ目に富んだ珪質粘板岩，および灰白色または青灰色のチヤートが発達している。これらの岩石は部分的に石灰質となっているが，石灰質の部分はクリノイド以外の化石を含まない。

以上の化石は中部二畳紀を指示する（赤坂石灰岩のNn，Nc，NcおよびNg帯に相当する）。

石山石灰岩はE-Wの走向をもち，30～40°Nに傾斜する。本層と西側に分布する無化石古生層とは，断層で境されており，層位関係はわからない。しかし，石山石灰岩の下位には，なお粘板岩とチヤートからなる厚い地層が発達している。この下位の地層とその西側の揖斐町附近の無化石層とは，岩相上著しい差異を示さない。したがって，石山石灰岩は西側の無化石古生層の一員であるのかもしれない。石山石灰岩の黒色腐泥質の岩相は，赤坂石灰岩の中上部のそれに類似し，産出化石も同一であることは注目に値する。

IV. Yabeina globosa帯（Ng）

12）――大里石灰岩：　押しつぶされた化石を含む

11）――黒色塊状石灰岩：　保存の良い化石を含む

III. Neoschwagerina margaritae帯（Nm）

10）――黒色石灰岩：　主にNeoschwagerina margaritaeを含む

9）――暗色石灰岩：　Neoschwagerina colaniaeが多い

II. Neoschwagerina craticulifera帯（Nc）

8）黒色石灰岩：　PseudodoliolinaおよびPseudofusulinaを含む

7）暗灰色石灰岩：　Pseudodoliolinaが密集する

6）暗灰色石灰岩：　Pseudofusulina japonicaが多い

5）暗色石灰岩：　Neoschwagerina craticuliferaが多い

I. Cancellina nipponica帯（Nn）

4）――暗灰色石灰岩：　（Nc）と（Nn）との漸移帯

3）――灰色石灰岩：

2）――淡灰色石灰岩

紅縞帯

1）――紅縞石灰岩：やや結晶質の石灰岩・産出化石：

斜長斑岩

池田山塊南部の府中村大滝の北方では，斜長斑岩が大石層を貫ぬいている。岩脈はほぼ大石層の走向に近いN-Sに走り，約2kmの距離に亘って延長する。大滝部落北方の名所「不破滝」はこの岩石にかかる滝である。岩脈は「不破滝」附近では厚さ10m位で，南北両端に向って次第に厚さを減少する。

岩石は珪長質石基中に斜長石の斑晶をもつ。斑晶をなす斜長石の内部には絹雲母が散点している。有色鉱物としては，角閃石を交代したと考えられる綠泥石が斑晶として，あるいは石基中に少量みられる。

玢岩

池田山塊南部の岩手村大石の北方には，大滝層と大石層とを貫ぬく玢岩の岩脈が多い。岩脈はいずれも厚さ1～2m程度で，ほぼ地層の成層面に並行に貫入したものが多い。

岩石には斜長石・石英の斑晶を含んで有色鉱物の少ないものから，斜長石・石英の斑晶を欠き，有色鉱物に富んだ煌斑岩質のものまである。有色鉱物としては，長柱状の自形を呈する褐色の普通角閃石を主とし，そのほか無色の単斜輝石が少量みられる。構成鉱物は一般に変質を受け，斜長石は絹雲母や炭酸塩鉱物等に交代され，輝石または橄欖石を交代したと考えられる綠泥石または蛇紋石から成る仮像がみられる。角閃石は有色鉱物の少ない岩石においては，綠泥石に交代されたものが多いが，煌斑岩質のものにおいては比較的新鮮である。

牧田層

南宮山塊の北麓の宮代村南宮神社附近には，淡青灰色の砂質粘土からなるほとんど水平な地層が，扇状地堆積物（礫層）の下位に小範囲に露出している。この砂質粘土層中には，炭質物の厚さ10cm位の薄層が挟まれている。

本層は南宮山塊の西方に広く分布する牧田層の一部である。牧田層の地質時代は洪積世最古期，または鮮新世最新期である。

扇状地堆積物

垂井町附近およば池田山塊の東麓等には，扇状地を構成する礫層が分布しており，東方に次第に傾斜を減じて遂に冲積平野に移る。

冲積層

砂利・砂・粘土等からなる冲積層は，広大な濃美平野を構成する。本図幅地域内では，大垣市附近は地下水が特に豊富で，工業立地上極めて有利な地位を占めている。

水理の概要

大垣市附近は，濃尾平野西部に拡がっている大垣自噴帯の北半部を占めており，低温でかつ水量および水質ともに優れている自噴性被圧面地下水が広く分布し，飲用・灌漑用・工業用に，著しく高度に利用されている。

平野部の地下水は，主として揖斐川・藪川・長良川の地表水によって涵養されており，河川水の滲透量の最も少ない時でも，よく1日あたり2,000,000 m³に相当する水が供給される。別に西方にも地表水の滲透地帯が認められるが，自噴井によって求めた圧力面勾配は，おおむね北から南に向って傾いている。

自噴井戸の深度は5～200 mで，工業用井戸は主に12～16吋のものが多く，これ以外の大部分のものは孔径2～3吋程度の小孔径のものが占めている。自噴量は深度30 m以浅の小孔径の井戸で，冬季0.5 l/sec程度以下，70 m以深の井戸で，同じく1～8 l/sec，最大10 l/secの程度で，揖斐川流域の自噴量が最も多い。これらは夏季に130～50%程度増量する。

大垣市附近の自噴井戸の総数は現在約15,000本で，大垣自噴帯全体の井戸数のほぼ1/2に相当する。また大垣市街地で排水される被圧面地下水の総量は，1日約130,000～160,000 m³で，河川水滲透量の10%弱である。

自噴帯以外の地区では，ほとんど手押ポンプによって浅い自由面地下水，あるいは自噴するに至らない被圧面地下水を利用している。

帯水層の分布

鑿井地質断面によると，大垣市附近の地表近くには，厚さ数mの貝殻混りの砂層を挟む礫質の冲積層があり，揖斐川流域に最も厚く，最大55m程度に達する。この下位には厚さ50～80mの礫と粘土との互層が分布し，その比較的上部には2～3 m程度の浮石層があって，岐阜市および愛知県木曽川町で深度30～40 mと記錄される。また下部には埋木と貝殻を混える層がある。礫層は東部および西部では数mの厚さで粘土層と互層するが，中央部では15～20 m程度の厚さまで発達する。

大垣市内大垣公園の深度255 mの鑿井資料によると，礫と粘土との互層の下側105 m以下は一連の砂礫層であるが，確実な不透水性基盤には達していない。この砂礫層は自噴帯に一様に広く分布しているが，杭瀬川以西には発達していない。地層の物理的性質および水質からすれば，互層と下位の砂礫層とは類似した地層であり，おそらく関ケ原町・垂井町附近に分布する更新～鮮新統の地層と対比されるものと思われる。

本所事業として実施された電気探査の結果を勘案すれば，上部の礫層と互層とは揖斐川流域において最も厚く，互層および下位の砂礫層は北部では浅く，主央部に向って深くなっており，大垣自噴帯は南に開いた盆状構造の観を呈している。

大垣市附近において利用可能の帯水層は，

の3層である。この地域では自噴井を深度によって浅掘・中掘・深掘（または百間掘）と呼んで区別しているが，これらの自噴井はそれぞれ上述の帯水層に到達している。

水温

大垣市附近の被圧面地下水の水温は，浅掘・深掘ともに13～15℃の範囲に入り，かつ年較差も0.4℃以下である。

浅掘は神戸町と大垣市街地中央部とを結ぶ線の東側，揖斐川右岸にかけてはN-S方向に13～13.5℃の低温を示しているが，その西側杭瀬川までは13.8～14.5℃を，さらに杭瀬川以西では15℃前後をなしている。

中・深掘の水温は，杭瀬川から長良川にかけての一帯で13.5～14℃を，杭瀬川以西および岐阜市附近では14.5～15℃を示し，大垣市附近より幾分高温になっている。

水質

大垣市附近の被圧面地下水は，第2表に示すとおり，Ca，SiO₂をはじめ溶存成分が少なく，水質は一般に良質である。全域を通じて固形物総量は，60～70 mg/lであるが，岐阜市附近が僅かに多い。なお全体として深度により認められる差はきわめて少ない。