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配付プリント等 |
補足説明 |
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〔岩手県立博物館の『これなあに?』の『地質分野』の中の『造岩鉱物[ぞうがんこうぶつ]と火成岩の分類』から〕 火成岩の分類では、一般に、横軸にシリカ成分(SiO2)をとり、縦軸に粒径(生成深度:深いほど粗粒)をとる。シリカが多くて粗粒(径数mm程度)なものは、大陸地殻の代表的な岩石である花崗岩(地下でゆっくりと冷えて形成された深成岩の一種)であり、シリカが少なくて細粒(粒子が肉眼で判別しにくい程度)のものは、海洋地殻の代表的な岩石である玄武岩(地表付近で速く冷えて形成された火山岩の一種)である。 |
【ボーウェンの反応系列】(ボーエンあるいはボウエンとも記される)
カナダの岩石学者のノーマン・ボウエン〔ボーウェン、Norman L.
Bowen(1887 - 1956)〕が、マグマから(冷却に伴って)鉱物が晶出する順序をまとめたもの。
かんらん石(olivine)→輝石(pyroxene)→角閃石(amphibole)→黒雲母(biotite)のように、まったく結晶構造の異なる鉱物へと変化していく不連続系列と、斜長石(plagioclase)のCaに富むものからNaに富むものへのように、結晶構造は同じだが組成の異なるもの(固溶体という)へと変化していく連続系列の2つの系列が並列して進み、最後には白雲母(muscovite)・カリ長石(K-feldspar)・石英(quartz)が主体となる。〔リンクはウィキペディア〕
早稲田大学資源地球化学研究室(内田研究室)(HP/2011/5)による『(偏光顕微鏡)』から |
マグマから晶出する鉱物の温度変化と,岩石に含まれる鉱物の違いを示した例. 〔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『岩石や地層のでき方』から〕 かんらん石→輝石→角閃石→黒雲母のように、まったく結晶構造の異なる鉱物へと変化していく不連続系列と、斜長石のCaに富むものからNaに富むものへのように、結晶構造は同じだが組成の異なるもの(固溶体という)へと変化していく連続系列の2つの系列が並列して進み、最後には白雲母・カリ長石・石英が主体となる。 |
Bowen's Reaction Series(ボーウェンの反応系列) 〔Steven Dutch氏(Natural and Applied Sciences, University of Wisconsin-Green Bay)による『Physical Geology (Earth SC 202) Notes and Visual Aids』の『Igneous Rocks』から〕 |
●ふつうの堆積岩の例. 〔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『岩石と地層の分類』から〕 堆積岩は、上記の『ふつうの堆積岩』として形成されるものが代表であり、砕屑岩ともいう。これに火山噴出物が混じり、そして量的にも多ければ火山砕屑岩(略して火砕岩)と呼ぶ。ほかに、化学的な沈殿物が主体である化学的沈殿岩(あるいは化学的堆積岩)、および生物起源の生物岩がある。 |
変成岩の形成されうる場所. 〔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『岩石や地層のでき方』から〕 |
〔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『岩石や地層のでき方』から〕 変成岩は、変成作用の重要な要因である温度と圧力の違いによって区別される。特定の温度・圧力条件下では、特定の鉱物の組合せが安定なため、それぞれ固有の鉱物を含む変成岩となりやすい。実際には、鉱物組合せだけでなく化学組成も異なるため、それらを詳しく調べることで、生成した温度・圧力条件を決定できる場合が多い(地質温度計・地質圧力計という)。また、適当な放射性元素を含んでいれば、その母と娘の同位体組成を測定することにより、その半減期から生成年代を決定できる(放射年代という)。これらのデータがそろえば、含まれる岩石の時間と空間における変化の経路を決めることが可能であり、それは地殻変動を明らかにするための情報を与える。
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参考 |
図.1 プレートテクトニクスから見た岩石の地質学的なサイクルと地学現象の概念(平野 1996に着色) 〔国土防災技術(株)の『技術情報』の『技術・研究ノート』の『地質学入門』の中の『岩盤・岩石の種類』から〕 風化作用→浸食作用→運搬作用→堆積作用(堆積物の形成)→続成作用(堆積物から堆積岩へ)→変成作用(変成岩の形成)→火成作用(火成岩の形成) |
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花崗岩(かこうがん、granite、グラニット):酸性(acidic)の深成岩(plutonic rock)。大陸地殻の代表的な岩石。灰色部分は石英(quartz:SiO2)、白色部分は斜長石(plagioclase:NaAlSi3O8〜CaAl2Si2O8)、黒色部分は黒雲母(biotite)であるが、カリ長石(K-feldspar)(正長石;orthoclase:KAlSi3O8)ははっきりしない(少し灰色味をもつ白色の部分に存在すると考えられる。試料によっては、暖色系の色合いが強い)。鉱物の粒径は数mmであるが、試料によっては1cmを超える場合もある。 | 玄武岩(げんぶがん、basalt、バサルト):塩基性(basic)の火山岩(volcanic rock)。海洋地殻の代表的な岩石。輝石(pyroxene)と斜長石(plagioclase)を主とし、カンラン石(olivine)や角閃石(amphibole)も伴う。ただし、鉱物の粒径は肉眼では識別できないほど小さい。輝石・カンラン石・角閃石は有色鉱物であるので、全体的には暗灰色に見える。 |
火成岩(igneous rocks)は、マグマ(magma:岩石の熔融体)から固結してできる岩石であるが、化学組成〔とくにSiO2(珪酸;シリカ)成分量〕および組織(形成深度が粒径などに最も影響する)の違いにより分類される。花崗岩はSiO2量が多く、深部でゆっくり冷却されて形成された。一方、玄武岩はSiO2量が少なく、地表付近で急速に冷却されて形成された。これらの中間の性質を持つ岩石には、別の名称が付けられているが、これらは連続的に変化している。なお、マグマの化学組成の違いは主に源岩の違いによる。 |
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砂岩(さがん、sand stone):構成鉱物の粒径が2mm〜1/16mmの砕屑岩(clastic rock)。 | 泥岩(でいがん、mud stone):構成鉱物の粒径が1/16mm以下の砕屑岩(clastic rock)。 |
堆積岩(sedimentary rocks)は、地表における風化・浸食・運搬・堆積作用によって形成される岩石であり、砕屑岩が主体である。地表環境条件下で不安定な鉱物は、破砕と分解の過程で消失するため、一次鉱物(源岩を構成していた鉱物)の種類は限られる(主に石英および長石の一部が残る。他には岩片状のものも残る。さらに地表条件で安定な粘土鉱物のような二次鉱物も形成される)。一方、破砕によって半分また半分と粒径が小さくなると仮定すれば、(1/2)nとして構成鉱物の大きさを表せる。人為的に2mmや(1/2)4mm(=1/16mm)などが砕屑物の大きさの境界として使われ、2mm以上の粒子から構成されるものは礫、2mm〜1/16mmは砂、1/16mm以下は泥とされている。これらの堆積物(sediment)は地下での続成作用(diagenesis)によって粒子間が固定されると、堆積岩(sedimentary rock)となる。これらは層状の組織・構造を持つので一般に地層(stratum)と呼ばれる。 |
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片麻岩(へんまがん、gneiss、ナイス):高温および高圧の変成条件下で形成される変成岩。火成岩の花崗岩に似ているが、源岩の種類の違いによって、構成鉱物は変動する。大陸地殻中〜深部に地表の岩石がもたらされて形成されるので、大陸地殻の形成史に関連する情報をもつ。 | 片岩(へんがん、schist、シスト):高圧および中〜低温の変成条件下で形成される変成岩。圧力(応力、stress)に垂直な方向に押し潰されたような組織を示す(この写真は平らな面を撮っているので明瞭ではないが、下部に見える断面では平行な縞模様が見える)。 |
変成岩(metamorphic rocks)は、地表付近にあった岩石が地下へ埋没し、地下の高温・高圧条件によって、構成鉱物の一部または全部が変化した岩石である。一般的な変成岩は、圧力と温度の両方の影響を受けて形成される。とくに両方の影響が大きい変成岩は、構成鉱物が粗粒であり等粒状になって、一見花崗岩に似る場合もあるが、このようなものは片麻岩と呼ばれる。比較的圧力の影響が大きい場合には応力のために層状を示すことがあり、その代表的なものが片岩である。これらは広域的に形成される場合が普通であるので広域変成岩に含まれる。また、特別に温度の影響が強い場合は熱変成(接触変成)岩と呼ぶことがあり、逆に圧力の影響が強い場合は動力変成岩と呼ぶことがある。 |