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第５回　金属資源【地殻をつくる鉱物と岩石】

配付プリント等

• 講義内容は以下について：
• 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。

• 　地球の地圏は内核・外核・マントル・地殻から構成されるが、この中でマントル（Mantle）は重量で約６７％を、体積で約８３％程度を占め、最も重要ではあるが、その構成物質について推定された結果は研究者によって異なる。核（Core）の大部分は金属鉄（Metallic Iron）から構成されるし、地殻（Crust）は体積で２％にも達しないため、地球の全体的な元素組成の推定においては、マントルについての推定値が大きく影響する。一般的に、最も多いのは鉄（Iron）で３５重量％程度、２番目は酸素（Oxygen）で３０％程度、３番目と４番目はケイ素（Silicon）とマグネシウム（Magnesium）で１０数％程度であり、これらは研究者によって順位も入れ替わる。
  　他方、地殻の元素組成は、前述のようにかなり一定の値となっており、酸素が圧倒的に多い。
  　地殻において、存在する元素は、それらの濃度や周囲の温度と圧力の条件に応じて、そこで安定な鉱物を形成している。鉱物（Mineral）は、地圏（Geosphere）を構成する最小単位の物質である。そこで、鉱物について、定義と種類と分類について説明する。
  　鉱物は、一般に次の３つの条件で定義（Definition）される。これらの３条件を兼ね備えた場合に鉱物と言える。１つめは、天然産（Native）であることである。地球以外でも構わない。２つめは、一定の化学式（Chemical Formula）で表現できるような化学組成（Chemical Composition：元素の種類と濃度）を持つことである。元素記号（Chemical Symbol）と簡単な数値で表わせる化学式によって示される。３つめは、構成する原子の配列が３次元的に規則的な結晶構造（Crystal Structure）を持つことである。そのようなものは結晶質（Crystalline）と呼ばれる。つまり、液体ではない。これらの３条件のうち、１つめは絶対条件であるが、３つめには例外がいくつかある。現在では、関連の国際組織（国際鉱物学連合、IMA、International Mineralogical Association）によって、新鉱物（New Mineral）の承認も含めて管理されているので、勝手に鉱物を定義できないようになっている。基本的に有機物は鉱物とは言わない。
  　定義にある化学組成および結晶構造のいずれかが異なるものは、異なる鉱物とされている。つまり、異なる鉱物名が与えてある。このように鉱物名が与えてあるものは、世界では４０００を超える。現在でも、年に５０種類程度の新鉱物が発見されている。日本からは１０００程度が報告されている。これは、１つの国からの数としては決して少ない訳ではなく、むしろ多いと思われる。なぜなら、鉱物は固有の生成条件および安定領域を持つため、世界の様々な地質環境の中の限られた条件下でのみ発見されるものが多いためである。
  　定義にある結晶構造では理解しにくいために、化学組成を基準とした分類（Classification）が一般に行われている。特に、地殻では陰イオン（Anion）である酸素が圧倒的に多いことからも類推できるように、陰イオンをベースにした分類が都合の良いため、酸素の場合は酸化鉱物（Oxide Mineral）、硫黄の場合は硫化鉱物（Sulfide Mineral）、などのようにグループ分けされている。陰イオンと陽イオン（cation）の区別ができないものは元素鉱物グループ（Element Mineral）とされる。また、炭素（Carbon）と酸素（Oxygen）が強く結合して錯イオンを形成するものは炭酸塩鉱物（Carbonate Mineral）グループとされる。この場合、塩という語を加える。同様に多種類のグループがあるが、量的に圧倒的に多いのはケイ酸塩鉱物（Silicate Mineral）グループである。このグループは、さらに結晶構造の違い（SiO4四面体の結合のしかたの違い）により６グループに分けられることが普通である。
  　岩石（Rock）は鉱物からなり、普通の岩石を構成する鉱物は造岩鉱物（Rock-forming Mineral）と呼ばれることがあるが、それはケイ酸塩鉱物に属する鉱物が主体である。また、資源となる鉱物は、硫化鉱物などに含まれることが普通である。つまり、一般に資源鉱物（Resource Mineral：鉱石鉱物、Ore Mineral）は普通の岩石には伴わない。
• 岩石
  

  �@岩石の分類：成因により下記のように３分類される。 　１）火成岩…マグマから固結したもの。 　２）堆積岩…地表条件（低温・低圧）で生成したもの。 　３）変成岩…地下条件（高温・高圧）で生成したもの。 �A火成岩：火成作用、マグマ、結晶分化作用、ボーウェンの反応系列、花崗岩、玄武岩 　火成岩は、化学成分中のSiO2成分量の違い、および生成深度（つまり、その構成鉱物の粒径などの組織；深いと深成岩、浅いと火山岩）の違いにより分類される。SiO2成分が多いものを酸性岩、少ないものを（逆に言えば、MgOやFeOが多い）塩基性岩と呼ぶ。また、生成深度の深いものを深成岩、浅いものを火山岩とよび、深成岩の代表は花崗岩、火山岩の代表は玄武岩である。 　塩基性のマグマ（本源玄武岩マグマ）を仮定し、結晶分化作用によって、ボーウェンの反応系列（有色鉱物：かんらん石→輝石→角閃石→黒雲母；無色鉱物：Ca斜長石→Na斜長石→カリ長石→石英）に従った鉱物の分離が起こるとすれば、さまざまな火成岩を生み出すことも可能である。しかし実際には、プレートテクトニスにより説明されるように、異なるマグマの発生の場が存在し、異なる成因の火成岩が生成している。 �B堆積岩：風化作用、浸食作用、運搬作用、堆積作用、続成作用 　堆積岩は、地表の風化・浸食・運搬・堆積作用によって形成される砕屑岩が、その典型的なものである。地表条件で不安定な鉱物（ボーウェンの反応系列の低温側のもの）は分解・溶脱され、最後に残るのは石英や長石の一部などのみである。したがって、砕屑岩は粒径によって分類されることが多く、礫岩｜2mm｜砂岩｜1/16mm｜シルト岩｜1/256mm｜粘土岩などのように定義されている。なお、堆積物が続成作用をうけて硬くなると（粒子間を埋める二次鉱物の生成により）堆積岩と呼ばれるが、さらに地下の高い温度と圧力で安定な鉱物に変化すれば（一部ないし全体が）変成岩と呼ばれるようになる。 　１）砕屑岩…もっとも典型的 　２）生物岩…石灰岩など 　３）化学的沈殿岩…蒸発岩など 　４）火山砕屑岩（火砕岩） �C変成岩：変成作用、変成相、変成相系列 　変成岩はおもに地下で受けた温度と圧力の条件の違いによって分類される。ある温度・圧力条件下で安定な鉱物の組合せが存在し、それを指標に変成岩の変成相を定義することができる。また、地下では、温度・圧力の変動は関連しており（つまりプレート運動によって）、ある特定の条件範囲を示す場合が多く、変成相系列と呼ばれる。

• 　岩石（Rock）は成因（Genesis）の違いによって３種類に分けられる。火成岩・変成岩・堆積岩である。
  　火成岩（Igneous Rock）は、熔融したマグマ（Magma）が固結してできた岩石である。一般に、化学組成のSiO2（ケイ酸、シリカ、Silica）成分量および生成深度の違いによって細分されている。シリカ成分が多いものは酸性岩（Acidic Rock）と、少ないものは塩基性岩（Basic Rock）と呼ばれる（化学における酸性・塩基性とは定義が異なるので注意）。構成鉱物としては、酸性岩では石英（Quartz）や長石（Feldspar）などの無色鉱物が多いために明色である一方、塩基性岩では有色鉱物が多いために暗色である。また、生成深度が深いと鉱物の粒子が大きく成長しやすいために粗粒となり、深成岩（Plutonic Rock）と呼ばれる。逆に浅い場合には、粒子が小さく（場合によってはガラス質となる）微粒〜細粒となり、火山岩（Volcanic Rock）と呼ばれる。これは、いわゆる火山に伴う岩石である。海嶺で生成している塩基性の火山岩である玄武岩（げんぶがん、Basalt）は、海洋地殻（Oceanic Crust）の典型的な岩石である〔深成岩である斑れい岩（斑糲岩、Gabbro）も多い〕。また、沈み込み帯の地下で生成している酸性の深成岩である花崗岩（かこうがん、granite）は、大陸地殻（Continental Crust）の典型的な岩石である。
  　変成岩（Metamorphic Rock）は、地表に存在していた岩石（何でもよい）が地下に埋没することにより、温度（Temperature）と圧力（Pressure）の上昇に伴って新たな鉱物が生成したものである。それは、構成鉱物の一部でも全部でも構わない。温度と圧力の両方の影響が強い場合と、どちらか一方の影響が強い場合とがある。前者の例は片麻岩（Gneiss）であり、後者の圧力の例は片岩（Schist）である。これらは、広域的に生成することが普通であるので広域変成岩（Regional Metamorphic Rock）と呼ばれることもある。専門的には、特定の温度・圧力条件下で安定な特有の鉱物相の出現を基準にして、温度と圧力条件に対する変成相（Metamorphic Facies）を定義している。地下での温度・圧力の変化はある連続的な経路を辿るため、変成相系列（Metamorphic-ｆacies Series）という概念も使われている。これらの変成作用（変成岩を生じる作用）はプレート運動と密接に関連することが知られており、変成岩の研究から地殻の変遷が明らかにされてきている。
  　堆積岩（Sedimentary Rock）は、地表付近でできた岩石である。地表に存在する岩石は、風化作用（Weathering）および浸食作用（Eroding）によって溶解・分解され、運搬作用（Transporting）および堆積（Sedimentation）作用によって河川等により海岸等へ運ばれて堆積する。その過程で、地表条件で不安定な鉱物は減り、比較的強靭な鉱物が多く残る。具体的には、石英や長石の一部が残りやすい。従って、このような堆積岩は鉱物の種類よりも粒子の大きさで分類した方が便利である。このような堆積岩は砕屑岩（さいせつがん、Clastic Rock）とも呼ばれるが、粒径によって礫岩・砂岩・泥岩などと名付けられている。砕屑岩が形成される時に、火山活動によって火山灰などの火山放出物が多く含まれると、火山砕屑岩（略して火砕岩、Pyroclastic Rock）と呼ばれる（ただし、火成岩に含められることもある）。堆積岩には、他に生物（Organic）岩や化学的（Chemical）沈澱岩もある。
  　地殻を構成する典型的な岩石は火成岩である。しかし、地殻深部では変成岩に変化している可能性が大きい。堆積岩は地殻表層部のみに存在する。従って、地殻における存在量は、多いほうから変成岩−火成岩−堆積岩の順であることが推定される。
  　なお、マントル（Mantle）を構成する物質は一種の変成岩であるが、地殻のものと大きく異なり、深度（温度・圧力）の違いに応じて異なる。しかし、マントルを構成する物質の詳細は不明な部分が多く、研究の途上にある。
• プリント2枚。出席票。
  【1枚目】
  表3.1、図3.2、表3.2、表3.3、図3.5、図3.9、…『基礎地球科学第2版』（46,47,50,54）
  表1.1、図1.15、…『地殻・マントル構成物質』（2,15p）
  【2枚目】
  図3.10、図3.11、表3.6、図3.15、図3.23、図3.28、図3.30、図3.31…『基礎地球科学第2版』（56,57,62,71,7,78,79p）
  表3.2…『地殻・マントル構成物質』（176p）

補足説明

全般	関連の用語については『用語集など一覧』のページを参照。 　資源関連用語は『地球資源関連用語集』のページを参照。 　地球科学用語に『地球科学用語集』のページを参照。 大分類では、『資源一般』・『鉱物資源』・『エネルギー資源』・『原子力エネルギー』・『生物資源』のページを参照。 小分類では、こちらを参照。 単位は『単位について』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。
• フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』による説明を参照してください。
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  ■堆積岩（Sedimentary rock）／砕屑岩（Clastic rock）／火山砕屑岩（Pyroclastic rock）／
  ■風化（Weathering）／堆積（Sedimentation）／続成作用（Diagenesis）／

【元素組成】

• 宇宙の元素組成 （質量％）		地球の元素組成 （重量％）		地殻の元素組成 （重量％）
  水素	７４	鉄	３５	酸素	４７
  ヘリウム	２４	酸素	３０	ケイ素	２８
  酸素	１	ケイ素	１５	アルミニウム	８
  その他	１	マグネシウム	１３	鉄	５
  		その他	７	その他	１２

【宇宙の元素組成】

• [ 図2 ] 太陽系の元素存在度	[ 図3 ] 太陽と隕石の元素存在度の比較
  東京大学理学部地球惑星物理学科（HP/2011/5）による『原始太陽系星雲』から

• 〔東邦大学理学部の高橋　正氏のホームページの中の『周期表・元素存在度の図表』から〕

【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】

• 〔東邦大学理学部の高橋　正氏のホームページの中の『周期表・元素存在度の図表』から〕

• 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→】

【鉱物の分類】

• 　関連の国際組織（国際鉱物学連合、IMA、International Mineralogical Association）により承認されている鉱物は4000種類（種、species）を超えるが、鉱物は一般に固溶体（solid solution）を形成するため、近縁の鉱物（基本の結晶構造は同じであるが化学組成が連続的に変化しているもの）は『グループ』*を構成している。従って、『グループ』でまとめれば、鉱物の種類は数100程度になる。また、普遍的に産出するものに限れば、数10程度になる。
  　種単位で区別された全鉱物は、一般に化学組成の違いによって分類される。その場合には、陰イオン（anion）の種類に応じてグループ分けが行われている。ただし、珪酸塩鉱物は結晶構造（crystal structure）によってさらに細分類されている。
  ^*　この『グループ』と以下の表のグループは異なる。そのため、これらを区別するための標記法が提起されているが、統一したものはない〔例えば、森本ほか（1975）は、この『グループ』に対しては族（group）を、下表のグループに対しては類（class）を用いている。これ以外に系列（series）などもある。〕
  

  グループ〔類（class）〕			鉱物の例	備考
  陰イオンと陽イオンの区別ができない場合	元素鉱物 （element mineral）	特定の陰イオンを含まない場合（金属など）	自然金（Au）、自然銀（Ag）、自然銅（Cu）、石墨（C）、自然硫黄（S）、など〔天然産であることを示すため『自然（native）』という語を付ける〕	量は少ないが、大部分は資源鉱物（鉱石鉱物）となる
  陰イオンが単一元素からなる場合	硫化鉱物 （sulfide mineral）	陰イオンが硫黄（S）の場合	黄銅鉱（CuFeS2）、方鉛鉱（PbS）、閃亜鉛鉱（ZnS）、など	資源鉱物の大部分が含まれる
  	酸化鉱物 （oxide mineral）	陰イオンが酸素（O）の場合	コランダム（Al2O3）、赤鉄鉱（Fe2O3）など、	資源消費量の多い鉄とアルミニウムの資源鉱物が含まれる
  	その他	ハロゲン化鉱物、など		資源鉱物となるものが多く含まれる
  陰イオンが2種類（１つは酸素）の元素からなる場合	炭酸塩鉱物 （carbonate mineral）	陰イオンが炭素（C）と酸素（O）からなる塩の場合	方解石（CaCO3）、など	石灰岩のように資源鉱物となるものが含まれる
  	珪酸塩鉱物 （silicate mineral）	陰イオンが珪素（Si）と酸素（O）からなる塩の場合	結晶構造（SiO4四面体の結合様式）の違いにより６種類のサブグループに分けられている（こちらを参照）	普通の岩石を構成する造岩鉱物の主体をなし、産出量が最も多い
  	その他	硝酸塩鉱物、硫酸塩鉱物、など		資源鉱物となるものが含まれる

【火成岩の分類】

• 火成岩の分類 〔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。 　マグマから鉱物が晶出する順番はおおよそ決まっており、比較的シリカ成分の少ないものほど早期に晶出するが、火成岩を構成する鉱物の晶出順序を最初に明らかにしたBowenの業績を称え、ボーウェンの反応系列と呼ばれる。

【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〕

【堆積岩の分類】

• ●ふつうの堆積岩の例． 礫岩：礫を主体とする岩石 砂岩：砂を主体とする岩石 シルト岩：シルトを主体とする岩石 泥岩：シルトや粘土を主体とする岩石 　など． ●火山噴出物起源の堆積岩(火砕岩)の例． 凝灰岩：火山灰を主体とする岩石 火山礫凝灰岩：火山灰を主体とし，火山礫を含む岩石 凝灰角礫岩：火山灰を主体とし，火山岩塊や火山礫を含む岩石 　など． ●生物起源の堆積岩の例． 石灰岩：石灰質の殻をもつ生物 (*1) 起源の岩石 チャート：珪質の殻をもつ微生物 (*2) 起源の岩石 　(*1) サンゴ，有孔虫など 　(*2) 放散虫，珪藻など 〔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。

【変成岩と温度・圧力条件】

• 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。 １bar＝106dyn/cm2＝105N/m2＝105Pa。 1 GPa＝109Pa＝104 bar＝10 kb。

参考

【地殻の鉱物組成】

• 	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〕

【地質学的な諸作用と岩石】

• 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）

【基本的な火成岩】

• 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。

【基本的な堆積岩】

• 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。

【基本的な変成岩】

• 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。