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第８回　地球の構成：　岩石

配付プリント等

• ビデオ『第12巻　鉱物』（30分）〔EARTH REVEALED（アース　リビールド）《日本語版》　最新地球科学教育ビデオシリーズ　地球を探る　全26巻〕
• 『地球の構成：　岩石』。講義内容は以下について。
  『２　地殻の構成　2.1　地殻』
  �C地球の元素組成：１）鉄、２）酸素、３）ケイ素
  　核とマントルと地殻の割合、およびそれらの鉱物組成（鉱物の種類と割合）および化学組成の見積りから計算。
  �D地殻の元素組成：１）酸素、２）ケイ素、３）アルミニウム
  　地表に分布する岩石の化学分析結果、およびそれらの岩石の割合の見積りから計算。
  　とくに、体積でみると酸素は9割を超える。
  『２　地殻の構成　2.2　鉱物』
  �@鉱物の定義：
  　１）天然産であること、２）〔化学組成〕一定の化学式であらわせること、３）〔結晶構造〕結晶質であること、の３条件を満たすこと。ただし、例外がある。
  �A鉱物の種類：　約4,000種類（世界）、約1,000種類（日本）
  　化学組成または結晶構造のいずれかが異なれば別鉱物。
  �B鉱物の分類：
  　化学組成、とくに陰イオンを基準に分類される。ただし、珪酸塩鉱物はさらに結晶構造（SiO4四面体の頂点どおしの結合のしかた）により６グループに分けられる。
• プリント2枚（番号：７）。出席票。
  【1枚目】
  （北欧、北米諸地域における岩石の分布面積）、（日本列島における各種岩石の分布面積）、（おもな火成岩の化学組成）…『理科年表』
  表9.1…『図説地球科学』（86p）
  図3-3、図3-4、図3-5…『地球システム科学入門』（59,60,61p）
  図5-3、図5-4、図5-7…『固体地球　改訂新版』（61,63,67p）
  図2.7、図2.11…『教養の地学　改訂版』（25,28p）
  【2枚目】
  図2.7、図2.8、図5.3、図9.4、図9.5、図9.6、図9.7…『図説地球科学』（17,18,40,89,90p）
  図3-6…『地球システム科学入門』（62p）

補足説明

全般	地球科学用語については『地球科学用語集』ページを参照。 単位については『単位について』のページを参照。 地質年代については『地質年代表』のページを参照。

• 『地球構成物質の化学組成』のページを参照。
• 『鉱物の定義と分類』のページを参照。
• 『岩石の種類』のページを参照。

【地球の元素組成】

• 表2-10　地球の元素組成（重量％）
  （Mason, 1966；Mason and Moore, 1982；森本、1989）

  元素	原子 番号	Masonの 推定値	Washington の推定値	Niggliの 推定値	Ganapathy らの推定値	Ringwood の推定値
  Fe	26	34.63	39.76	36.9	35.98	31.90
  O	8	29.53	27.71	29.3	28.65	29.95
  Si	14	15.20	14.53	14.9	14.76	17.29
  Mg	12	12.70	8.69	6.73	13.56
  Ni	28	2.39	3.16	2.94	2.02	1.73
  S	16	1.93	0.64	0.73	1.66
  Ca	20	1.13	2.52	2.99	1.67	1.80
  Al	13	1.09	1.79	3.01	1.32	1.40
  Na	11	0.57	0.39	0.90	0.143	0.90
  Cr	24	0.26	0.20	0.13	0.472
  Co	27	0.13	0.23	0.18	0.093
  P	15	0.10	0.11	0.15	0.213
  K	19	0.07	0.14	0.29	0.017
  Ti	22	0.05	0.02	0.54	0.077
  Mn	25	0.22	0.07	0.14	0.053
  鹿園（1992）による〔『地球システム科学入門』（35p）から〕【見る→】

【地殻の元素組成】

• 表2.1　大陸地殻の化学組成

  （％）	1	2	3	4
  SiO2	61.9	61.9	64.8	57.3
  TiO2	1.1	0.8	0.51	0.9
  Al2O3	16.7	15.6	16.1	15.9
  FeO	6.9	6.2	4.8	9.1
  MgO	3.5	3.1	2.7	5.3
  CaO	3.4	5.7	4.6	7.4
  Na2O	2.2	3.1	4.4	3.1
  K2O	4.2	2.9	2.0	1.1
  1：地表岩石の平均に近いものとして氷河粘土をとり、77個の異なった試料の分析値より推定 2：カコウ岩質岩石、玄武岩質岩石および堆積岩の占める地殻の厚さ、それぞれの平均化学組成などに基づいて推定 3：マントルからトーナル岩的なものが形成されるという大陸地殻生成モデルに立ち、地殻を3層に分けて、それぞれの厚さ、構成岩石の平均化学組成より推定 4：カコウ閃緑岩を主体とする上部地殻は、地殻自体の分化により生じたとのモデルに立ち、地殻熱流量などを制約条件として推定
  松尾（監修）（1989）による〔『地球化学』（33,34p）から〕【見る→】

参考

【地殻の岩石の平均的な鉱物組成】

• 	A	B	C	D	E
  石英（quartz）	21.0	25.4	24.42	23.2	20.3
  斜長石（plagioclase）	41.0	39.25	39.25	39.9	34.9
  ガラス（glass）	0.0	0.0	0.0	0.0	12.5
  正長石（orthoclase）	21.0	4.57	8.6	12.9	11.3
  黒雲母（biotite）	4.0	15.29	11.23	8.7	7.6
  白雲母（muscovite）	0.0	9.77	7.61	5.0	4.4
  緑泥石（chlorite）	0.0	0.0	3.31	2.2	1.9
  角閃石（amphiboles）	6.0	0.0	0.0	2.1	1.8
  輝石（pyroxenes）	4.0	0.0	0.0	1.4	1.2
  かんらん石（olivines）	0.6	0.0	0.0	0.2	0.2
  酸化鉱物（oxides）	2.0	1.37	1.37	1.6	1.4
  その他（others）	0.5	4.7	4.7	3.0	2.6
  A　Wedepohl（1969, 表7-11）により概算された上部大陸地殻の平均鉱物組成 B　カナダ楯状地のメソノルム（mesonorm）（Shaw et al., 1967） C　緑泥石を含むように修正したカナダ楯状地のメソノルム（付記を参照） D　上部大陸地殻の平均鉱物組成の概算値（計算方法の詳細は付記を参照） E　露出した地殻の平均組成の概算値（計算方法の詳細は付記を参照）

  
  （『Nesbitt and Young, 1984』から）

【長石の組成】

• 〔Dartmoor Torsの中の『Geology』の『Minerals』から〕 三角ダイアグラムにおいて、上端はKAlSi3O8（代表的な鉱物はオルソクレース〔正長石〕）、左端はNaAlSi3O8（アルバイト〔曹長石〕）、右端はCaAl2Si2O8（アノーサイト〔灰長石〕）である。代表的な長石の組成は、比較的低温での生成の場合は青色の範囲、比較的高温での生成の場合は青色＋赤色の範囲となる。KAｌSi3O8−NaAlSi3O8系列をアルカリ長石（とくにKAｌSi3O8を主体とするときはカリ長石）とよび、NaAlSi3O8−CaAl2Si2O8系列を斜長石とよぶ。 上の表のように、長石グループは全鉱物の50〜60％を占めると推定される。

【日本列島の岩石分布】

• 第2表　日本列島を構成する各種岩石の分布面積

  岩種	地質時代*	面積（km2）	比率（％）
  堆積岩	第四紀 新第三紀 古第三紀 白亜紀 ジュラ紀 三畳紀 古生代	80,228.16 46,822.76 7,122.90 10,207,19 757.06 1,139.80 3,571.21	21.36 12.47 1.90 2.72 0.20 0.30 0.96
  	第四紀−古生代	149,849.08	39.91
  堆積岩を主とする 付加コンプレックス	古第三紀−古生代	60,802.94 〔異地性岩体：3,215.41〕	16.19
  火成岩を主とする 付加コンプレックス	古第三紀−古生代	3,661.73	0.98
  超苦鉄質火成岩類	先新第三紀	1,876.98	0.50
  火山岩	第四紀 新第三紀 古第三紀 白亜紀	41,629.97 44,685.16 4,261.61 15,092.42	11.09 11.90 1.13 4.02
  	第四紀−白亜紀	105,669.16	28.13
  深成岩	新第三紀 古第三紀 白亜紀 先白亜紀	3,947.43 5,339.90 28,498.26 1,422.46	1.05 1.42 7.59 0.38
  	新第三紀−古生代	39,208.05	10.44
  変成岩	先新第三紀	14,472.51 〔低圧型：　4,207.01〕 〔高圧型：10,265.50〕	3.85
  合計		375,540.47
  堆積岩（付加コンプレックスを含む） 火成岩（付加コンプレックス及び超苦鉄質火成岩を含む） 変成岩			56.10 40.05 3.85
  *）100万分の1日本地質図第3版には、新第三紀と古第三紀との境界にまたがる年代（PG4）の地質単位がある。ここではそれらの年代をより近い古第三紀とした。

  
  

  第3表　各種岩石の分布面積の比較（％）

  	Saito & Mitsuchi （1956）	小野・礒見 （1967）	磯山ほか （1984）	村田・鹿野 （1995）
  堆積岩 　〔第四紀〕 　〔新第三紀〕 　〔古第三紀〕 　〔白亜紀〕 　〔ジュラ紀〕 　〔三畳紀〕 　〔古生代〕 　〔付加コンプレックスなど〕	61.1 20.7 18.9 （上に含まれる） 2.7 1.0 0.3 12.2 5.3	55.3 16.5 16.3 （上に含まれる） 3.1 1.1 0.3 12.0 6.0	58.3 19.3 15.4 3.9 6.8 0.9 0.4 11.6 −	56.2 21.4 12.5 1.9 2.7 0.2 0.3 1.0 16.2
  火山岩 　〔第四紀〕 　〔新第三紀〕 　〔古第三紀〕 　〔白亜紀〕	21.1 20.4 （上に含まれる） − −	28.2 5.6 17.8 0.0 3.8	26.1 8.8 13.1 (下に含まれる） 4.2	28.1 11.1 11.9 1.1 4.0
  深成岩 　〔新第三紀〕 　〔古第三紀〕 　〔白亜紀〕 　〔先白亜紀〕	14.2 （白亜紀噴出岩を含む） − − − −	13.1 0.9 0.0 10.6 0.4	11.6 1.0 （下に含まれる） 9.7 0.9	10.4 1.0 1.4 7.6 0.4
  超塩基性岩など	0.9	1.2	−	0.5
  変成岩 　〔低圧型〕 　〔高圧型〕	3.6 0.9 2.7	4.6 1.3 3.3	4.1 1.2 2.9	3.8 1.1 2.7
  湖沼を除く総面積（km2）	369,800	369,610	378,438.6	375,540.47

  
  〔村田泰章・鹿野和彦（1995）による〕

【日本列島の地質】

• 〔総合地質情報研究グループの『ベータ版』の『シームレス地質図サポートページ』の『日本列島の地質と構造』から〕

【地質年代表】

• 〔総合地質情報研究グループの『ベータ版』の『シームレス地質図サポートページ』の『地質年代表』から〕